六局創(chuàng)新型鋼圓筒滾裝裝船施工工藝創(chuàng)新

1、鋼圓筒滾裝裝船施工工藝創(chuàng)新中建六局安裝工程有限公司三亞鋼圓筒制作運(yùn)輸QC小組一、工程概況1.工程概況：三亞某人工島，計(jì)劃填海28.18平方公里，南護(hù)岸計(jì)劃采用大型鋼圓筒結(jié)構(gòu)形式，鋼圓筒沿人工島南側(cè)岸壁前沿線型布置。2.結(jié)構(gòu)形式：鋼圓筒結(jié)構(gòu)護(hù)岸總長(zhǎng)約9km，鋼圓筒總計(jì)290個(gè)，直徑30m、筒高2539m、壁厚22mm，單筒重量500800t，是國(guó)內(nèi)目前制作、振沉直徑最大的插入式鋼圓筒結(jié)構(gòu)。兩個(gè)鋼圓筒筒壁之間中心最短距離3m，鋼圓筒之間采用副格連接，副格與鋼圓筒之間采用榫槽連接，副格艙海側(cè)壁厚20mm，陸側(cè)壁厚16mm。二、小組簡(jiǎn)介小組名稱 三亞鋼圓筒制作運(yùn)輸QC小組成立日期 2016年12月課題

2、類型 創(chuàng)新型 活動(dòng)頻率： 15天活動(dòng)一次，出勤率100% 活動(dòng)時(shí)間： 2016.12-2017.12注冊(cè)日期：2016年12月序號(hào) 姓名 性 別 年 齡 職 務(wù) 職 稱 組內(nèi)職務(wù) 1石偉男 35項(xiàng)目經(jīng)理工程師組長(zhǎng)2樊云鵬男 34項(xiàng)目總工工程師副組長(zhǎng)3馮義利男 36生產(chǎn)經(jīng)理工程師組員4高少磊男 28專業(yè)工程師工程師組員5張建兵男 25專業(yè)工程師助理工程師 組員6張世達(dá)男 24質(zhì)量工程師助理工程師 組員7馬寶平男 28資料員工程師組員8李曉波男 28專業(yè)工程師 工程師組員9祝坤明男 26安全工程師工程師組員制表人：樊云鵬 制表時(shí)間：2016年12月1日最近幾年QC小組獲獎(jiǎng)情況如下：編織節(jié)點(diǎn)板網(wǎng)格拼

3、裝施工工藝創(chuàng)新2016年獲得：總公司一等獎(jiǎng)鏤空曲面超薄全鑄鋼結(jié)構(gòu)迎賓塔施工工藝創(chuàng)新2013年獲得：國(guó)家級(jí)QC成果獎(jiǎng)大跨空間體內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)施工新工藝2012年獲得：中國(guó)建筑業(yè)協(xié)會(huì)一等獎(jiǎng)（國(guó)家級(jí)）大跨度焊接球預(yù)應(yīng)力張弦網(wǎng)架位形控制工藝控制和大跨度張弦網(wǎng)架安裝質(zhì)量2010年獲得：中國(guó)施工企業(yè)二等獎(jiǎng)（兩項(xiàng)）大跨度預(yù)應(yīng)力焊接球張弦網(wǎng)架位形控制2010年獲得：總公司一等獎(jiǎng)、天津市一等獎(jiǎng)、國(guó)家級(jí)QC成果金獎(jiǎng)三、課題選擇鋼圓筒裝船施工重、難點(diǎn)分析：1.本工程體量大、工期緊，施工工序、施工范圍眾多，組織協(xié)調(diào)難度大。2.鋼圓筒本體壁厚較薄，體積、重量大，運(yùn)輸接觸受力面較小，運(yùn)輸難度大。3.海邊施工條件惡劣，大風(fēng)

4、浪天氣多，水位變化快，鋼圓筒及副格裝船難度大。4.鋼圓筒及副格尺寸重量大，海運(yùn)工裝設(shè)計(jì)難度大。作為國(guó)內(nèi)目前制作、振沉直徑最大的插入式鋼圓筒，為保證裝船施工順利實(shí)施，我們將課題選定為：鋼圓筒滾裝裝船施工工藝創(chuàng)新。 四、設(shè)定目標(biāo)和可行性分析：1.設(shè)定目標(biāo)：每天完成一個(gè)鋼圓筒的裝船作業(yè)，滿足鋼圓筒振沉進(jìn)度需要。 2.可行性分析：技術(shù)支持：公司、工程局技術(shù)中心博士后科研工作站以及合作科研院校，如天津大學(xué)博士生導(dǎo)師常駐項(xiàng)目提供有力的技術(shù)支持，同時(shí)引入了仿真施工技術(shù)指導(dǎo)工程全過程實(shí)施。資金保證：公司高度關(guān)注，將此工程列入重點(diǎn)工程項(xiàng)目，在資金方面提供大力支持，施工精密儀器齊全，具備成功實(shí)施的條件。人員力量：

5、 公司在大跨、異形鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域獲得多項(xiàng)技術(shù)成果，培養(yǎng)了一批技術(shù)過硬、經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員。其中“大跨空間鋼結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)研究與應(yīng)用”獲得2010年國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)， “大跨度空間體內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)施工工法”獲得國(guó)家級(jí)工法。 分析結(jié)論：有能力解決關(guān)鍵技術(shù)難題，可以實(shí)現(xiàn)既定目標(biāo)。五、提出方案并確定最佳方案 1.小組利用頭腦風(fēng)暴法，集思廣益提出若干施工方案，并利用親和圖提煉方案。制表人：樊云鵬 審核人：石偉 制表時(shí)間：2016年12月1日 2.通過運(yùn)用親和圖法提煉歸納出三種可行性方案 液壓模塊車將鋼圓筒運(yùn)送至岸邊，岸上吊車吊裝上船。液壓模塊車將鋼圓筒運(yùn)送至岸邊，浮吊吊裝上船。液壓模塊車將鋼圓筒運(yùn)送至

6、岸邊，液壓模塊車滾裝上船。方案一：液壓模塊車將鋼圓筒運(yùn)送至岸邊，岸上吊車吊裝上船。首先進(jìn)行鋼圓筒運(yùn)輸加固，確保其運(yùn)輸過程安全，其次用液壓模塊車運(yùn)輸鋼圓筒至岸邊，最后用吊車吊裝鋼圓筒上船。優(yōu)點(diǎn)：受環(huán)境因素影響較小，施工進(jìn)度快，大部分為地面作業(yè)。缺點(diǎn)：對(duì)岸邊基礎(chǔ)強(qiáng)度要求較高，需使用大型機(jī)械進(jìn)行吊裝，施工措施費(fèi)用大，吊裝時(shí)對(duì)鋼圓筒變形難以控制，安全隱患大。方案二：液壓模塊車將鋼圓筒運(yùn)送至岸邊，船吊吊裝上船。首先進(jìn)行鋼圓筒運(yùn)輸加固，確保其運(yùn)輸安全，其次用液壓模塊車運(yùn)送鋼圓筒至岸邊，最后使用船吊吊裝鋼圓筒上船。 優(yōu)點(diǎn)：受環(huán)境因素影響較小，施工進(jìn)度較快，工期短。缺點(diǎn)：需投入大型船吊進(jìn)行吊裝，費(fèi)用高，鋼圓筒

7、吊裝變形難以控制，施工安全隱患大。 方案三：液壓模塊車將鋼圓筒運(yùn)送至岸邊，液壓模塊車滾裝上船 。首先用液壓模塊車將鋼圓筒運(yùn)送至岸邊，其次等潮水位置到合適高度，最后用液壓模塊車將鋼圓筒滾裝上船。優(yōu)點(diǎn)：無吊裝作業(yè)，不使用大型吊裝機(jī)械，鋼圓筒變形容易控制，地面運(yùn)輸成本低，安全可靠。缺點(diǎn)：受潮水高度影響較大，施工工期慢。3.將三種方案進(jìn)行對(duì)比分析方案對(duì)比分析表對(duì)比項(xiàng)方案施工難易性施工投入工期進(jìn)度對(duì)其他工序影響對(duì)主體結(jié)構(gòu)影響安全性方案一液壓模塊車將鋼圓筒運(yùn)送至岸邊，岸上吊車吊裝上船鋼圓筒體量大，整體吊裝難度大液壓模塊車及大型吊裝機(jī)械投入，機(jī)械費(fèi)用高可以同時(shí)吊裝多個(gè)鋼圓筒，施工周期短對(duì)船上固定作業(yè)及其他工

8、序影響小大型吊裝作業(yè)對(duì)薄壁型鋼圓筒結(jié)構(gòu)變形影響大大體量吊裝作業(yè)，吊裝安全隱患大方案二液壓模塊車將鋼圓筒運(yùn)送至岸邊，船吊吊裝上船鋼圓筒體量大，整體吊裝難度大液壓模塊車及大型船吊投入機(jī)械費(fèi)用高不能同時(shí)進(jìn)行鋼圓筒吊裝，施工周期較長(zhǎng)對(duì)船上固定作業(yè)及其他工序影響較大大型吊裝作業(yè)對(duì)薄壁型鋼圓筒結(jié)構(gòu)變形影響大大體量吊裝作業(yè)，吊裝安全隱患大方案三液壓模塊車將鋼圓筒運(yùn)送至岸邊，液壓模塊車滾裝上船需對(duì)潮水時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控，滾裝作業(yè)難度小液壓模塊車及地面基礎(chǔ)道路鋪設(shè)鋼板，投入費(fèi)用低按時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行滾裝作業(yè)，施工周期長(zhǎng)對(duì)船上固定作業(yè)及其他工序影響較大無吊裝作業(yè)，對(duì)薄壁型鋼圓筒結(jié)構(gòu)變形影響小無吊裝作業(yè)，運(yùn)輸作業(yè)緩慢，易

9、控制，安全隱患小制表人：樊云鵬 審核人：石偉 制表時(shí)間：2016年12月1日制圖人：樊云鵬 審核人：石偉 制表時(shí)間：2016年12月1日4.從圖中我們明顯可以看出方案三為最佳方案，并對(duì)方案三進(jìn)行深化。深化一：臨時(shí)運(yùn)輸鋼圓筒強(qiáng)度加強(qiáng)及穩(wěn)定性加固 由于鋼圓筒體量大且屬于大型空間薄壁型鋼結(jié)構(gòu)，運(yùn)輸過程其穩(wěn)定性差，易變形，因此采用加固方案為對(duì)其下部與液壓模塊車接觸位置設(shè)置四道雙層鋼梁，鋼梁和鋼圓筒焊接連接，鋼梁下表面與鋼圓筒下表面齊平。 深化二：鋼圓筒運(yùn)輸路線及裝船位置支墩設(shè)計(jì) 首先由于液壓模塊車的行進(jìn)路線必須暢通，因此船上支墩選用鋼圓筒象限的四處位置布置。每處4個(gè)支墩，總計(jì)16個(gè)支墩，支墩由630*

10、25鋼圓管和20厚鋼板焊接組成，每個(gè)支墩下設(shè)置分載板，其次使用經(jīng)緯儀進(jìn)行測(cè)量放樣，確認(rèn)鋼圓筒位置及行車路線，使用油漆噴涂鋼圓筒位置和道路線。岸邊行車線對(duì)齊船上行車路線并噴涂油漆。最后進(jìn)行支墩安裝焊接。 深化三：鋼圓筒船上位置加固及抗傾斜加固 由于使用船舶進(jìn)行運(yùn)輸，鋼圓筒高3335米，其在運(yùn)輸過程上的穩(wěn)定尤為重要。因此選用加固方案經(jīng)過計(jì)算鋼支撐和擋板進(jìn)行加固。每個(gè)鋼圓筒設(shè)置12道鋼支撐，垂直于船長(zhǎng)方向每側(cè)布置4根鋼支撐，順船長(zhǎng)方向每側(cè)布置2根鋼支撐，以確保運(yùn)輸過程的穩(wěn)定。鋼圓筒和船甲板設(shè)置支座板，用于和鋼支撐連接。深化四：液壓模塊車運(yùn)輸穩(wěn)定性分析 1.液壓模塊車同步穩(wěn)定性SPMT在軸線內(nèi)部裝配了

11、嵌入式的液壓油缸，液壓缸是與液壓分組相連接的。因此即便我們要對(duì)某一軸進(jìn)行升降，其液壓力仍然將與液壓分組中的壓力相同，如遇到路面不平時(shí)，某些軸系將失壓或增壓，此時(shí)軸線內(nèi)部裝配液壓油缸通過升高或降低的自調(diào)整，使貨物下平面保持水平。 2.鋼圓筒穩(wěn)定性從安全角度考慮，超寬和超高件運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵問題是穩(wěn)定性。為確保穩(wěn)性，我們放寬平板車的輪距，即通過橫向組合，經(jīng)研究，液壓懸掛回路選用4點(diǎn)支承系統(tǒng)更有利。根據(jù)規(guī)范 GUIDELINES FOR LOAD-OUTS 0013/ND版中第14.2.2條規(guī)定，運(yùn)輸穩(wěn)定角必須大于7°才安全。經(jīng)過計(jì)算側(cè)向穩(wěn)定計(jì)算圖得出鋼圓筒的穩(wěn)定角為17°，滿足要求。

12、深化五：碼頭地基承載力分析 洋浦港碼頭為重力式沉箱碼頭，根據(jù)資料洋浦港二期工程竣工報(bào)告、水工工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范得到碼頭前沿活荷載為30KN/*1.3=39KN/。仿真分析計(jì)算結(jié)果得到液壓模塊車行進(jìn)最大荷載82KN/39KN/，無法滿足碼頭前沿地耐力要求，我們采用采用單列車?yán)?0張規(guī)格為6000*2500*20mm的鋼板進(jìn)行鋪設(shè)，分載后液壓模塊車載荷35KN/，滿足碼頭承載力要求。深化六：仿真分析技術(shù)深化使用專業(yè)模型計(jì)算軟件Midas Gen軟件，建立結(jié)構(gòu)模型，導(dǎo)入各種施工工況，按規(guī)范要求，輸入荷載數(shù)據(jù)，對(duì)模型進(jìn)行計(jì)算分析，檢查結(jié)構(gòu)的狀態(tài)，以確保施工方案合理，安全無風(fēng)險(xiǎn)。六、制定對(duì)策對(duì)策實(shí)施表編

13、號(hào)對(duì)策目標(biāo)措施時(shí)間地點(diǎn)負(fù)責(zé)人1預(yù)留液壓模塊車運(yùn)輸車道液壓模塊車行進(jìn)路線上無障礙物，筒行進(jìn)路線之中物體高度不超過1.35米制作運(yùn)輸路線圖，并進(jìn)行路線標(biāo)識(shí)；優(yōu)化制作可拆卸式胎架16年12月施工現(xiàn)場(chǎng)高少磊李曉波2鋼圓筒內(nèi)支撐梁優(yōu)化和安裝支撐梁底標(biāo)高與筒底標(biāo)高相差不超過3mm，重量不超過5噸。優(yōu)化支撐梁構(gòu)造及連接做法，編制合理的安裝及拆除方法17年1月施工現(xiàn)場(chǎng)樊云鵬李曉波3液壓模塊車加固運(yùn)輸過程中液壓模塊車中部最大起拱不超過150mm液壓模塊組之間增加鋼板肋，并在承壓位置設(shè)置分載平臺(tái)17年1月施工現(xiàn)場(chǎng)馮義利張建兵4鋼跳板道路過度鋼跳板位移不超過30mm，能滿足筒滾裝通行鋼跳板進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，安裝時(shí)兩端牢

14、固焊接。17年1月施工現(xiàn)場(chǎng)高少磊張世達(dá)5船上支墩與海綁斜支撐支墩頂部高差不超過5mm，斜支撐可重復(fù)使用制作銷軸連接方便安拆的斜支撐，優(yōu)化支墩位置，保證安裝質(zhì)量。17年2月施工現(xiàn)場(chǎng)樊云鵬張建兵6潮汐控制運(yùn)輸船舶甲板與碼頭前沿高差不超過100mm。專人測(cè)量碼頭潮水，復(fù)核潮汐表，隨時(shí)測(cè)量船岸高差17年2月施工現(xiàn)場(chǎng)馮義利李曉波7安全控制鋼圓筒運(yùn)輸過程中零傷亡事故發(fā)生。設(shè)置專職安全員4名，并進(jìn)行三級(jí)安全教育和班前教育，利用新工藝、新方法對(duì)其運(yùn)輸過程進(jìn)行控制。16年12月施工現(xiàn)場(chǎng)祝坤明制表人：樊云鵬 審核人：石偉 制表時(shí)間：2016年12月1日七、對(duì)策實(shí)施 對(duì)策一：預(yù)留液壓模塊車運(yùn)輸車道 1、制作運(yùn)輸路線

15、圖，確認(rèn)行走路線上無遮擋、無雜物，保證運(yùn)輸?shù)缆吠〞场?、制作可拆卸活動(dòng)式胎架，保證運(yùn)輸路線暢通。實(shí)施效果：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際制作運(yùn)輸路線圖，避免了制作胎架與運(yùn)輸路線重合部分重新制作安裝，提高制作效率。 對(duì)策二：鋼圓筒內(nèi)支撐梁優(yōu)化和安裝 以液壓模塊車和鋼圓筒接觸的四處為中心點(diǎn)，分別布置四道雙層鋼梁；鋼梁與鋼圓筒使用螺栓連接，使其可以重復(fù)使用。實(shí)施效果：（1）優(yōu)化與鋼圓筒的連接方式，減少后續(xù)重復(fù)制作，減少材料損耗。（2）合理安排位置，增加與液壓模塊車接觸面，減小集中應(yīng)力分布。（3）支撐梁重量4.5t，底標(biāo)高與筒底標(biāo)高相差不超過3mm。對(duì)策三：液壓模塊車加固 對(duì)液壓模塊車對(duì)接位置上部進(jìn)行加固，使其形成一個(gè)

16、整體。與鋼圓筒接觸位置設(shè)置分載板，分載板上下均鋪設(shè)橡膠皮墊，使液壓模塊車能更安全的進(jìn)行運(yùn)輸作業(yè)。 實(shí)施效果：加強(qiáng)液壓模塊車統(tǒng)一運(yùn)作能力，中部起拱高度小于150mm。加強(qiáng)接觸位置的摩擦力，杜絕在運(yùn)輸過程出現(xiàn)滑移。對(duì)策四：鋼跳板道路過度作業(yè)前設(shè)置6張鋼跳板，組成2條道路線，其強(qiáng)度經(jīng)過計(jì)算。鋼跳板的轉(zhuǎn)動(dòng)軸板與船舶夾板焊接。實(shí)施效果：連接碼頭與船舶，且剛跳板位移控制在30mm以內(nèi)，確保了液壓模塊車能平滑度過。對(duì)策五：船上支墩與綁扎斜支撐 1、船上支墩制作安裝船上支墩由630*25圓鋼管上鋪20厚鋼板下鋪3000*1000分載板焊接組成，保證預(yù)留車道情況下均勻分布在鋼圓筒底部圓的四處象限位置。其強(qiáng)度經(jīng)過

17、驗(yàn)算，保證其強(qiáng)度。2、綁扎斜支撐每個(gè)鋼圓筒設(shè)置12道斜支撐，每道斜支撐由直徑300的圓管和30厚的鋼板焊接組成。布置位置為垂直于船長(zhǎng)方向每側(cè)布置4道，順船長(zhǎng)方向每側(cè)布置2道，每?jī)傻篱g相互平行。實(shí)施效果：支墩頂部高差未超過5mm，斜撐均可重復(fù)利用，確保了海上運(yùn)輸時(shí)鋼圓筒安全穩(wěn)固。對(duì)策六：潮汐控制經(jīng)計(jì)算，碼頭面離水面高度為3.5m時(shí)，為最安全的滾裝時(shí)間點(diǎn)。結(jié)合實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)及潮汐表對(duì)照，當(dāng)潮水在174時(shí)，碼頭離水面的高度為3.5m，可進(jìn)行滾裝作業(yè)。駁船根據(jù)甲板的水平及高度情況，及時(shí)調(diào)整水艙排水或壓水，達(dá)到甲板基本水平。173.5174實(shí)施效果：駁船與碼頭高差控制在100mm以內(nèi)，確保滾裝作業(yè)安全進(jìn)行。對(duì)策七：安全控制按照公司安全管理制度，設(shè)置專職安全員4名，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的安全生產(chǎn)管理工作進(jìn)行全方位的檢查，對(duì)進(jìn)場(chǎng)作業(yè)人員進(jìn)行三級(jí)安全交底和班前安全教育活動(dòng)，提高作業(yè)人員的自我保護(hù)意識(shí)，從開工至竣工未發(fā)生一次安全生產(chǎn)事故。實(shí)施效果：達(dá)到安全生產(chǎn)零傷亡。八、效果檢查經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸施工，鋼圓筒可達(dá)到每天滾裝一個(gè)的目標(biāo)，每月可完成運(yùn)輸20-30個(gè)鋼圓筒，完全滿足振沉的需求。實(shí)踐證明，滾裝可保證鋼圓筒的結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性及外形尺寸，夾取鋼圓筒均一次成功，目前已運(yùn)輸?shù)匿搱A筒全部順利完成振沉。九、標(biāo)準(zhǔn)化三亞某人工島南護(hù)岸鋼圓筒工程經(jīng)過QC小組活動(dòng)和工程實(shí)踐，現(xiàn)已編織專項(xiàng)施工