恶劣海况下运用QC技术提高墩身外观质量实例.doc

1、1恶劣海况下运用 QC 技术提高墩身外观质量实例摘要：南澳大桥地区海况恶劣，墩身外观质量控制难度大。QC 技术是基于 PDCA 循环提高质量的一种常见方法。本项目灵活运用该方法，选定攻关目标，成功的提高了墩身外观质量，为类似问题解决提供参考。 关键词：恶劣海况；QC；提高；墩身外观；PDCA 循环 中图分类号：F253.3 文献标识码：A 文章编号： 一、工程概况 广东省南澳大桥工程起点位于莱芜旅游度假区治安岗处，与S336（莱美路）相接，路线跨越后江湾海峡，于南澳长山尾苦路坪接入环岛公路。全线总长 11080m，其中桥梁全长 9341m。南澳大桥一期土建工程 SG-04 合同段，施工任务包含

2、共计 120 个墩身，均为实心板式墩结构，四周设有 15cm15cm 倒角，其中高墩（高度超过 15m）共有 33 个，最大墩身高度为 34.63m（E2） 。 由于南澳大桥位于台湾海峡的西南部，南澳岛遮挡外海风浪效果小，常年风期长、浪较大、强涌时间长，天气海况均很恶劣。由于已经进场施工船舶排水量偏小，抗风浪能力不足，大部分时间无法正常进行起重作业，施工效率低、外观质量也较差。施工任务重，困难大，且国内尚无可借鉴施工经验。 二、QC 小组概况 1、QC 小组简介（略）： 22、QC 小组成员情况及组内分工（略） 三、选题理由 理由一：工程的质量目标为广东省优质工程，对混凝土外观质量提出了严格的

3、要求。 理由二：现状堪忧。前期施工的墩身外观质量较差，饱受监理、业主、质检站等各方诟病，与企业宗旨和追求的目标严重背离。尽管墩身数量较多（120 个） ，施工质量控制难度大，但是作出漂亮的墩身是必须完成的任务。 理由三：施工难度大，船机台班费用高。本工程海况复杂，属世界三大强涌潮地区，我公司在该地区施工经验空白。墩身模板受海水腐蚀、模板安装受大风及涌浪影响;承台作业面偏小，可供选择的施工方法不多。必须想方设法提高墩身外观质量，减少墩身外观修饰，从而节约人力和船机设备成本。 四、现状调查 1、现状调查 QC 小组成员对前期完成的 5 个墩身外观质量进行了一次全面抽查，此次共抽查 200 处，外观

4、质量问题出现频数为 91 处，质量问题出现频率为 45.5%，其墩身外观质量问题有：蜂窝、色差、错台、气泡、麻面、砂线、钢筋保护层厚度以及其他墩身检查项目（平整度、垂直度等） （调查结果表略） 。 2、根据上述调查表，绘制质量问题排列图（略） 根据前期墩身施工情况来看，主要施工的墩身为矮墩身，都是现浇3墩身施工，施工工艺、船机设备、自然海况等基本相同，所以本次抽查具有代表性，对后继墩身施工具有很大的指导作用。 通过对前期墩身施工的调查，发现蜂窝、色差和错台是造成墩身外观质量问题的主要因素。 五、目标确定 确定目标值 由于大桥为跨海大桥，根据南澳大桥专项工程质量检验评定标准的要求，同时满足业主对

5、墩身外观质量的要求，确保墩身混凝土的耐久性和美观性。我们把本次 QC 小组的目标确定为： 墩身外观质量问题发生频率15%（杜绝混凝土孔洞问题发生） 六、原因分析及要因确认 （一）小组针对从排列图中得出的主要问题进行了多次的讨论，广泛收集现场工人、班组长、质检员、技术员的意见，集思广益，相互启发，相互补充，并从 5M1E 六个方面做出墩身错台、色差、蜂窝原因关联图。 （二）根据墩身外观质量关联图，我们发现导致墩身错台、色差、蜂窝问题的主要原因有： 1、模板制作质量差；2、天气海况恶劣；3、混凝土原材质量不稳定；4、脱模剂含有杂质；5、工人缺乏培训；6、串筒设置不合理；7、混凝土浇筑速度过快；8、

6、混凝土浇筑高度太大。 （三）本小组成员再根据影响墩身外观质量末端因素，组织小组成员逐条确认，确认结果见要因确认表. 4要因确认表 表 1 七、制定对策 在“要因确认表”中分析出的要因项目，遵循 5W1H 的原则，我们小组制定了相应的对策表。 对策表表 2 针对“要因确认表”中分析出的要因项目,我们采取了如下措施： 实施 1：针对“天气海况恶劣”的要因。 根据当前实际，为了消除恶劣海况对模板起重作业的影响，我们分矮墩和高墩分开考虑。 A、矮墩：指墩高小于 15 米的墩。 方案一：长旭”号海上升降施工平台。该平台是从德国引进的多功能海上施工设备，由于装备有液压气动操纵的四条可升降支柱，在工作状态，

7、可将施工平台脱离水面，最大作业水深 27.0 m，在浪高 2 m 、风速 15 m 秒 ( 相当 7 级 ) 、潮汐水位落差 4M 的情况下，仍可正常施工作业。所以在海上施工可基本上不受风浪的影响。完全可替代起5重船舶施工，缺点是无法移动受风浪限制。 “长旭”号海上升降施工平台主要参数表略。方案二：模板的传统施工方法。从前期来看，该方法无论是从施工效率方面，还是质量、安全方面，都不甚理想。缺点突出，优点是可供选择的起重船较多。 方案三：开发设计墩身施工专用移动式平台系统。考虑到施工现场海况复杂，经综合考虑采用移动式施工平台作为吊机轨道基础，采用吊机施工墩身。同时在轨道梁下方的承台轴线上放置箱梁

8、支座，支座上方设四氟滑板，在箱梁下翼缘底铺设不锈钢钢板，以方便箱梁整体移动。 图 2 移动塔吊施工平台体系示意图 经过讨论分析后，小组成员又进一步运用加权打分的方法，从投入费用、施工效率、质量保证、技术可行性、安全性等 5 个方面，对上面提到的 3 种方案进行了评价。各种方案评估表略。 通过评估，最终确定方案三为实施方案:自主开发设计墩身施工专用移动式平台系统。 实施情况：采用墩身施工专用移动式平台系统。 经过 3 个多月的立项、方案研讨、设计、工厂制造、后场拼装、现场总装的过程，第一套平台顺利投入了使用。该移动式施工平台采用两条长 100m 的轨道梁，轨道梁中心距 6m，两条轨道梁间通过 6

9、 条联系梁连接。轨道梁采用高 2.436m，宽 1.0m 的箱梁，联系梁截面为 1.228m 高、0.7m 宽的箱梁。安装就位后，完全不依靠起重船的辅助，很好的克服了涌浪对吊装模板作业的影响，模板安装质量得到明显提高，混凝土最大6错台值减少 54%，平整度合格率提高 20%，平均值下降 38%。对比结果表略。 B、高墩 对于高度超过 15 米得高墩身，可供选择的施工方法有： 方案一：使用长旭”号海上升降施工平台；该平台可以施工高墩身；方案二：使用大型起重船。这是传统的施工方法，只能在风力小于4 级轻浪以下条件进行施工，综合效率低，浪费大量设备租金，投入与产出不成比例。 方案三：使用爬架翻转模法

10、施工；爬架为整体式，安装就位后，为模板翻转、提升、安装、钢筋、混凝土浇筑、养护等作业提供施工平台。由爬架及模板互为固定点用倒链实现互相提升。 该方法是当前高耸结构物施工中较先进的施工方法，它集模板支架、施工脚手架平台于一体，利用已完成的主体结构为依托随着结构的升高而升高，省去了大量的脚手架，具有快捷、轻巧、操作简单，施工费用低等。 施工以浇筑成型的钢筋混凝土为重要支承主体，安全可靠度高，垂直度、平整度易于调整及控制，模板可循环倒用，不占用场地。 方案四：开发设计墩身施工专用移动式平台系统。 经过讨论分析后，小组成员又进一步运用加权打分的方法，从投入费用、施工效率、质量保证、技术可行性、安全性等

11、 5 个方面，对上面提到的 3 种方案进行了评价。各种方案评估表略。 最终确定方案三为实施方案:使用爬架翻转模法施工。 7实施情况：采用爬架翻转模法施工。通过引进消化，我们根据工程实际设计制造了两套爬架，用于东引桥高墩施工。利用爬架提升安装模板，克服了风浪等恶劣海况对起重作业的不利影响，取得了移动平台施工矮墩同样的效果。模板安装质量得到明显提高，混凝土最大错台值减少 37.5%，平整度合格率提高 20.8%，平均值下降 23.9%。对比结果表略。证明该施工方法是行之有效的. 针对模板锈蚀严重导致混凝土表面色差问题。 我们选择使用 HSTM-9“模板漆”替代现有脱模剂，消除腐蚀环境对模板的影响。

12、 考虑到南澳大桥为海洋环境，墩身模板锈蚀严重导致色差问题，通过百度搜索，发现一种叫 HSTM-9“模板漆”的新型材料，可代替传统的脱模剂。为此我们决定大胆引进尝试，邀请厂家专业技术人员进行现场模板涂刷模板漆试验。通过现场试验我们发现该模板漆防锈和提高模板光洁度的效果十分明显,决定进行现场推广。我们首先在 E20 墩身使用模板漆，拆模后混凝土表面光洁、无明显色差，气泡少，完全不需要任何修饰，达到了清水混凝土的效果，还从根本上解决了表面色差、气泡等质量问题，提高墩身的整体光泽度，因此我们决定在所有工作面推广使用该材料。 实施效果：通过对模板涂刷模板漆后，墩身混凝土表面节段内色差基本消除；与使用轻机

13、油相比，表面气泡减少约 90%。由于 HSTM-9“模板漆”还能防止钢模板生锈，并且能重复使用 3-5 次，减少大量模板清理和涂刷脱模剂的时间，工作效率明显。鉴于模板漆的应用成功，本项8目将模板漆代替传统的脱模剂。 总的来说，三个措施的实施达到了目的。 实施 2：针对“工人缺乏培训”的要因。 1、由李高琨根据本项目施工特点，编制墩身模板施工控制要点作为教材对一线木工进行岗位技能培训。 2、由贺再兴参照施工组织设计结合实际情况编制墩身混凝土施工工艺流程及工序质量控制作为教材对一线混凝土工进行岗位技能培训。 3、实施上岗证制度。培训结束后进行操作技能考核，木工和混凝土工均考核合格。 实施效果：木工

14、、混凝土工经过培训后，操作水平有了明显提高，模板除锈彻底、脱模剂涂刷均匀，模板间拼缝严密、无明显错台，模板安装工序一次验收合格率有原来的不到 50%提高到 92.8%，从根本上降低了混凝土错台、漏浆现象的发生可能性；混凝土工下料、振捣操作规范，布料均匀，欠振、漏振、过振现象基本得到杜绝、减少了蜂窝、色差出现的机会。培训后，蜂窝点数减少 48%，蜂窝面积降低 69.6%，严重色差面积降低 37.6%。统计数据对比表明，对工人的培训起到了一定的效果。培训前后混凝土表面蜂窝统计对照表、培训前后混凝土严重色差情况统计对照表略。 实施 3：针对“串筒设置不合理”的要因。1、将串筒由原来 1 组增加到 2

15、 组，保证混凝土布料均匀，串筒对比图如下：如图所示，在布置两组串筒的情况下，混凝土的自由流动距离由原来的 0.75 米2.15 米减9少至 0.75 米 1.25 米，即降低了混凝土离析的可能，又提高了混凝土的均匀性，大大降低色差的级别。 降低混凝土的自由倾落高度。增加每组串筒的数量，将串筒布置至浇筑混凝土面 1.5 米（原来为 3 米） ，确保混凝土自由倾落高度不超过2m，减少混凝土离析的可能性。 实施效果：蜂窝、色差明显减。 图 3、墩身串筒布置对比图 实施 4：针对“混凝土浇筑速度过快”的要因。 1、欲速则不达，混凝土的浇筑速度与外观缺陷特别是蜂窝的出现呈现一定的关系。从理论上分析，要达

16、到规定的质量，付出的最少劳动量（振捣）是一定的。如果混凝土浇筑速度较快，易发生欠振、漏振等现象，从而导致孔洞、蜂窝、麻面、气泡等外观缺陷；如果我们控制混凝土浇筑速度，减少振捣工人的劳动强度，将大大降低欠振、漏振等现象的发生，从而减少混凝土孔洞、蜂窝、麻面、气泡等外观缺陷的发生数量。 2、为了验证浇筑速度与蜂窝等外观缺陷出现数量的关系，我们在振捣工人数量和振捣棒的布置不变的情况下，对于不同浇筑速度下墩身混凝土外观情况进行调查，调查结果表明: 随浇筑速度的减慢，蜂窝数量和面积均呈现减少趋势。 为了把混凝土浇筑速度控制在每小时 15 m3 以内，我们采取以下措施: 10增加搅拌时间，减少搅拌设备的停

17、滞时间，将每罐混凝土搅拌时间由 90S 增加到 120S,由试验人员配备秒表控制。 减少分层厚度，增加振捣次数，降低每次振捣的难度。浇筑分层控制分层厚度在 3035 厘米以内，即每层约 2m，每浇筑完一层，必须振捣完成后方可浇筑下一层，由试验人员和现场技术人员协调控制。 由于劳动时间增加了，每个工作面增加 1 名振捣工人，降低劳动强度。 实施效果：在现有设备和施工工艺情况下，如果把混凝土浇筑速度控制在 15 m3/h 以内，混凝土未出现离析现象，布料均匀，降低了振捣难度；拆模后检查发现，混凝土密实，蜂窝点数减少 80%左右，蜂窝、麻面面积也大幅度减少，而且砂线、漏浆等缺陷也呈现减少趋势，外观质量得到了整体提高。所以，我们决定每次混凝土浇筑过程中都必须由技术员现场监督、指导，控制混凝土浇筑速度在 15m3/h 以内，保证混凝土浇筑振捣质量。 九、效果检查 1、QC 目标已达到 通过开展此次 QC 小组活动，墩身外观质量有了明显提高，错台、色差、气泡、砂线、钢筋保护层等质量通病已基本解决，蜂窝、麻面等外观缺陷也明显减少，墩身整体外观质量明显提高，目标已达到。墩身外观质量效果检查表略， 质量问题发生频率降为 12.5%，蜂窝同比降低 87%，色差同比降低 82%，错台同比降低 71%。墩身外观质量问题排列图（实施后）略。