蓋挖逆作法地鐵車站垂直出土方式的創(chuàng)新課件

中鐵三局橋隧分公司張艷文QC小組發(fā)表人：薛磊

蓋挖逆作法地鐵車站

垂直出土方式的創(chuàng)新中鐵三局橋隧分公司張艷文QC小組匯報程序工程概況QC小組簡介P階段D階段C階段A階段選題理由目標(biāo)設(shè)定可行性分析提出方案問題的假象預(yù)測制定對策對策實施社會效益直接效益總結(jié)及打算鞏固措施

中鐵三局橋隧分公司

知行合一永爭第一匯報程序工程概況QC小組簡介P階段D階段C階段A階段選題理由工程概況杭州地鐵一號線武林廣場站總建筑面：24235.63m2為地下三層和四層多跨框架結(jié)構(gòu)采用蓋挖逆作法施工，基坑內(nèi)土方約15萬m3

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知行合一永爭第一工程概況杭州地鐵一號線武林廣場站總建筑面：24235.63m

中鐵三局橋隧分公司蓋挖逆作法示意圖

知行合一永爭第一中鐵三局橋隧分公司蓋挖逆作法示意圖知行合一永爭第一小組名稱中鐵三局橋隧分公司張艷文QC小組成立時間2008年10月15日課題名稱蓋挖逆作法地鐵車站垂直出土方式的創(chuàng)新課題類型創(chuàng)新型組長張艷文活動時間2011年5月至2011年12月注冊日期2011年1月15日小組成員15人注冊編號ZTSJQS-WLGCZ-110115活動次數(shù)15次接受TQC教育情況48小時以上序號姓名性別年齡學(xué)歷職務(wù)備注8李鵬飛男26大專助理工程師組員9公正男27大專物資主任組員10邢俊峰男25大專技術(shù)員組員11王曉燕女25大專技術(shù)員組員12侯艷玲女29專科技術(shù)員組員13王波男26?？萍夹g(shù)員組員14宋海濱男30碩士業(yè)主代表顧問15沈進(jìn)男37本科質(zhì)檢監(jiān)督員顧問QC小組基本情況表序號姓名性別年齡學(xué)歷職務(wù)備注1張艷文男35本科項目經(jīng)理組長2溫元平男38?？瞥?wù)副經(jīng)理副組長3李剛柱男32?？瓶偣こ處熃M員4許月輝男34中專生產(chǎn)副經(jīng)理組員5劉建衛(wèi)男30本科副總工程師組員6薛磊男25本科安質(zhì)主任組員7殷劉帥男26本科工程部長組員QC小組簡介

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知行合一永爭第一小組名稱中鐵三局橋隧分公司張艷文QC小組成立時間2008年1

中鐵三局橋隧分公司選題理由P階段：

知行合一永爭第一垂直出土新工藝的創(chuàng)新蓋挖逆作法地鐵車站傳統(tǒng)出土方式不能滿足業(yè)主下達(dá)的工期要求：武林廣場站是杭州地鐵1號線最后一批開工站點(diǎn)中規(guī)模最大的車站，是制約全線通車的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，工期壓力巨大；本車站基坑內(nèi)土方約計15萬方，按照業(yè)主下達(dá)的節(jié)點(diǎn)工期計算，每段出土?xí)r間不得超過12天，傳統(tǒng)起重機(jī)械加出土容器的方式需用時約為20～25天，不能滿足工期要求。施工安全風(fēng)險大：武林廣場站開挖深度約27米，如采用汽車吊加出土容器的方式進(jìn)行垂直出土，則需人員在開挖面進(jìn)行配合吊裝，此時人員將暴露在出土口正下方，易造成落物傷人事故，安全風(fēng)險極大。中鐵三局橋隧分公司選題理由P階段：知行合一永爭第一

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傳統(tǒng)出土方式的工藝流程

注：紅色為人工下至基坑底部作業(yè)工序

知行合一永爭第一下放出土容器

挖掘機(jī)配合裝土

人工配合掛鉤

垂直提升

人工配合卸土

下放出土容器

蓋挖逆作法地鐵車站垂直出土一般采用汽車吊加出土容器的方式進(jìn)行，這是一種人工操作配合機(jī)械出土的傳統(tǒng)工藝，工藝較成熟，可控性較高。若我項目采用此工藝進(jìn)行施工，則流程如下：

中鐵三局橋隧分公司傳統(tǒng)出土方式的工藝流程注：紅色為人

一、工期分析

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傳統(tǒng)出土方式存在的問題每段出土的平均用時為25天效率太低了！按照業(yè)主下達(dá)的工期計劃推算，每段的出土用時不得大于12天。結(jié)論不能滿足要求

知行合一永爭第一出土容器每次吊裝土方約2方每完成一次吊裝循環(huán)的時間為約15分鐘每天出土約280方每段結(jié)構(gòu)內(nèi)土方約7000方計算得出傳統(tǒng)出土所需時間為25天一、工期分析中鐵三局橋隧分公司傳統(tǒng)出土方

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本車站開挖深度達(dá)到了27米，若采用汽車吊加出土容器進(jìn)行垂直提升，勢必將配合進(jìn)行掛鉤的作業(yè)人員暴露在出土口的正下方，且基坑內(nèi)環(huán)境非常復(fù)雜，人員作業(yè)存在極大的安全風(fēng)險：1、人工需下至27米深基坑底部進(jìn)行配合起重機(jī)械進(jìn)行出土作業(yè)，存在落物傷人、物體打擊、窒息等風(fēng)險；2、由于起重機(jī)械頻繁在結(jié)構(gòu)頂板穿行、停留，易與其他大型機(jī)械造成碰撞等機(jī)械傷害。

二、安全性分析

知行合一永爭第一中鐵三局橋隧分公司本車站開挖深

中鐵三局橋隧分公司安全目標(biāo)工期目標(biāo)消除目標(biāo)設(shè)定安全目標(biāo)：消除2個人工地下作業(yè)

工序，降低安全風(fēng)險工期目標(biāo)：每段垂直出土?xí)r間從25天降低到12天

知行合一永爭第一中鐵三局橋隧分公司安全目標(biāo)工期目標(biāo)消除目標(biāo)設(shè)定安全目小組成員的類似施工經(jīng)驗豐富，其中3人曾經(jīng)在南京地鐵從事蓋挖逆作法地鐵車站的施工，有基坑開挖相關(guān)的施工經(jīng)驗。集團(tuán)公司領(lǐng)導(dǎo)高度重視，將本項目蓋挖逆作法地鐵車站列為科研攻關(guān)課題，劃撥了科研經(jīng)費(fèi)，大力支持蓋挖逆作法施工工藝的探索研究。礦山及其他領(lǐng)域中能夠?qū)崿F(xiàn)24小時不間斷運(yùn)輸，且運(yùn)輸量較大，通過學(xué)習(xí)和改進(jìn)現(xiàn)有的施工工藝，能夠緩解出土工期壓力。結(jié)論目標(biāo)可以實現(xiàn)小組成員結(jié)構(gòu)合理，由技術(shù)、安質(zhì)、機(jī)械、造價等專業(yè)工程師組成，為本課題的研究提供了全方位的保證。

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可行性分析

知行合一永爭第一小組成員的類似施工經(jīng)驗豐富，其中3人曾經(jīng)在南京地鐵從事蓋挖逆

提出以下三種機(jī)械出土方案：第一種是皮帶輸送機(jī)斜向提升，第二種是液壓抓斗垂直提升，第三種是機(jī)械抓斗垂直提升，下面我們對這三種方法進(jìn)行對比。

中鐵三局橋隧分公司機(jī)械施工提出方案提出方案

知行合一永爭第一

提出以下三種機(jī)械出土方案：第一種是皮帶輸送機(jī)斜向提升方案一機(jī)械選擇：以煤礦斜井皮帶提升為思路，取皮帶輸送機(jī)運(yùn)輸距離長、運(yùn)量大、連續(xù)輸送的優(yōu)點(diǎn)，選用皮帶輸送機(jī)將基坑內(nèi)土方斜向提升。皮帶輸送機(jī)斜向提升施工原理：利用挖掘機(jī)在基坑內(nèi)水平運(yùn)輸至出土口位置，另設(shè)置一臺挖掘機(jī)將土方運(yùn)至皮帶輸送機(jī)上，通過皮帶將基坑內(nèi)土方運(yùn)至地面，避免了傳統(tǒng)出土方式的人工基底配合作業(yè)的環(huán)節(jié)。

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知行合一永爭第一方案一機(jī)械選擇：以煤礦斜井皮帶提升為思路，取皮帶輸送機(jī)運(yùn)輸距

中鐵三局橋隧分公司一、安全方面人員基底作業(yè)風(fēng)險大型機(jī)械危險源傳統(tǒng)出土方法有汽車吊、挖掘機(jī)皮帶輸送機(jī)斜向出土無挖掘機(jī)二、工期方面滿足要求皮帶輸送機(jī)斜向提升---優(yōu)缺點(diǎn)分析

知行合一永爭第一選用滾筒直徑為1000mm的皮帶輸送機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)每日出土約600方。通過計算，每段土方約12天中鐵三局橋隧分公司一、安全方面

中鐵三局橋隧分公司三、成本方面

知行合一永爭第一開挖面挖機(jī)汽車吊挖掘機(jī)2名人員配合開挖面挖機(jī)皮帶輸送機(jī)挖掘機(jī)皮帶輸送機(jī)斜向提升傳統(tǒng)出土方式中鐵三局橋隧分公司三、成本方面

中鐵三局橋隧分公司方案二液壓抓斗垂直提升機(jī)械選擇：選取液壓抓斗出土速度較快、機(jī)械穩(wěn)定性好，不易出現(xiàn)因故障而發(fā)生的停工情況，影響出土速度。施工原理：通過為液壓油缸提供動力，從而驅(qū)動多個顎板的開合抓取土方，取消了人工作業(yè)環(huán)節(jié)。

知行合一永爭第一中鐵三局橋隧分公司方案二液壓抓斗垂直提升機(jī)械選擇：選取液液壓抓斗垂直提升---優(yōu)缺點(diǎn)分析

中鐵三局橋隧分公司滿足要求人工孔底作業(yè)風(fēng)險大型機(jī)械危險源人工安裝法有汽車吊、挖掘機(jī)液壓抓斗垂直提升無液壓抓斗、履帶吊一、安全方面二、工期方面

知行合一永爭第一液壓抓斗的工作速度較快，通過市場調(diào)查，可選用能夠?qū)崿F(xiàn)每日出土約700方的液壓抓斗。通過計算，每段土方約11天。液壓抓斗垂直提升---優(yōu)缺點(diǎn)分析中鐵三局橋隧分公司滿足要

中鐵三局橋隧分公司三、成本方面

知行合一永爭第一開挖面挖機(jī)汽車吊挖掘機(jī)2名人員配合開挖面挖機(jī)液壓抓斗挖掘機(jī)液壓抓斗提升傳統(tǒng)出土方式中鐵三局橋隧分公司三、成本方面

中鐵三局橋隧分公司方案三機(jī)械抓斗垂直出土機(jī)械選擇：以傳統(tǒng)龍門吊為載體，搭載機(jī)械抓斗，并將傳統(tǒng)的龍門吊改裝為能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械抓斗同步升降和移動的多功能門式起重機(jī)，能夠達(dá)到垂直提升土方的作用。施工原理：當(dāng)抓斗下放時，靠下橫梁的自重將抓斗打開，然后收攏鋼絲繩，將抓斗回復(fù)原位，抓取土方。

知行合一永爭第一中鐵三局橋隧分公司方案三機(jī)械抓斗垂直出土機(jī)械選擇：以傳統(tǒng)龍門吊配機(jī)械抓斗垂直出土---優(yōu)缺點(diǎn)分析

中鐵三局橋隧分公司滿足要求人工孔底作業(yè)風(fēng)險大型機(jī)械危險源傳統(tǒng)出土方法有汽車吊、挖掘機(jī)龍門吊加機(jī)械抓斗無龍門吊、機(jī)械抓斗一、安全方面二、工期方面

知行合一永爭第一機(jī)械抓斗容量較大，能夠滿足日出土量為700~1000方。通過計算，每段出土完成時間約為8天。龍門吊配機(jī)械抓斗垂直出土---優(yōu)缺點(diǎn)分析中鐵三局橋隧分公

中鐵三局橋隧分公司三、成本方面

知行合一永爭第一開挖面挖機(jī)汽車吊挖掘機(jī)2名人員配合開挖面挖機(jī)龍門吊機(jī)械抓斗挖掘機(jī)龍門吊垂直提升傳統(tǒng)出土方式中鐵三局橋隧分公司三、成本方面

中鐵三局橋隧分公司四種方案的優(yōu)缺點(diǎn)分析

知行合一永爭第一中鐵三局橋隧分公司四種方案的優(yōu)缺點(diǎn)分析知行合一永爭確定最佳方案QC小組將三種機(jī)械出土方案與傳統(tǒng)人工配合出土方案對比進(jìn)行打分，具體內(nèi)容如下：通過對比分析，龍門吊加機(jī)械抓斗垂直出土評定為最佳方案，因此我們以此方案編制了主體結(jié)構(gòu)土方開挖施工方案。

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知行合一永爭第一方案可控制性經(jīng)濟(jì)性安全性施工周期技術(shù)成熟性平均得分傳統(tǒng)出土858570709578皮帶輸送機(jī)出土658590907581液壓抓斗出土759095907585龍門吊出土859095958590確定最佳方案QC小組將三種機(jī)械出土方案與傳統(tǒng)人工配在確定施工方案后立即組織技術(shù)人員對龍門吊加抓斗垂直出土過程進(jìn)行分析完善，確定影響出土速度、施工安全的要因，在完善過程中與傳統(tǒng)工藝進(jìn)行對比，集思廣益，找出類似及不同的地方，充分考慮施工過程中可能出現(xiàn)的問題。

中鐵三局橋隧分公司抓土提升卸土抓土問題的假設(shè)預(yù)測

知行合一永爭第一在確定施工方案后立即組織技術(shù)人員對龍門吊加抓制定對策

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知行合一永爭第一序號要求對策目標(biāo)措施地點(diǎn)時間負(fù)責(zé)人1龍門吊控制機(jī)械抓斗持續(xù)出土，保證出土效率1、保障操作人員工作環(huán)境。2、縮短操作人員工作時間確保龍門吊能夠持續(xù)作業(yè)，縮短機(jī)械抓斗操作時間，保證龍門吊垂直出土每日700~1000方1、門吊主梁上部安裝兩臺小車，一臺小車掛抓斗一臺小車上裝一臺電動葫蘆；2、兩臺小車可以同時及單獨(dú)使用，抓斗小車主要用于蓋挖垂直出土；電動葫蘆小車主要用于提取材料。技術(shù)室2011．6．15溫元平薛磊公政2龍門吊額定起重量及跨度滿足現(xiàn)場使用要求計算開挖土方，編制節(jié)點(diǎn)計劃，選擇滿足現(xiàn)場提升能力的龍門吊確保每日出土量在1000方左右，保證工期計劃1、計算基坑開挖深度及渣土方量。2、對抓斗的容量進(jìn)行驗算，在保證渣土提升安全的前提下，將出土效率最大化。技術(shù)室2011．6．10許月輝公政制定對策中鐵三局橋隧分公司知行合一永爭第一序號要求

中鐵三局橋隧分公司實施對策【實施一】在龍門吊上，分別配有兩組雙排繩卷筒，每組卷筒引出兩組鋼絲繩，其中一組兩根鋼絲繩分別捆扎在平衡架兩端的斜殼或（吊繩環(huán)與捆繩輪）上，作支持繩用。另一組兩根作開閉鋼絲繩用，它們分別經(jīng)過檔繩輪和頭部滑輪，下橫梁滑輪形成滑輪組，起著抓斗打開關(guān)閉作用。1、龍門吊控制機(jī)械抓斗持續(xù)出土，保證出土效率【實施二】工作開始時，支持鋼絲繩將抓斗起吊在適當(dāng)?shù)奈恢蒙希缓蠓畔麻_閉鋼絲繩，這時靠下橫梁的自重迫使斗部打開。將已開的斗部落在要抓取的土方上面再收攏開閉鋼絲繩，將上橫梁滑輪和下橫梁下橫梁滑輪中心距恢復(fù)到原來位置，這樣就完成了抓取物料的過程。

D階段：

知行合一永爭第一抓斗示意圖中鐵三局橋隧分公司實施對策【實施一】1、龍門吊控制機(jī)械抓根據(jù)基坑開挖深度及土方量后，確定龍門吊跨度、提升高度、額定起重量等各項參數(shù)，滿足現(xiàn)場實際需求。具體參數(shù)如下：

起重量：10；抓斗小車：24m/min；起升高度：軌上7m，軌下28m；跨度：18m懸臂長度：6.5m

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知行合一永爭第一龍門吊剖面圖2、龍門吊額定起重量及跨度滿足現(xiàn)場使用要求

根據(jù)基坑開挖深度及土方量后，確定龍門吊跨度、改裝后龍門吊改裝前后對比圖改裝后龍門吊改裝前后對比圖28直接效益效益評價

中鐵三局橋隧分公司安全方面：運(yùn)用本工藝進(jìn)行基坑內(nèi)垂直出土，取消了人員在基坑內(nèi)配合起重機(jī)械進(jìn)行出土的危險工序，避免了人工地下作業(yè)的安全風(fēng)險，大大緩解了現(xiàn)場安全管理的壓力。C階段：

知行合一永爭第一直接效益效益評價中鐵三局橋隧分公司安全方面：C階段：工期方面：本方法大大節(jié)約了施工工期，由傳統(tǒng)出土方法的每段（20米）垂直出土20～25天縮短至每段7天左右。方案實施后出土?xí)r間如下：負(fù)一層位置第三段第四段第五段第六段第七段第八段出土?xí)r間（d）7877810

中鐵三局橋隧分公司備注：負(fù)一層第八段為四層結(jié)構(gòu)，基坑內(nèi)土方較多，故出土?xí)r間較長。開挖負(fù)一層龍門吊的提升高度為13米。

效益評價

知行合一永爭第一工期方面：負(fù)一層位置第三段第四段第五段第六段第七段第八段出土

中鐵三局橋隧分公司成本方面：本工藝研發(fā)是在建立在改裝現(xiàn)有機(jī)械的基礎(chǔ)上，提高了機(jī)械的使用率；龍門吊加機(jī)械抓斗的配置不僅能在開挖期間進(jìn)行渣土提升作用，且在結(jié)構(gòu)施工期間能夠進(jìn)行材料吊裝，減少了起重機(jī)械的使用費(fèi)用，且能夠循環(huán)使用。

經(jīng)過專業(yè)造價工程師的核算，傳統(tǒng)出土方法與龍門吊加機(jī)械抓斗的成本對比如下（詳細(xì)計算書見成果文本附表）：傳統(tǒng)出土每方成本40元龍門吊出土每方成本25元每方節(jié)約15元本車站主體結(jié)構(gòu)內(nèi)土方約15萬方本次QC活動可為項目節(jié)省成本225萬元

×效益評價

知行合一永爭第一中鐵三局橋隧分公司成本方面：傳統(tǒng)出土每方成本龍門吊出土每我們的目標(biāo)實現(xiàn)了！

中鐵三局橋隧分公司消除25128安全方面：消除了2個人工地下作業(yè)工序，降低了安全風(fēng)險工期方面：每段基坑出土?xí)r間從25天降低至8天對策實施后效果檢查

知行合一永爭第一我們的目標(biāo)實現(xiàn)了！中鐵三局橋隧分公司消除25128安全方本次活動成功地解決了蓋挖逆作法地鐵車站垂直出土難的問題，為地鐵車站土方開挖過程中的施工安全提供了保障，節(jié)約了施工成本，縮短了施工周期，得到了業(yè)主、監(jiān)理及兄弟單位的一致好評，為公司在今后的施工中積累了經(jīng)驗，真正提高了公司的競爭實力。通過本次活動，小組成員的問題意識、改進(jìn)意識、參與意識都有了明顯的提高，增強(qiáng)了小組成員的個人能力，提高了解決問題的信心，團(tuán)隊精神也得到了很大的增強(qiáng)，同時給項目部其他成員起到了模范作用。

社會效益序號評價內(nèi)容活動前（分）活動后（分）1團(tuán)隊精神65802質(zhì)量意識75953進(jìn)取精神85904QC工具運(yùn)用技巧65905工作熱情和干勁80856改進(jìn)意識7080

中鐵三局橋隧分公司小組綜合素質(zhì)評價

知行合一永爭第一本次活動成功地解決了蓋挖逆作法地鐵車站垂直出土難的問題，為地

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知行合一永爭第一中鐵三局橋隧分公司知行合一永爭第一鞏固措施

中鐵三局橋隧分公司在負(fù)三層的土方開挖過程中，小組成員繼續(xù)開展活動，采取有效的措施對已經(jīng)取得的成果進(jìn)行鞏固：2011年9月4日，項目部針對QC小組開展的活動，采用機(jī)械抓斗垂直出土的方式編制了《杭州地鐵1號線武林廣場站基坑開挖方案》，并針對方案內(nèi)容編寫技術(shù)交底；

項目部將本次QC小組開展活動取得的成果總結(jié)為《繁華地段蓋挖逆作法地鐵車站基坑開挖綜合技術(shù)研究》，上報并取得中鐵總公司科技創(chuàng)新三等獎；最終，新工藝的完善度、熟練度得到了進(jìn)一步加強(qiáng)，施工進(jìn)度及安全得到了有效的保障。A階段：

知行合一永爭第一鞏固措施中鐵三局橋隧分公司在負(fù)三層的土方開挖過程中，小組負(fù)二層位置第三段第四段第五段第六段第七段第八段出土?xí)r間（天）888989負(fù)三層位置第三段第四段第五段第六段第七段第八段出土?xí)r間（天）9991099

中鐵三局橋隧分公司施工用時后續(xù)施工的負(fù)二層、負(fù)三層土方開挖時間均控制在9天左右，具體用時如下

知行合一永爭第一負(fù)二層第三段第四段第五段第六段第七段第八段出土?xí)r間88898推廣應(yīng)用：目前我國許多大中型城市地鐵項目紛紛上馬，在國家大力倡導(dǎo)和諧發(fā)展的今天，參建各方都會十分注重降低地鐵建設(shè)過程中對周邊環(huán)境的影響。采用蓋挖逆作法進(jìn)行地鐵車站施工，在周邊交通疏解、建筑物變形控制方面有很大的優(yōu)勢，必將會廣泛運(yùn)用。就目前而言，杭州多個地鐵車站均已采用我項目的龍門吊加機(jī)械抓斗的方式進(jìn)行出土，其中包括明挖法施工的車站。

中鐵三局橋隧分公司推廣應(yīng)用

知行合一永爭第一推廣應(yīng)用：目前我國許多大中型城市地鐵項目紛紛上馬，在國家大力我們活動小組在此次活動中成功的實現(xiàn)了預(yù)期的效果,積累了寶貴的活動經(jīng)驗。小組成員對全面質(zhì)量控制有了更深的認(rèn)識和理解，我們打算讓身邊更多的人接觸QC、了解QC，運(yùn)用QC的思路解決我們實際施工中遇到的問題。我們現(xiàn)在的QC小組已經(jīng)積極地投入到了“淤泥質(zhì)土層超深超寬地下連續(xù)墻成槽控制”的新課題中。

中鐵三局橋隧分公司總結(jié)與打算

知行合一永爭第一我們活動小組在此次活動中成功的實現(xiàn)了預(yù)期的效果,積累了寶謝謝各位專家評委中鐵三局橋隧工程分公司謝謝各位專家評委中鐵三局橋隧工程分公司演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！中鐵三局橋隧分公司張艷文QC小組發(fā)表人：薛磊

蓋挖逆作法地鐵車站

垂直出土方式的創(chuàng)新中鐵三局橋隧分公司張艷文QC小組匯報程序工程概況QC小組簡介P階段D階段C階段A階段選題理由目標(biāo)設(shè)定可行性分析提出方案問題的假象預(yù)測制定對策對策實施社會效益直接效益總結(jié)及打算鞏固措施

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知行合一永爭第一匯報程序工程概況QC小組簡介P階段D階段C階段A階段選題理由工程概況杭州地鐵一號線武林廣場站總建筑面：24235.63m2為地下三層和四層多跨框架結(jié)構(gòu)采用蓋挖逆作法施工，基坑內(nèi)土方約15萬m3

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知行合一永爭第一工程概況杭州地鐵一號線武林廣場站總建筑面：24235.63m

中鐵三局橋隧分公司蓋挖逆作法示意圖

知行合一永爭第一中鐵三局橋隧分公司蓋挖逆作法示意圖知行合一永爭第一小組名稱中鐵三局橋隧分公司張艷文QC小組成立時間2008年10月15日課題名稱蓋挖逆作法地鐵車站垂直出土方式的創(chuàng)新課題類型創(chuàng)新型組長張艷文活動時間2011年5月至2011年12月注冊日期2011年1月15日小組成員15人注冊編號ZTSJQS-WLGCZ-110115活動次數(shù)15次接受TQC教育情況48小時以上序號姓名性別年齡學(xué)歷職務(wù)備注8李鵬飛男26大專助理工程師組員9公正男27大專物資主任組員10邢俊峰男25大專技術(shù)員組員11王曉燕女25大專技術(shù)員組員12侯艷玲女29?？萍夹g(shù)員組員13王波男26?？萍夹g(shù)員組員14宋海濱男30碩士業(yè)主代表顧問15沈進(jìn)男37本科質(zhì)檢監(jiān)督員顧問QC小組基本情況表序號姓名性別年齡學(xué)歷職務(wù)備注1張艷文男35本科項目經(jīng)理組長2溫元平男38專科常務(wù)副經(jīng)理副組長3李剛柱男32?？瓶偣こ處熃M員4許月輝男34中專生產(chǎn)副經(jīng)理組員5劉建衛(wèi)男30本科副總工程師組員6薛磊男25本科安質(zhì)主任組員7殷劉帥男26本科工程部長組員QC小組簡介

中鐵三局橋隧分公司

知行合一永爭第一小組名稱中鐵三局橋隧分公司張艷文QC小組成立時間2008年1

中鐵三局橋隧分公司選題理由P階段：

知行合一永爭第一垂直出土新工藝的創(chuàng)新蓋挖逆作法地鐵車站傳統(tǒng)出土方式不能滿足業(yè)主下達(dá)的工期要求：武林廣場站是杭州地鐵1號線最后一批開工站點(diǎn)中規(guī)模最大的車站，是制約全線通車的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，工期壓力巨大；本車站基坑內(nèi)土方約計15萬方，按照業(yè)主下達(dá)的節(jié)點(diǎn)工期計算，每段出土?xí)r間不得超過12天，傳統(tǒng)起重機(jī)械加出土容器的方式需用時約為20～25天，不能滿足工期要求。施工安全風(fēng)險大：武林廣場站開挖深度約27米，如采用汽車吊加出土容器的方式進(jìn)行垂直出土，則需人員在開挖面進(jìn)行配合吊裝，此時人員將暴露在出土口正下方，易造成落物傷人事故，安全風(fēng)險極大。中鐵三局橋隧分公司選題理由P階段：知行合一永爭第一

中鐵三局橋隧分公司

傳統(tǒng)出土方式的工藝流程

注：紅色為人工下至基坑底部作業(yè)工序

知行合一永爭第一下放出土容器

挖掘機(jī)配合裝土

人工配合掛鉤

垂直提升

人工配合卸土

下放出土容器

蓋挖逆作法地鐵車站垂直出土一般采用汽車吊加出土容器的方式進(jìn)行，這是一種人工操作配合機(jī)械出土的傳統(tǒng)工藝，工藝較成熟，可控性較高。若我項目采用此工藝進(jìn)行施工，則流程如下：

中鐵三局橋隧分公司傳統(tǒng)出土方式的工藝流程注：紅色為人

一、工期分析

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傳統(tǒng)出土方式存在的問題每段出土的平均用時為25天效率太低了！按照業(yè)主下達(dá)的工期計劃推算，每段的出土用時不得大于12天。結(jié)論不能滿足要求

知行合一永爭第一出土容器每次吊裝土方約2方每完成一次吊裝循環(huán)的時間為約15分鐘每天出土約280方每段結(jié)構(gòu)內(nèi)土方約7000方計算得出傳統(tǒng)出土所需時間為25天一、工期分析中鐵三局橋隧分公司傳統(tǒng)出土方

中鐵三局橋隧分公司

本車站開挖深度達(dá)到了27米，若采用汽車吊加出土容器進(jìn)行垂直提升，勢必將配合進(jìn)行掛鉤的作業(yè)人員暴露在出土口的正下方，且基坑內(nèi)環(huán)境非常復(fù)雜，人員作業(yè)存在極大的安全風(fēng)險：1、人工需下至27米深基坑底部進(jìn)行配合起重機(jī)械進(jìn)行出土作業(yè)，存在落物傷人、物體打擊、窒息等風(fēng)險；2、由于起重機(jī)械頻繁在結(jié)構(gòu)頂板穿行、停留，易與其他大型機(jī)械造成碰撞等機(jī)械傷害。

二、安全性分析

知行合一永爭第一中鐵三局橋隧分公司本車站開挖深

中鐵三局橋隧分公司安全目標(biāo)工期目標(biāo)消除目標(biāo)設(shè)定安全目標(biāo)：消除2個人工地下作業(yè)

工序，降低安全風(fēng)險工期目標(biāo)：每段垂直出土?xí)r間從25天降低到12天

知行合一永爭第一中鐵三局橋隧分公司安全目標(biāo)工期目標(biāo)消除目標(biāo)設(shè)定安全目小組成員的類似施工經(jīng)驗豐富，其中3人曾經(jīng)在南京地鐵從事蓋挖逆作法地鐵車站的施工，有基坑開挖相關(guān)的施工經(jīng)驗。集團(tuán)公司領(lǐng)導(dǎo)高度重視，將本項目蓋挖逆作法地鐵車站列為科研攻關(guān)課題，劃撥了科研經(jīng)費(fèi)，大力支持蓋挖逆作法施工工藝的探索研究。礦山及其他領(lǐng)域中能夠?qū)崿F(xiàn)24小時不間斷運(yùn)輸，且運(yùn)輸量較大，通過學(xué)習(xí)和改進(jìn)現(xiàn)有的施工工藝，能夠緩解出土工期壓力。結(jié)論目標(biāo)可以實現(xiàn)小組成員結(jié)構(gòu)合理，由技術(shù)、安質(zhì)、機(jī)械、造價等專業(yè)工程師組成，為本課題的研究提供了全方位的保證。

中鐵三局橋隧分公司

可行性分析

知行合一永爭第一小組成員的類似施工經(jīng)驗豐富，其中3人曾經(jīng)在南京地鐵從事蓋挖逆

提出以下三種機(jī)械出土方案：第一種是皮帶輸送機(jī)斜向提升，第二種是液壓抓斗垂直提升，第三種是機(jī)械抓斗垂直提升，下面我們對這三種方法進(jìn)行對比。

中鐵三局橋隧分公司機(jī)械施工提出方案提出方案

知行合一永爭第一

提出以下三種機(jī)械出土方案：第一種是皮帶輸送機(jī)斜向提升方案一機(jī)械選擇：以煤礦斜井皮帶提升為思路，取皮帶輸送機(jī)運(yùn)輸距離長、運(yùn)量大、連續(xù)輸送的優(yōu)點(diǎn)，選用皮帶輸送機(jī)將基坑內(nèi)土方斜向提升。皮帶輸送機(jī)斜向提升施工原理：利用挖掘機(jī)在基坑內(nèi)水平運(yùn)輸至出土口位置，另設(shè)置一臺挖掘機(jī)將土方運(yùn)至皮帶輸送機(jī)上，通過皮帶將基坑內(nèi)土方運(yùn)至地面，避免了傳統(tǒng)出土方式的人工基底配合作業(yè)的環(huán)節(jié)。

中鐵三局橋隧分公司

知行合一永爭第一方案一機(jī)械選擇：以煤礦斜井皮帶提升為思路，取皮帶輸送機(jī)運(yùn)輸距

中鐵三局橋隧分公司一、安全方面人員基底作業(yè)風(fēng)險大型機(jī)械危險源傳統(tǒng)出土方法有汽車吊、挖掘機(jī)皮帶輸送機(jī)斜向出土無挖掘機(jī)二、工期方面滿足要求皮帶輸送機(jī)斜向提升---優(yōu)缺點(diǎn)分析

知行合一永爭第一選用滾筒直徑為1000mm的皮帶輸送機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)每日出土約600方。通過計算，每段土方約12天中鐵三局橋隧分公司一、安全方面

中鐵三局橋隧分公司三、成本方面

知行合一永爭第一開挖面挖機(jī)汽車吊挖掘機(jī)2名人員配合開挖面挖機(jī)皮帶輸送機(jī)挖掘機(jī)皮帶輸送機(jī)斜向提升傳統(tǒng)出土方式中鐵三局橋隧分公司三、成本方面

中鐵三局橋隧分公司方案二液壓抓斗垂直提升機(jī)械選擇：選取液壓抓斗出土速度較快、機(jī)械穩(wěn)定性好，不易出現(xiàn)因故障而發(fā)生的停工情況，影響出土速度。施工原理：通過為液壓油缸提供動力，從而驅(qū)動多個顎板的開合抓取土方，取消了人工作業(yè)環(huán)節(jié)。

知行合一永爭第一中鐵三局橋隧分公司方案二液壓抓斗垂直提升機(jī)械選擇：選取液液壓抓斗垂直提升---優(yōu)缺點(diǎn)分析

中鐵三局橋隧分公司滿足要求人工孔底作業(yè)風(fēng)險大型機(jī)械危險源人工安裝法有汽車吊、挖掘機(jī)液壓抓斗垂直提升無液壓抓斗、履帶吊一、安全方面二、工期方面

知行合一永爭第一液壓抓斗的工作速度較快，通過市場調(diào)查，可選用能夠?qū)崿F(xiàn)每日出土約700方的液壓抓斗。通過計算，每段土方約11天。液壓抓斗垂直提升---優(yōu)缺點(diǎn)分析中鐵三局橋隧分公司滿足要

中鐵三局橋隧分公司三、成本方面

知行合一永爭第一開挖面挖機(jī)汽車吊挖掘機(jī)2名人員配合開挖面挖機(jī)液壓抓斗挖掘機(jī)液壓抓斗提升傳統(tǒng)出土方式中鐵三局橋隧分公司三、成本方面

中鐵三局橋隧分公司方案三機(jī)械抓斗垂直出土機(jī)械選擇：以傳統(tǒng)龍門吊為載體，搭載機(jī)械抓斗，并將傳統(tǒng)的龍門吊改裝為能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械抓斗同步升降和移動的多功能門式起重機(jī)，能夠達(dá)到垂直提升土方的作用。施工原理：當(dāng)抓斗下放時，靠下橫梁的自重將抓斗打開，然后收攏鋼絲繩，將抓斗回復(fù)原位，抓取土方。

知行合一永爭第一中鐵三局橋隧分公司方案三機(jī)械抓斗垂直出土機(jī)械選擇：以傳統(tǒng)龍門吊配機(jī)械抓斗垂直出土---優(yōu)缺點(diǎn)分析

中鐵三局橋隧分公司滿足要求人工孔底作業(yè)風(fēng)險大型機(jī)械危險源傳統(tǒng)出土方法有汽車吊、挖掘機(jī)龍門吊加機(jī)械抓斗無龍門吊、機(jī)械抓斗一、安全方面二、工期方面

知行合一永爭第一機(jī)械抓斗容量較大，能夠滿足日出土量為700~1000方。通過計算，每段出土完成時間約為8天。龍門吊配機(jī)械抓斗垂直出土---優(yōu)缺點(diǎn)分析中鐵三局橋隧分公

中鐵三局橋隧分公司三、成本方面

知行合一永爭第一開挖面挖機(jī)汽車吊挖掘機(jī)2名人員配合開挖面挖機(jī)龍門吊機(jī)械抓斗挖掘機(jī)龍門吊垂直提升傳統(tǒng)出土方式中鐵三局橋隧分公司三、成本方面

中鐵三局橋隧分公司四種方案的優(yōu)缺點(diǎn)分析

知行合一永爭第一中鐵三局橋隧分公司四種方案的優(yōu)缺點(diǎn)分析知行合一永爭確定最佳方案QC小組將三種機(jī)械出土方案與傳統(tǒng)人工配合出土方案對比進(jìn)行打分，具體內(nèi)容如下：通過對比分析，龍門吊加機(jī)械抓斗垂直出土評定為最佳方案，因此我們以此方案編制了主體結(jié)構(gòu)土方開挖施工方案。

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知行合一永爭第一方案可控制性經(jīng)濟(jì)性安全性施工周期技術(shù)成熟性平均得分傳統(tǒng)出土858570709578皮帶輸送機(jī)出土658590907581液壓抓斗出土759095907585龍門吊出土859095958590確定最佳方案QC小組將三種機(jī)械出土方案與傳統(tǒng)人工配在確定施工方案后立即組織技術(shù)人員對龍門吊加抓斗垂直出土過程進(jìn)行分析完善，確定影響出土速度、施工安全的要因，在完善過程中與傳統(tǒng)工藝進(jìn)行對比，集思廣益，找出類似及不同的地方，充分考慮施工過程中可能出現(xiàn)的問題。

中鐵三局橋隧分公司抓土提升卸土抓土問題的假設(shè)預(yù)測

知行合一永爭第一在確定施工方案后立即組織技術(shù)人員對龍門吊加抓制定對策

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知行合一永爭第一序號要求對策目標(biāo)措施地點(diǎn)時間負(fù)責(zé)人1龍門吊控制機(jī)械抓斗持續(xù)出土，保證出土效率1、保障操作人員工作環(huán)境。2、縮短操作人員工作時間確保龍門吊能夠持續(xù)作業(yè)，縮短機(jī)械抓斗操作時間，保證龍門吊垂直出土每日700~1000方1、門吊主梁上部安裝兩臺小車，一臺小車掛抓斗一臺小車上裝一臺電動葫蘆；2、兩臺小車可以同時及單獨(dú)使用，抓斗小車主要用于蓋挖垂直出土；電動葫蘆小車主要用于提取材料。技術(shù)室2011．6．15溫元平薛磊公政2龍門吊額定起重量及跨度滿足現(xiàn)場使用要求計算開挖土方，編制節(jié)點(diǎn)計劃，選擇滿足現(xiàn)場提升能力的龍門吊確保每日出土量在1000方左右，保證工期計劃1、計算基坑開挖深度及渣土方量。2、對抓斗的容量進(jìn)行驗算，在保證渣土提升安全的前提下，將出土效率最大化。技術(shù)室2011．6．10許月輝公政制定對策中鐵三局橋隧分公司知行合一永爭第一序號要求

中鐵三局橋隧分公司實施對策【實施一】在龍門吊上，分別配有兩組雙排繩卷筒，每組卷筒引出兩組鋼絲繩，其中一組兩根鋼絲繩分別捆扎在平衡架兩端的斜殼或（吊繩環(huán)與捆繩輪）上，作支持繩用。另一組兩根作開閉鋼絲繩用，它們分別經(jīng)過檔繩輪和頭部滑輪，下橫梁滑輪形成滑輪組，起著抓斗打開關(guān)閉作用。1、龍門吊控制機(jī)械抓斗持續(xù)出土，保證出土效率【實施二】工作開始時，支持鋼絲繩將抓斗起吊在適當(dāng)?shù)奈恢蒙?，然后放下開閉鋼絲繩，這時靠下橫梁的自重迫使斗部打開。將已開的斗部落在要抓取的土方上面再收攏開閉鋼絲繩，將上橫梁滑輪和下橫梁下橫梁滑輪中心距恢復(fù)到原來位置，這樣就完成了抓取物料的過程。

D階段：

知行合一永爭第一抓斗示意圖中鐵三局橋隧分公司實施對策【實施一】1、龍門吊控制機(jī)械抓根據(jù)基坑開挖深度及土方量后，確定龍門吊跨度、提升高度、額定起重量等各項參數(shù)，滿足現(xiàn)場實際需求。具體參數(shù)如下：

起重量：10；抓斗小車：24m/min；起升高度：軌上7m，軌下28m；跨度：18m懸臂長度：6.5m

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知行合一永爭第一龍門吊剖面圖2、龍門吊額定起重量及跨度滿足現(xiàn)場使用要求

根據(jù)基坑開挖深度及土方量后，確定龍門吊跨度、改裝后龍門吊改裝前后對比圖改裝后龍門吊改裝前后對比圖68直接效益效益評價

中鐵三局橋隧分公司安全方面：運(yùn)用本工藝進(jìn)行基坑內(nèi)垂直出土，取消了人員在基坑內(nèi)配合起重機(jī)械進(jìn)行出土的危險工序，避免了人工地下作業(yè)的安全風(fēng)險，大大緩解了現(xiàn)場安全管理的壓力。C階段：

知行合一永爭第一直接效益效益評價中鐵三局橋隧分公司安全方面：C階段：工期方面：本方法大大節(jié)約了施工工期，由傳統(tǒng)出土方法的每段（20米）垂直出土20～25天縮短至每段7天左右。方案實施后出土?xí)r間如下：負(fù)一層位置第三段第四段第五段第六段第七段第八段出土?xí)r間（d）7877810

中鐵三局橋隧分公司備注：負(fù)一層第八段為四層結(jié)構(gòu)，基坑內(nèi)土方較多，故出土?xí)r間較長。開挖負(fù)一層龍門吊的提升高度為13米。

效益評價

知行合一永爭第一工期方面：負(fù)一層位置第三段第四段第五段第六段第七段第八段出土

中鐵三局橋隧分公司成本方面：本工藝研發(fā)是在建立在改裝現(xiàn)有機(jī)械的基礎(chǔ)上，提高了機(jī)械的使用率；龍門吊加機(jī)械抓斗的配置不僅能在開挖期間進(jìn)行渣土提升作用，且在結(jié)構(gòu)施工期間能夠進(jìn)行材料吊裝，減少了起重機(jī)械的使用費(fèi)用，且能夠循環(huán)使用。

經(jīng)過專業(yè)造價工程師的核算，傳統(tǒng)出土方法與龍門吊加機(jī)械抓斗的成本對比如下（詳細(xì)計算書見成果文本附表）：傳統(tǒng)出土每方成本40元龍門吊出土每方成本25元每方節(jié)約15元本車站主體結(jié)構(gòu)內(nèi)土方約15萬方本次QC活動可為項目節(jié)省成本225萬元

×效益評價

知行合一永爭第一中鐵三局橋