盖挖逆作法地铁车站垂直出土方式的创新.ppt

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1、中铁三局桥隧分公司张艳文QC小组 发 表 人：薛磊,盖挖逆作法地铁车站,垂直出土方式的创新,汇报程序,中铁三局桥隧分公司,知行合一 永争第一,工程概况,杭州地铁一号线武林广场站总建筑面：24235.63m2为地下三层和四层多跨框架结构采用盖挖逆作法施工，基坑内土方约15万m3,中铁三局桥隧分公司,知行合一 永争第一,中铁三局桥隧分公司,盖挖逆作法示意图,知行合一 永争第一,QC小组基本情况表,QC小组简介,中铁三局桥隧分公司,知行合一 永争第一,中铁三局桥隧分公司,选题理由,P阶段：,知行合一 永争第一,中铁三局桥隧分公司,传统出土方式的工艺流程,注：红色为人工下至基坑底部作业工序,知行合一

2、永争第一,盖挖逆作法地铁车站垂直出土一般采用汽车吊加出土容器的方式进行，这是一种人工操作配合机械出土的传统工艺，工艺较成熟，可控性较高。若我项目采用此工艺进行施工，则流程如下：,一、工期分析,中铁三局桥隧分公司,传统出土方式存在的问题,每段出土的平均用时为25天,效率太低了！,按照业主下达的工期计划推算，每段的出土用时不得大于12天。,结论,不能满足要求,知行合一 永争第一,中铁三局桥隧分公司,本车站开挖深度达到了27米，若采用汽车吊加出土容器进行垂直提升，势必将配合进行挂钩的作业人员暴露在出土口的正下方，且基坑内环境非常复杂，人员作业存在极大的安全风险：1、人工需下至27米深基坑底部进行配合

3、起重机械进行出土作业，存在落物伤人、物体打击、窒息等风险；2、由于起重机械频繁在结构顶板穿行、停留，易与其他大型机械造成碰撞等机械伤害。,二、安全性分析,知行合一 永争第一,中铁三局桥隧分公司,安全目标,工期目标,目标设定,安全目标：消除2个人工地下作业 工序，降低安全风险,工期目标：每段垂直出土时间从25天降低到12天,知行合一 永争第一,矿山及其他领域中能够实现24小时不间断运输，且运输量较大，通过学习和改进现有的施工工艺，能够缓解出土工期压力。,结论,中铁三局桥隧分公司,可行性分析,知行合一 永争第一,提出以下三种机械出土方案：第一种是皮带输送机斜向提升，第二种是液压抓斗垂直提升，第三种

4、是机械抓斗垂直提升，下面我们对这三种方法进行对比。,中铁三局桥隧分公司,机械施工,提出方案,提出方案,知行合一 永争第一,方案一,机械选择：以煤矿斜井皮带提升为思路，取皮带输送机运输距离长、运量大、连续输送的优点，选用皮带输送机将基坑内土方斜向提升。,皮带输送机斜向提升,施工原理：利用挖掘机在基坑内水平运输至出土口位置，另设置一台挖掘机将土方运至皮带输送机上，通过皮带将基坑内土方运至地面，避免了传统出土方式的人工基底配合作业的环节。,中铁三局桥隧分公司,知行合一 永争第一,中铁三局桥隧分公司,一、安全方面,二、工期方面,满足要求,皮带输送机斜向提升-优缺点分析,知行合一 永争第一,选用滚筒直径

5、为1000mm的皮带输送机，能够实现每日出土约600方。通过计算，每段土方约12天,中铁三局桥隧分公司,三、成本方面,知行合一 永争第一,中铁三局桥隧分公司,方案二,液压抓斗垂直提升,机械选择：选取液压抓斗出土速度较快、机械稳定性好，不易出现因故障而发生的停工情况，影响出土速度。,施工原理：通过为液压油缸提供动力，从而驱动多个颚板的开合抓取土方，取消了人工作业环节。,知行合一 永争第一,液压抓斗垂直提升-优缺点分析,中铁三局桥隧分公司,满足要求,一、安全方面,二、工期方面,知行合一 永争第一,液压抓斗的工作速度较快，通过市场调查，可选用能够实现每日出土约700方的液压抓斗。通过计算，每段土方约

6、11天。,中铁三局桥隧分公司,三、成本方面,知行合一 永争第一,中铁三局桥隧分公司,方案三,机械抓斗垂直出土,机械选择：以传统龙门吊为载体，搭载机械抓斗，并将传统的龙门吊改装为能够实现机械抓斗同步升降和移动的多功能门式起重机，能够达到垂直提升土方的作用。,施工原理：当抓斗下放时，靠下横梁的自重将抓斗打开，然后收拢钢丝绳，将抓斗回复原位，抓取土方。,知行合一 永争第一,龙门吊配机械抓斗垂直出土-优缺点分析,中铁三局桥隧分公司,满足要求,一、安全方面,二、工期方面,知行合一 永争第一,机械抓斗容量较大，能够满足日出土量为7001000方。通过计算，每段出土完成时间约为8天。,中铁三局桥隧分公司,三

7、、成本方面,知行合一 永争第一,中铁三局桥隧分公司,四种方案的优缺点分析,知行合一 永争第一,确定最佳方案,QC小组将三种机械出土方案与传统人工配合出土方案对比进行打分，具体内容如下：,通过对比分析，龙门吊加机械抓斗垂直出土 评定为最佳方案，因此我们以此方案编制了主体结构土方开挖施工方案。,中铁三局桥隧分公司,知行合一 永争第一,在确定施工方案后立即组织技术人员对龙门吊加抓斗垂直出土过程进行分析完善，确定影响出土速度、施工安全的要因，在完善过程中与传统工艺进行对比，集思广益，找出类似及不同的地方，充分考虑施工过程中可能出现的问题。,中铁三局桥隧分公司,抓土,提升,卸土,抓土,问题的假设预测,知

8、行合一 永争第一,制定对策,中铁三局桥隧分公司,知行合一 永争第一,中铁三局桥隧分公司,实施对策,【实施一】在龙门吊上，分别配有两组双排绳卷筒，每组卷筒引出两组钢丝绳，其中一组两根钢丝绳分别捆扎在平衡架两端的斜壳或（吊绳环与捆绳轮）上，作支持绳用。另一组两根作开闭钢丝绳用，它们分别经过档绳轮和头部滑轮，下横梁滑轮形成滑轮组，起着抓斗打开关闭作用。,1、龙门吊控制机械抓斗持续出土，保证出土效率,【实施二】工作开始时，支持钢丝绳将抓斗起吊在适当的位置上，然后放下开闭钢丝绳，这时靠下横梁的自重迫使斗部打开。将已开的斗部落在要抓取的土方上面再收拢开闭钢丝绳，将上横梁滑轮和下横梁下横梁滑轮中心距恢复到原

9、来位置，这样就完成了抓取物料的过程。,D阶段：,知行合一 永争第一,抓斗示意图,根据基坑开挖深度及土方量后，确定龙门吊跨度、提升高度、额定起重量等各项参数，满足现场实际需求。具体参数如下：起重量：10；抓斗小车：24m/min；起升高度：轨上7m，轨下28m；跨度：18m悬臂长度：6.5m,中铁三局桥隧分公司,知行合一 永争第一,龙门吊剖面图,2、龙门吊额定起重量及跨度满足现场使用要求,龙门吊改装前后对比图,直接效益,效益评价,中铁三局桥隧分公司,安全方面：运用本工艺进行基坑内垂直出土，取消了人员在基坑内配合起重机械进行出土的危险工序，避免了人工地下作业的安全风险，大大缓解了现场安全管理的压力

10、。,C阶段：,知行合一 永争第一,工期方面：本方法大大节约了施工工期，由传统出土方法的每段（20米）垂直出土2025天缩短至每段7天左右。方案实施后出土时间如下：,中铁三局桥隧分公司,备注：负一层第八段为四层结构，基坑内土方较多，故出土时间较长。开挖负一层龙门吊的提升高度为13米。,效益评价,知行合一 永争第一,中铁三局桥隧分公司,成本方面：本工艺研发是在建立在改装现有机械的基础上，提高了机械的使用率；龙门吊加机械抓斗的配置不仅能在开挖期间进行渣土提升作用，且在结构施工期间能够进行材料吊装，减少了起重机械的使用费用，且能够循环使用。经过专业造价工程师的核算，传统出土方法与龙门吊加机械抓斗的成本

11、对比如下（详细计算书见成果文本附表）：,传统出土每方成本40元,龙门吊出土每方成本25元,本车站主体结构内土方约,15万方,本次QC活动可为项目节省成本 225万元,效益评价,知行合一 永争第一,我们的目标实现了！,中铁三局桥隧分公司,安全方面：消除了2个人工地下作业工序，降低了安全风险,工期方面：每段基坑出土时间 从25天降低至8天,对策实施后效果检查,知行合一 永争第一,本次活动成功地解决了盖挖逆作法地铁车站垂直出土难的问题，为地铁车站土方开挖过程中的施工安全提供了保障，节约了施工成本，缩短了施工周期，得到了业主、监理及兄弟单位的一致好评，为公司在今后的施工中积累了经验，真正提高了公司的竞

12、争实力。通过本次活动，小组成员的问题意识、改进意识、参与意识都有了明显的提高，增强了小组成员的个人能力，提高了解决问题的信心，团队精神也得到了很大的增强，同时给项目部其他成员起到了模范作用。,社会效益,中铁三局桥隧分公司,小组综合素质评价,知行合一 永争第一,中铁三局桥隧分公司,知行合一 永争第一,巩固措施,中铁三局桥隧分公司,在负三层的土方开挖过程中，小组成员继续开展活动，采取有效的措施对已经取得的成果进行巩固：2011年9月4日，项目部针对QC小组开展的活动，采用机械抓斗垂直出土的方式编制了杭州地铁1号线武林广场站基坑开挖方案，并针对方案内容编写技术交底；项目部将本次QC小组开展活动取得的

13、成果总结为繁华地段盖挖逆作法地铁车站基坑开挖综合技术研究，上报并取得中铁总公司科技创新三等奖；最终，新工艺的完善度、熟练度得到了进一步加强，施工进度及安全得到了有效的保障。,A阶段：,知行合一 永争第一,中铁三局桥隧分公司,施工用时,后续施工的负二层、负三层土方开挖时间均控制在9天左右，具体用时如下,知行合一 永争第一,推广应用：目前我国许多大中型城市地铁项目纷纷上马，在国家大力倡导和谐发展的今天，参建各方都会十分注重降低地铁建设过程中对周边环境的影响。采用盖挖逆作法进行地铁车站施工，在周边交通疏解、建筑物变形控制方面有很大的优势，必将会广泛运用。就目前而言，杭州多个地铁车站均已采用我项目的龙门吊加机械抓斗的方式进行出土，其中包括明挖法施工的车站。,中铁三局桥隧分公司,推广应用,知行合一 永争第一,我们活动小组在此次活动中成功的实现了预期的效果,积累了宝贵的活动经验。小组成员对全面质量控制有了更深的认识和理解，我们打算让身边更多的人接触QC、了解QC，运用QC的思路解决我们实际施工中遇到的问题。我们现在的QC小组已经积极地投入到了“淤泥质土层超深超宽地下连续墙成槽控制”的新课题中。,中铁三局桥隧分公司,总结与打算,知行合一 永争第一,