地源熱泵地埋管的QC成果

1、地源熱泵系統(tǒng)的地埋管施工質(zhì)量管理控制中鐵四局機電公司上海動車段項目部地源熱泵施工質(zhì)量控制QC小組發(fā)表人 陳強 二一年二月十日一、工程概況 新建鐵路上海動車段位于上海南翔編組站以南，緊鄰滬杭既有線，距上海站約13km，為全國四大動車組檢修基地之一，主要承擔華東地區(qū)、部分華中地區(qū)、部分沿海通道動車組的檢修任務，服務于京滬、滬漢蓉、浙贛客運專線和杭州-寧波-深圳間的沿海客運通道以及長江三角洲城際鐵路網(wǎng)。地源熱泵系統(tǒng)的地埋管施工概況v上海動車段工程的辦公、生活區(qū)集中在運用檢查場、高級修場兩大場區(qū)，均采用地源熱泵管路及主機系統(tǒng)進行集中供暖，建筑面積分別為6712和9829。本工程集中空調(diào)主要通過地源熱泵

2、地埋管的換熱系統(tǒng)，利用地下淺層地熱資源來作為冷熱源的空調(diào)系統(tǒng)，是一項具有顯著節(jié)能、舒適環(huán)保、零空氣污染的新興工藝和技術。v整個上海動車段工程的地埋管換熱器共設置208個地熱空調(diào)管井，其中運用檢查場為88孔，高級修場為120孔。單井深度為102m，井孔直徑為150mm，井間的距離為4m4m，成菱形均勻布置在動力機房（即空調(diào)機組房間）周圍；埋管采用垂直鉆孔埋管的方式，垂直埋管為單U型管。水平干支管采用直埋敷設，共設24條水平管溝槽，其管道標高為-2.6m，地埋管共設置34個環(huán)路，環(huán)路根據(jù)現(xiàn)場條件由5個、6個、7個或8個等豎井連成地熱空調(diào)管井組成。地源熱泵的豎向管道示意圖二、二、QCQC小組情況小組

3、情況 制表人：陳強 制表時間：2009年11月25日三、選題理由三、選題理由本工程的設計與施工特點：垂直地埋管井深度深達到102m，地處污水處理場，管網(wǎng)錯綜復雜，水平管下有重力排水，上面有給水管和電纜，且30%處于新建食堂的地基和鋼筋混凝土路面以下，施工困難 質(zhì)量要求高：新建鐵路上海動車段工程的質(zhì)量目標是“建設一流的動車段工程，確保部優(yōu)、爭創(chuàng)國優(yōu)”。能、環(huán)保型技術：地源熱泵空調(diào)技術是近年來國家重點推廣應用的新技術，在鐵路建設范圍內(nèi)將逐步地開展，且我公司第一次施工該項目，施工難度非常大。提高地源熱泵地埋管系統(tǒng)施工質(zhì)量四、現(xiàn)狀調(diào)查四、現(xiàn)狀調(diào)查v（1）在地埋管施工前，項目部派專人到杭州、南京和上海市

4、區(qū)對正在施工的三個地源熱泵施工項目進行觀摩，從中學習地源熱泵空調(diào)施工的經(jīng)驗，并與施工隊伍交流意見，學習相關施工操作要點、注意事項和質(zhì)量控制要點，汲取經(jīng)驗教訓。v（2）同時，為提高地埋管施工質(zhì)量，特聘請地源熱泵空調(diào)方面的專家，共同參加設計、監(jiān)理和施工單位相關專業(yè)工程的設計交底會，并針對本工程的地源熱泵空調(diào)地埋管系統(tǒng)的施工重點進行講解，并進行現(xiàn)場的技術指導。v（3）根據(jù)上述情況，并結合對運用檢查場已經(jīng)施工完畢的40處豎向孔井的施工質(zhì)量，進行了一次全面的分析，在項目QC小組成員的共同努力下，找出如下的因素。問題調(diào)查表制表人：陳強 制表時間：2009年1月14日質(zhì)量問題頻數(shù)統(tǒng)計表 制表人：陳強 制表時

5、間：2009年1月14日 數(shù)據(jù)統(tǒng)計排列圖 管道施工質(zhì)量缺陷排列圖從排列圖中可以看出，“垂直地埋管、水平干管、支管的連接問題”與“垂直地埋管垂直度、深度等問題”是造成地熱空調(diào)地埋管系統(tǒng)施工質(zhì)量問題的兩大主要原因。制圖人：陳強 制圖時間：2009年1月14日106422812162024回填土的密實度U型管立管間距控制累計頻率(%)010203060504080901007040頻數(shù)(點）垂直地埋管與水平干管、直管連接垂直地埋管深度垂直度控制豎井間距控制42%92%N=2467%84%五、設定目標值五、設定目標值 活動總目標和目標值：小組成員經(jīng)過詳細的分析，確定本小組的活動目標是：確保地源熱泵空調(diào)

6、地埋管系統(tǒng)施工質(zhì)量滿足施工驗收規(guī)范要求，并且地源熱泵空調(diào)地埋管系統(tǒng)施工質(zhì)量合格率控制在95%以上。確定本小組的活動目標是：確保地源熱泵空調(diào)地埋管施工質(zhì)量滿足施工驗收規(guī)范要求。地源熱泵空調(diào)地埋管施工質(zhì)量合格率控制在95%以上。2 2、可行性分析框圖、可行性分析框圖目標可行性分析公司領導和各相關部門以及甲方、監(jiān)理和項目部全方位的重視和大力支持，為本次活動創(chuàng)造了良好的環(huán)境和條件 在選擇課題中分析兩大質(zhì)量問題后，在施工管理方面QC小組成員具有多年的施工管理經(jīng)驗，完全能勝任目前的管理要求，并且項目部有健全的質(zhì)量保證體系，人員職責明確，責任到人；經(jīng)過調(diào)查分析現(xiàn)場存在質(zhì)量的施工總體合格率為88%，通過小組討

7、論，可以將合格率提高到95%，這個目標可以實現(xiàn)。目標可以實現(xiàn)六、原因分析六、原因分析 QC小組全體人員，通過頭腦風暴法從人、機、料、法和環(huán)等五個方面分析了對兩個質(zhì)量問題有可能造成的各種要因，繪制關聯(lián)圖如下：地埋管與垂直、水平干支管連接問題關聯(lián)圖地埋管與垂直、水平干支管連接問題關聯(lián)圖 制圖人：陳強 制圖時間：2009年1月20日 下 管 回 填 不 及 時 、回 填 土 不 密 實交 底 不 明 確 ， 未 對工 人 面 授 交 底 內(nèi) 容下 管 速 度不 均 勻遇 到 障 礙 物 未查 明 原 因 處 理下 管 過 程 造成 管 破 壞建 筑 物 不均 勻 沉 降地 埋 管 上 浮氣 溫 低

8、影 響 管熱 熔 連 接 效 果連 接 部 位質(zhì) 量 不 合 格連 接 部 位 斷 裂縮 孔 、 塌 孔鉆 孔 泥 漿 比 重 不 合格U形 管 間 未 設置 橡 膠 管 卡垂 直 地 埋 管 的 深度 和 垂 直 度 不 夠垂 直 地 埋 管 與 水 平干 、 支 管 連 接 存 在質(zhì) 量 問 題下 管 不 到 位連 接 件 材 料質(zhì) 量 不 合 格未 按 照 程 序 對 管 道進 行 驗 收 、 試 壓U形 管 長 度 不符 合 要 求材 料 進 場 手續(xù) 不 嚴 格工 序 驗 收 不 嚴 格冬 季 施 工 影 響連 接 部 位 施 工 工 人未 按 要 求 操 作工 人 未 按要 求 操

9、 作七、要因確定七、要因確定制表人：陳強 制表時間：2009年2月5日八、制定對策八、制定對策QC小組根據(jù)確認的要因，組織小組全體人員集思廣益，經(jīng)綜合討論分析研究，針對每條主要原因制定了以下對策，目標及措施如下： 制表人：陳強 制表時間：2009年2月10日九、實施對策九、實施對策 根據(jù)對策表中的措施，小組派專人負責，保證每一項措施落實到位，在規(guī)定的時間內(nèi)完成，由QC小組的組長負責人負責指揮和監(jiān)督。 實施對策一：實施對策一： 加強現(xiàn)場的施工管理，交底層層組織落實到位 1、由小組成員陳強負責完善技術交底制度，明確技術交底責任人。項目總工程師及專職技術人員對現(xiàn)場相關施工隊長進行書面技術交底。做到交

10、底內(nèi)容詳細全面，對施工有針對性、指導性，交底書各級簽字齊全。 2、明示操作控制要點：地埋管系統(tǒng)采用熱熔對接的方法連接，采用專用熱熔機；熱熔連接后的直管段的外觀縱向要一直，不允許出現(xiàn)角度或偏斜。 實施效果：通過加強技術交底，層層落實到位，并嚴格按照交底要求實施，且通過加強現(xiàn)場管理的施工管理，明示操作控制要點，工人操作更熟練、規(guī)范。通過試壓檢驗，地埋管、地埋管與水平干、支管連接質(zhì)量均已切實得到有效控制，對提高地埋管系統(tǒng)的施工質(zhì)量起到了顯著的效果。水平管與分集水器連接水平管與分集水器連接 水平管布置圖水平管布置圖實施對策二：實施對策二：嚴格按照工序要求驗收 由小組成員王洪雷負責落實工序驗收，嚴格每到

11、工序驗收質(zhì)量，做好相關記錄和施工資料。 1、嚴格“三檢”制度，每道工序完工后施工班組自檢合格后，填寫自檢記錄表，并及時上交施工隊長，再由施工隊長組織各工序的施工班組長并報專職質(zhì)檢員檢查，經(jīng)檢查符合分項質(zhì)量驗收標準后，雙方簽署完成自檢（交接檢）記錄，方可進行下道工序施工。 2、地埋管進場后首先對每根單U型管進行嚴密性試驗，然后進行水壓試驗，試驗壓力位1.6mpa；下管前管道壓力卸到0.6Mpa，保壓下管，一直保壓到水平管連接；垂直地埋管與水平管熱熔連接，每個地埋管井的垂直埋管形成環(huán)路后進行水壓試驗；各環(huán)路集水器與分集水器連接形成系統(tǒng)后進行水壓試驗。 實施效果：施工操作人員質(zhì)量意識得到提高，施工更

12、加程序化、規(guī)范化；地埋管系統(tǒng)各工序施工質(zhì)量可控性得到加強，減少了施工質(zhì)量隱患，提高了地埋管系統(tǒng)施工質(zhì)量；施工資料真實性強、便于追溯檢查分析。 材料進場自檢打壓材料進場自檢打壓 管道回填后再檢補壓管道回填后再檢補壓 實施對策三：實施對策三：確保地埋管管井和水平溝槽回填質(zhì)量 由小組成員周建峰負責地埋管管井和水平溝槽回填質(zhì)量，嚴格按如下控制措施，加強過程監(jiān)控，確?；靥钯|(zhì)量： 1、鉆孔完畢后，應盡快將地埋管放入孔內(nèi)，避免可能出現(xiàn)管孔局部的縮孔，孔底沉沙過厚導致下管困難。下管采用人工配合機械下管的方法，即利用回轉(zhuǎn)鉆機鉆桿頂進的方式，且使U形管內(nèi)充滿水并保持靜壓增加自重，可以克服水的浮力并加快下管的速度。

13、下管完畢用細砂和膨潤土（4：1）的混合漿，通過回填泵泵入鉆桿隨著鉆桿的提升而灌入孔底，自下而上回填完畢后方可提升鉆桿。 成 孔下 管回 填 前 先 讓 孔 里 泥 漿 沉積 半 小 時 靠 沉 沙 壓 住 地埋 管 然 后 提 鉆 桿 注 漿待 回 填 料 沉 積 后多 次 補 填 后 完 成地 埋 管鉆 桿地 埋 管鉆 桿計 算 管 井 容 量回 填 用 砂 量回 填 泵 自 然 沉 積 沙 層管溝墊砂并夯實 夯機 實施效果：每個管井的計算用砂量約為1.8m3，實際回填均超過計算用砂量，總共回填量超過計算用量100多立方，通過控制回填量已保證管井回填密實；水平溝槽經(jīng)合理選擇回填材料，且分層夯

14、實通過現(xiàn)場核實后回填密度達到設計要求。且在管四周鋪設、覆蓋細砂形成軟基層，已較好地解決因建筑物沉降導致水平埋管系統(tǒng)斷裂或破壞。 2、水平溝槽回填，管底及管頂以上500mm范圍內(nèi)采用細砂人工回填，管道安裝前先用200mm的厚細砂填實管底；管道兩側同時回填（回填至管頂用機械回填，將級配砂石回填至溝槽頂，用滾輪逐層碾壓平實，機械回填時必須在地埋管保壓的情況下進行。實施對策四：實施對策四：嚴格控制泥漿比重 由小組成員董磊，給各鉆機發(fā)放泥漿比重計，首先根據(jù)上海地區(qū)的土壤情況結合規(guī)范對鉆孔樁的要求，給泥漿比重設定范圍值在1.05至1.25之間，然后選取幾臺鉆機采用不同的泥漿比重進行試鉆，并對每臺鉆機每鉆進

15、10米，測量一次泥漿比重，通過現(xiàn)場取樣和測量，最后采用淘汰法篩選得到當泥漿比重為1.18時出現(xiàn)縮孔，塌孔的情況也最少，為此我們選擇鉆孔泥漿比重為1.18。實施效果：鉆孔質(zhì)量得到了控制；在鉆孔過程中沒有出現(xiàn)塌孔或是縮孔的情況，減少了因縮孔和塌孔引起的重新鉆孔和U型管頂破的情況，節(jié)約了時間和材料，同時也保證了地埋管的施工質(zhì)量。 泥漿比重計泥漿比重計 現(xiàn)場試鉆現(xiàn)場試鉆 十、效果檢查十、效果檢查1、目標值實現(xiàn)：從以上對比表和對比圖中可以看出，通過開展QC活動，在QC小組人員的共同努力下，“地源熱泵空調(diào)地埋管系統(tǒng)施工質(zhì)量”合格率由施工前的90%上升到了97%，超過了我們的預定目標95%。 制表人：陳強

16、制表時間：2009年11月25日2、經(jīng)濟效益 通過QC小組活動，在地源熱泵空調(diào)地埋管施工質(zhì)量控制中，根據(jù)現(xiàn)場實際情況制定了各種切實可行的措施和合理的施工流程，加強了施工過程的控制，并采取了較好的預控措施，使得在施工過程中少走彎路和減少不必要的經(jīng)濟損失，保證了施工質(zhì)量和施工速度，產(chǎn)生了經(jīng)濟效益。根據(jù)勞務、財務部門的統(tǒng)計節(jié)約資金共55780元，見下表：3、QC小組成員效果 通過收集相關資料、組織討論、現(xiàn)場調(diào)查、驗收以及小組成員在施工過程中的討論學習，使得QC小組成員在地源熱泵空調(diào)地埋管施工質(zhì)量控制方面獲得了寶貴的經(jīng)驗，為以后的施工打下了堅實的基礎，同時也增加了項目的凝聚力：制表人：陳強 制表時間：2009年11月25日制圖人：陳強 制圖時間：2009年11月25日圖14 活動前后目標對比圖十一、制訂鞏固措施十一、制訂鞏固措施 1、本次QC小組活動增強了隊伍素質(zhì)，獲得了施工管理經(jīng)驗和技術經(jīng)驗。 我們將認真總結，不斷提高地源熱泵空調(diào)地埋管施工質(zhì)量控制管理 水平，為以后的施工積累經(jīng)驗，并積極推廣到類似的工程中去。 2、為鞏固本次活動的成果，推廣地源熱泵空調(diào)地埋管施工質(zhì)量控制技 術，制定出作業(yè)指導書在公司內(nèi)部推行。十二、總結和今后打算十二、總結和今后打算 1、總結：在通過地源熱泵的地埋管QC活動之后，使得小組成員以及項目部人員，均對如何