QC成果报告-高回渗条件下船坞深井封堵工艺研发

高回渗条件下船坞深井封堵工艺研发江苏分公司QC小组QC小组简介小组名称江苏分公司QC小组课题类型创新型课题名称高回渗条件下船坞深井封堵工艺研发活动日期2012102013.03活动次数10次TQC教育人均50小时活动出勤率95%注册编号ZJGWQC2013-002序号成 员年龄性别文化程度职称组内分工 1龙海永32男本科工程师总策划2高晶晶24男本科助工工艺研发完成QC成果报告3袁宏成26男本科助工方案实施5陆 骥27男大专助工数据分析6黄仁飞23男本科助工对策实施、效果检查7严斌浩23男本科助工对策实施、效果检查小组获得荣誉：2007年度获得上海市“上海电力杯”QC小组擂台赛二等奖。2008年度获得全国QC成果擂台赛二等奖。 2012年度获得全国QC成果擂台赛二等奖。一、课题背景 随着国内外造船技术的不断发展，大型船坞的建造需求日益提升。通常情况下大型船坞一般临水而建，施工区域水量较为丰富，水位较高，因此船坞建造一般采用边开挖，边降水的方法进行施工。当船坞主体施工完毕后，须采用封堵工艺对降水用井进行封堵，一般采用降水后进行混凝土浇筑工艺，以保障船坞的整体性。但此时施工区域水位往往远低于周边水位，一旦降水停止，则周边地下水将大量回渗进入井中，引起混凝土无法正常浇筑、浇筑后初凝时间不足、封井混凝土表面产生大量裂缝等一系列质量问题，导致引起整个船坞底板流沙、管涌或浮起等重大问题，甚至形成整个船坞的结构性破坏。因此，施工过程中一旦出现封堵不成功，则必须根据规范要求对不成功深井采取补救措施。以2011年10月公司完成的江苏鼎衡船坞300口深井封堵工程为例：鼎衡船坞封井不成功处理费用统计直接经济损失单井补救费用定额不合格封堵数量小计上部凿除费用（元）人工费6009054000清理费3009027000检测费100901000补救费用（元）材料费400090360000浇筑费300090270000人工费5009045000单井补救费用小计（元）757000专家补救方案评审费用（万元）30总费用105.7万元鼎衡船坞封井处理时间统计单井补救时间不合格封堵数量小计深井封堵时间3h90270h补救方案制定2h90180h补救方案实施5h90450h补救结果检验2h90180h补救总时间135天制表人：高晶晶 整个封井施工过程共发生封堵不成功90口，按照单井补救费用定额计算，直接造成公司经济损失损失达105.7万元之多。业主工期要求，平均单口深井封堵时间为4h,而公司因深井封堵不成功采取补救措施，预定完工时间延后15天，按照合同要求赔偿误工费20万元，整个船坞施工过程中因封井不成功问题共花费125.7万元，占整个工程利润3%，给公司带来了巨大的经济损失。公司的声誉也因此受到了巨大的影响。二、选题理由1、工程要求2011年我公司承建的江苏新韩通船坞工程，该工程位于长江中下游，工程中深井封堵共计380口，根据工程合同条款，深井封堵合同总价为247万，工程自2012年10月1日开工，总工期为250天。（1）按照施工组织设计要求：船坞深井封堵不成功，则必须立即停止施工拟定方案，对封堵不成功的深井采取补救措施。（2）按照项目合同条款要求：如因现场出现施工质量问题所发生的相关费用由施工单位自行承担。（3）2012年10月5日，公司为确保各个项目的顺利实施，下发成本控制的职责和业绩目标落实到基层文件，要求分公司将封井成本控制在合同价95%以内，即234.65万之内。2、问题提出工程开工前，为确保工程保质保量的完成，分公司组成专项调研小组在周边地区同地质条件选取20口深井，进行封井典型施工，试验结果如下：封井典型试验结果统计一次封堵成功深井数量通过补救封堵成功深井数量合计一次封堵成功深井占比合格数1372065%试验结果表明：一次性封堵成功深井数量占比仅为65%，以此计算：单次封井不成功处理费用统计直接经济损失单井补救费用定额不合格封堵数量小计上部凿除费用（元）人工费80075600清理费40072800检测费20071400补救费用（元）材料费5000735000浇筑费4000728000人工费60074200单井补救费用小计（元）11000专家补救方案评审费用（万元）10000总费用（万元）87000封井封堵时间统计单井补救时间不合格封堵数量总计深井封堵时间3h721h补救方案制定1h77h补救方案实施2h714补救结果检验1h77h补救总时间49h一次性封堵时间65h总时间114h制表人：高晶晶 如正式实施新韩通船坞380口深井封堵，根据类推将造成公司1100038035%+1000=147.03万元损失，根据鼎衡船坞单口深井封堵费用7000元测算，本工程封堵成本为700038095%=252.7万234.65万，无法满足公司提出的成本控制要求。同时按照采取补救措施一般单口7h计算，后期实施380口深井封堵工期为（一次封堵不成功深井数）1337h+（一次性封堵成功数）2475h=271天250天，无法满足业主提出的工期要求。3、问题分析小组成员经过至现场查看后发现：在持续降水停止后地下水大量回渗井内，致使上部混凝土井口面层无法正常浇筑。为此，小组成员根据潮汐表在近三年年内的最大至最小潮水范围内结合地质报告对现场土体回渗速率计算，得出回渗速率在1.2m3/s2.1 m3/s。并与历年来分公司承接的船坞工程进行了对比：项目序号主要土层名称涉及工程回渗速率(m3/s)公司历次船坞工程1冲填土中海船坞工程0.51.12吹填沙土新世纪船坞工程0.40.93淤泥质粉质粘土夹粉砂鼎衡船坞工程0.71.44粉砂夹淤泥质粉质粘土韩通船坞工程0.51.3本次工程吹填沙土扬中船坞工程1.22.1由表中可以看出，公司本次承接的工程回渗速率远高于历年来船坞工程回渗速率，小组成员经讨论后认为地下水回渗速率过大导致了此次船坞工程深井封堵不成功的主要原因。4、确定课题小组成员对国内类似项目进行了深入调研，船坞封井均采用现有成熟工艺进行实施，而针对此船坞施工特殊条件，目前国内并无相关工艺或者研究成果可以借鉴。寻求一种能够快速、有效、保质保量完成封井封堵的方法，成为急待解决的问题。本着“用户至上”的理念，小组成员接受挑战选定课题为：高回渗条件下船坞深井封堵工艺研发5、设定目标按工程合同及公司成本控制要求计算，平均单口封堵费用：247万（合同总价）95%(公司成本控制要求)380（深井数）=6000元根据工期要求结合在同条件下试验封堵时间计算，单口深井一次性封堵成功的时间4h一次性封堵的数量单口补救时间7h补救深井数（380一次性封堵井数）=2508h，一次性封堵成功数=330口。一次性封堵成功概率为：330380=86.8%即 目标一：平均单口深井封堵成本6000元目标二：一次性封堵成功概率86.8%三、提出各种方案并提出最佳方案（一）方案的提出与选定封堵工艺要素分析：小组成员经过多次分析，发现主要问题在船坞地下水位高，管井内回渗速率快，封堵一次性太低不能满足业主工期要求，同时为了达到公司所期望的成本控制，研发一种高回渗船坞深井封堵工艺。地下水位高，我们必须采取对深井防水措施，防水措施中包含两个要素：降水和止水；又由于船坞底板结构为混凝土结构，为了保证船坞整体性，我们必须对深井采取混凝土浇筑，混凝土处理中包含两点要素：混凝土浇筑和混凝土养护。所以，研发的高回渗船坞深井封堵工艺必须包含4个要素： （二）要素一：降水的方案提出与选定（1）方案的提出： 根据深井降水控制标准，新韩通船坞水位距井口的距离1.5m，则满足降水要求。小组成员利用“头脑风暴法”，针对深井降水提出了四种方案： （2） 方案的选择：方案一、真空降水是否可行简介：利用真空原理，不断抽取地下水，使井点周围地下水位降低，形成降水漏斗，从而使大面积和原有地下水位的降低，并且在工作过程当中要保持每天24小时连续抽水。不可行优点：设备简单、易于操作且有成熟的使用方法，便于控制。缺点：小组成员通过相关资料的查阅得出：降水速率0.6 m3/s远小于深井内回渗速率1.2m3/s2.1 m3/s方案二、喷射降水是否可行简介：喷射井点降水是在井点管内部装设特制的喷射器，用高压水泵或空气压缩机通过井点管中的内管向喷射器输入高压水或压缩空气形成水气射流，将地下水经井点外管与内管之间的间隙抽出排走。不可行优点：在粉土极细砂和粉砂中使用效果明显缺点：小组成员通过相关资料的查阅得出：根据定额测算，降水费用导致封堵费用280万元大于合同要求247万元方案三、电渗降水是否可行简介：电渗井点降水是利用井点管（轻型井点）本身作用阴极，沿管井外围布置用钢管直径50-70mm以上作阳极，埋设在井点管环圈内侧1.25米处，其入土深度应比井点管深50cm以保证水位能降到所要求的深度。不可行优点：能够在深井周边持续降水缺点：小组成员通过相关资料的查阅得出：降水速率0.9m3/s小于深井内回渗速率1.2m3/s2.1 m3/s方案三、泵吸降水是否可行简介：在工作过程当中要保持每天24小时连续抽水。不断抽取地下水，使井点周围地下水位降低，以控制整个地下水位可行优点：小组成员通过相关资料的查阅得出：适用于地下水丰富的土层、砂层，降水速率2。3m3/s大于深井内回渗速率1.2m3/s2.1 m3/s，能够满足降水要求缺点：深井在封堵时一旦抽水停止，水位回升较快 制表人：高晶晶（3）比选结果：通过4种方案对比，采用泵吸降水方案能有效控制水位，深井水位距井口距离1.5m，可以满足封井要求，但是，泵吸降水一旦停止时，深井内水位回升较快，影响封井效果。小组成员对此又进行讨论，认为通过工艺的改进，可以解决此问题。最终小组成员经过讨论决定选择泵吸降水作为降水方案。泵吸方案的改进通过试验分析，泵吸式降水能有效的控制地下水位。2012年，10月8日，小组成员围绕泵的种类及泵吸方式两个方面展开讨论，对泵吸方案进行改进。 A、泵的种类（1）、细化方案的提出 我们小组成员为了解决水位回渗速率快的问题，进行了市场调查，将调查结果与现场实际相结合发现，能够解决深井水位回渗速的泵种有以下四种：（2）细化方案对比：随后，小组成员将所有可以解决此问题的泵分别在等条件下的施工井内进行了20口泵吸降水试验，要求深井水位降至距井口1.5m以下，通过上述四种试验，我们对各方案比较汇总：泵的种类污水泵潜水泵 离心泵泥沙泵试验总成本6500元5600元5500元4000元是否排出泥沙是否否是水位降至距井口1.5m以下15161217水位降至距井口1.5m以下占比75%80%60%85%缺点成本高效果差排出泥、沙 制表人：高晶晶（3）细化方案的选定通过试验对比，利用潜水泵降水能够达到在水位回渗速率快条件的降水要求，而其他几种泵型都存在较严重的缺点。相比较而言，采用潜水泵降水更能满足本工程降水要求，所以，小组成员讨论认为：潜水泵作为泵吸种类的细化方案。潜水泵降水方案的细化（1）、细化方案的提出 为了更好更快的完成深井封堵施工，小组成员通过市场调查结合现场设备，研究发现既能够满足降低深井水位的潜水泵有两种：150QJ20-150/25、150QJ20-156/26。 （2）、细化方案的对比序号方案成本安装时间缺点是否采用1150QJ20-150/253000元/台2天成本高否2150QJ20-156/261500元/台2.5天安装时间长是（3）细化方案的选定小组成员经讨论一致认为：虽然两种方案都能满足降水要求，但是方案1的成本太高，超过了工程成本控制要求；而方案2的成本较低，且能满足降低水位要求，而安装时间仅比方案1多0.5天，根据测算，并不影响工期要求，所以，小组最终决定：采用150QJ20-156/26型潜水泵。B、泵吸方式小组成员采用多种咨询手段，最终分析得出：常规深井泵吸方式有两种方式：分别是：周边井泵吸降水和施工井泵吸降水。随后，小组在10月1015日分别采用这两种泵吸进行在等条件下20口深井泵吸试验。位置周边井泵吸降水施工井泵吸降水原理将20口深井按照就近的原则分成了4组，每组5口深井。在封堵前均保证正常抽水，当封堵时，其中一口井不抽水，其它4口仍继续保持抽水。在深井封堵前，施工井必须进行正常抽水，当开始封堵时，该井则不能正常抽水，完成封堵。示意图试验成本48020=9600元50020=10000元 试验效果试验结果18口深井达到水位控制要求，占90%17口深井达到水位控制要求，占85% 优点能控制区域内整体水位，费用较低不影响其他深井水位，降水效果较高缺点随着剩余深井数量的不断减少，水压不断增大，以致封井难度越来越大由于单台泵只针对单口深井降水，导致泵数较多，现场较乱是否可用可 以可 以（细化方案的对比（3）细化方案的选定通过对比，两个方案互有优缺，采用周边井降水情况符合公司对于该工艺的预期效果，但考虑到工程尽可能快速到达效果，缩短工期；采用施工井降水时，所以深井时间互不干扰，也能达到预期效果。为此，小组成员讨论后决定采用采用“加权平均”对该项目实施难易性、经济性、需时间及预期效果进行加权评价:序号方案可行性分析评 价小计加权总分是否采用标准权数龙海永高晶晶袁宏成严斌浩黄仁飞陆骥陆光峰朱慧1周边井泵吸降水费用较高，效果好。经济性0.210215.8不采用难易性0.291.8需时间0.3123.6预期效果0.3288.42施工井泵吸降水费用较低，施工效率低，适用性差，下带效果较好经济性0.2142.821.6可采用难易性0.2193.8需时间0.3226.6预期效果0.3288.4：4分 ：3分 ：2分 ：1分 制表人：高晶晶 日期：2013年4月8日评价效果：我们采用“加权平均”对方案经济性、需时间、实施难易性及预期效果加权评价。经济性指施工成本，由于必须攻克该难关，费用加权相对较小取0.2；实施难易性主要对方案中材料需求进行评价，由于在水位控制难度加大不可避免，加权系数为0.2；需时间主要指对施工效率评价，通过工艺、结构调整满足工期的可能性加权系数为0.3；预期效果指达到下带效果的可能性，加权系数为0.3。综合得分满分应是32分。我们把得分率超过60%即19.2分以上的方案即施工井泵吸作为下泵吸降水的最佳方案。综上泵吸降水两种方案，小组成员通过多次在等条件进行泵吸降水试验，并将方案进行对比，最终得出：施工井内潜水泵降水为泵吸降水方案的细化方案（三）要素二：止水的方案提出与选定（1）方案的提出： 由于深井降水只能保证在泵吸正常时降低水位，并无法将深井内水位控制在封堵要求的范围之内，所以，我们打算采取止水方案，以满足水位降至控制线1.5m以下的要求。为此小组成员利用“头脑风暴法”，针对深井止水提出了三种具体实施方案：（2）方案的试验对比：2012年10月13日至19日期间，小组成员在同等条件下的施工区域相同水位的2口深井内分别采用上述3种方案进行试验。方案钢托板止水膨胀袋止水砂、石填充止水原理利用一个60cm的钢托板吊放在距井口2m处进行止水通过市场采购吸水膨胀袋，打开包袋，将袋子浸入管井中，约3-5分钟，袋子可以膨胀810倍，从而达到横向止水。向深井内填入砂、石料，使深井密实，降低深井内水回渗速率，从而达到止水要求试验图试验效果试验结果6口超出距井口1.5m水位控制线，占30%12口超出距井口1.5m水位控制线，占60%16口超出距井口1.5m水位控制线，占80%费用300元600元1000元优点成本低操作简单止水效果好缺点止水效果差，仅占30%止水效果差，仅占60%费用偏高是否采用否否是（2）方案的选定：通过上述3个试验，我们对各方案优缺点比较汇总：小组成员进行了对比分析，由于每口井均要填入砂石料效果较好，但是止水成本偏高，可能会影响封井总成本，小组成员再次进行计算和商讨，认为砂石料的填充可以通过后期相关方法改进，既能有效保证止水效果，又能降低成本。因此，选定向深井中填入砂石料为水位控制的方案。砂、石混合配比方案细化砂、石混合配比的选定包含了砂的粒径、石子粒径及搅拌时间三个部分。三个因素之间各有影响，其中石子粒径直接关系到砂石的密实程度，石子粒径越大，比例将越大，石子间空隙率越大，密实度将难以控制。为了确定三者之间的最佳组合，2012年10月15日 -20日，小组成员采用正交试验法进行三个参数选择，对方案进行细化。1）试验目的：确定砂子粒径、石子粒径及搅拌时间的最佳组合2）评价指标：每米水位上升时间。3）确定因素：砂子粒径、石子粒径及搅 拌时间比3个因素。4）确定水平：根据其常用值及极限值分别确定了3个水平参数设定序号A搅拌（min）B石子粒径C砂子粒径14585mm-100mm3.7mm-3.1mm23067mm-84mm3.1mm-2.3mm31550mm-66mm2.2mm-1.6mm5）选定合适的正交表选用 L9(34)表 （根据上述确定的3个水平与3个位级）因素水平A搅拌时间（min）B石子粒径C砂子粒径每米水位上升时间h11585mm-100mm3.7mm-3.1mm0.323085mm-100mm3.1mm-2.3mm0.434585mm-100mm2.2mm-1.6mm0.341567mm-84mm2.2mm-1.6mm0.553067mm-84mm3.7mm-3.1mm0.564567mm-84mm3.1mm-2.3mm0.571550mm-66mm3.1mm-2.3mm0.583050mm-66mm2.2mm-1.6mm0.694550mm-66mm3.7mm-3.1mm0.41.3（0.43）1（0.33）1.2（0.4）1.5（0.5）1.5（0.5）1.4（4.67）1.2（0.4）1.5（0.5）1.4（4.67）R148831308初定优先水平A2B3C36）实施试验2011年12月1-5日我们根据正交表设计的试验要求进行了共9次不同条件因素组合的现场测试，结果如下：7）结果分析（1）看一看：试验结果中第8号试验水位回渗时间最长，即初定优水平A2B3C3。（2）算一算：确定较优位级, A: II I III, B: III II I, C: IIIIII,取A2B3C2。（3）确定主要因素: B C A; B为主要因素,C为重要因素,A为次要因素。8）试验因素影响度趋势图分析（1）制作趋势图试验影响因素趋势分析： 图中我们可以看到，当搅拌时间为30min、石子粒径为50mm-66mm及砂子粒径为3.1mm-2.3mm时回渗率最低。石料选取粒径为50mm-66mm与67mm-84mm之间时，曲线已趋于平缓，但是粒径为67mm-84mm采购价格较粒径为50mm-66mm昂贵，且A2B3C3通过试验，完全能够满足封堵时间要求的0.5h，达到0.6h，出于经济考量，石子选定粒径为50mm-66mm。 因此，小组成员经过讨论确定以搅拌时间为30min、石子粒50mm-66mm及砂子粒径为3.1mm-2.3mm作为砂、石混合配比的选定细化研发方案。（四）要素三：浇筑的方案提出与选定（1）方案的提出： 小组成员针对深井封堵时的浇筑问题，利用“头脑风暴法”，提出了两种方案：混凝土（C30）浇筑，注浆浇筑。（2）方案的试验对比： A、混凝土（C30）浇筑： 原理：当深井水位控制在距井口1.5M左右时，进行混凝土浇筑，在浇筑完成24h后，对封堵深井抗渗强度进行检测，抗渗强度0.8mpa则满足设计要求。小组成员在相同水位的10口深井内进行浇筑试验，浇筑完成24h后，对混凝土进行抗渗强度检测，将抗渗强度检测结果统计如下： 试验分析，当深井水位控制在距井口1.5M左右的条件下时，进行混凝土浇筑，满足抗渗强度的占70%。B、注浆浇筑：原理：当深井水位控制在距井口1.5M左右时，利用液压过气压把能凝固的浆液均匀地注入管井中，浆液以填充、渗透和挤密等方式进行浇筑，其抗渗强度0.8mpa则满足设计要求。小组成员利用该办法在同等条件下进行1口浇筑试验，浇筑完成24h后，对混凝土进行抗渗强度检测，其抗渗强度检测结果统计如下：通过试验分析，当深井水位控制在距井口1.5M左右的条件下时，进行注浆浇筑，满足抗渗强度的占30%。（3）方案选定：通过上述2个试验，我们对各方案优缺点比较汇总：序号方案试验结果时间优点缺点是否采用1浇筑混凝土浇筑70%满足抗渗要求2.5/口效果显著浇筑时间长是2注浆注浆30%满足抗渗要求1.2h/口操作方便满足率低否经分析可得：采用混凝土浇筑效果良好，基本满足质量要求。但该方案浇筑时间较长，小组成员再次经过讨论分析，认为通过后期相关方法改进，应该可以满足要求。因此，选定混凝土浇筑为浇筑方案。混凝土浇筑方案的细化（1）方案的提出我们小组通过试验分析，当水位满足封堵要求时，采用混凝土浇筑能够有70%达到封堵要求，但仍不能达到我们设定的目标即一次性封堵成功率86.8%。所以小组成员通过“头脑风暴法”对选定的混凝土浇筑方案提出了三种细化方案：即采用普通混凝土浇筑、采用膨胀混凝土浇筑和快速混凝土浇筑。 （2）方案的对比小组成员在相同水位的10口深井内进行浇筑试验，其结果统计如下：方案普通混凝土浇筑膨胀混凝土浇筑速凝混凝土浇筑方法方法：当深井水位控制在距井口1.5M左右时，将搅拌好的普通混凝土倒入深井内进行浇筑。当深井水位控制在距井口1.5M左右时，将搅拌好的膨胀混凝土倒入深井内进行浇筑。当深井水位控制在距井口1.5M左右时，将搅拌好的速凝混凝土倒入深井内进行浇筑。要 求抗渗强度0.8Mpa抗渗强度0.8Mpa抗渗强度0.8Mpa试验效果试验结果6口深井封堵的砼强度达到抗渗要求，占60%8口深井封堵的砼强度达到抗渗要求，占80%8口深井封堵的砼强度达到抗渗要求，占80%费 用3000元4000元3500元初凝时间1.5h2h30min优 点成本低止水效果好初凝时间短，止水效果好缺 点止水效果差，仅占30%成本高，初凝时间长是否采用否否是（3）方案选定：小组经过讨论决定，在原设计混凝土配合比的基础上对其进行优化，进一步提高满足抗渗要求的比例。所以最终将速凝混凝土浇筑作为浇筑方案。速凝混凝土浇筑方案的细化小组成员想通过调整快干水泥、砂及石子的用量，从而降低混凝土表面裂纹数或者使裂纹宽度达到最小。原配合比为快干水泥：428kg；黄砂：1043kg；石子：755kg。如果混凝土中快干水泥用量不足，则混凝土外表就会出现松散麻面、鱼鳞纹麻面等现象；如果快干水泥混凝土中水泥用量过多，则混凝土凝结时易出现收缩龟裂。中砂用量会影响到拆模后的混凝土表面起砂，石子用量会对振捣产生一定的影响。2012年11月4日我们小组进行了专题研究，使用正交试验法进行了试验分析。1）试验目的：确定使裂纹率达到最低的水泥、中砂、石子用量组合。2）评价指标：裂纹宽度。3）确定因素：水泥、中砂、石子的用量3个因素。4）确定水平：对每个因素确定了3个水平序号快干水泥用量（kg）石子用量（kg）黄砂用量（kg）1440725106124287551043340077510205）选定合适的正交表选用 L9(34) 表 （根据上述确定的3个水平与3个位级）6）实施试验2012年11月4日2012年11月10日我们根据正交表设计的试验要求进行了共9次不同条件因素组合的现场测试（裂纹率单位采用），结果如下：ABC裂纹宽度mm11（440）1(725)3(1020)2.322（428）1(725)1(1061)1.6533（400）1(725)2(1043)1.441（440）2(755)2(1043)2.952（428）2(755)3(1020)1.7563（400）2(755)1(1061)1.4571（440）3(775)1(1061)3.1582（428）3(775)2(1043)1.993（400）3(775)3(1020)1.5516.7(5.6)10.6(3.5)12.5(4.2)10.7(3.6)12.2(4.1)12.4(4.1)8.8(2.9)13.2(4.4)11.2(3.7)R7.92.61.3初定优先水平A3B1C27）结果分析：试验结果中第3号试验裂纹率最低，即初定优水平A3B1C2确定较优位级, A: IIIIII, B:IIIIII， C:IIIIIBC;因此，A为主要因素，B为重要因素，C为次要因素试验因素影响度趋势图：试验因素影响趋势：图中我们可以看到，当快速水泥用量为400kg，黄沙用量为1043kg时，裂纹率最低；随石子用量提高，裂纹率有所上升。8）实验结果A3B1C2完全满足趋势影响, 且快速水泥用量、石子用量、中砂用量低于A3B1C2，则混凝土强度不满足设计要求。所以我们决定将配合比优化为快干水泥用量400kg、石子用量725kg、黄砂用量1043kg为砼浇筑方案。（五）要素四：养护的方案提出与选定（1）方案的提出：混凝土浇筑后，水泥在水化作用下逐渐硬化，而水化作用则需要适当的温度和湿度，为了保证混凝土有适宜的硬化条件，确保其强度不断增长，防止砼成型后暴晒、风吹、寒冷等条件而出现的不正常收缩、裂缝等破坏现象，必须对混凝土进行养护。针对浇筑的混凝土养护提出了两种方案：自然养护，加热养护。 （2）方案的试验对比：2012年11月15日，小组成员对封堵成功的10口深井混凝土进行两种两种方案的养护试验，其结果统计如下：方案自然养护加热养护方 法在封堵成功的深井砼表面上覆盖薄膜，采用洒水的方式保持砼的湿润，进行养护在封堵成功的深井砼表面上利用外部热源对新浇注的混凝土进行养护试验成本100元2000元裂纹数1条0条试验结果9口深井表面混凝土无裂纹，占90%10口深井表面混凝土无裂纹，占100% 优点费用低无裂纹缺点存在裂纹现象费用高，根据测算，将超出成本10%是否可用是否 （3）方案选定：通过以上2个试验经分析可得：方案一采用自然养护效果良好，且成本相对较低，能够到达我们的预期要求；方案二采用加热养护，效果较高，基本无裂纹出现，但是，加热养护的费用较高。综合考虑，自然养护已基本达到要求，所以我们最终选定自然养护为养护方案 五、总结 总结对上述方案的选择：由此我们确定了高回渗条件下船坞深井封堵工艺研发的最佳方案：在细化方案选优中，采用了型号为150QJ20-156/26的潜水泵在施工井内泵吸作为降水方案，向管井内填入砂、石混合物作为止水方案，采用快干水泥用量400kg、石子用量725kg、黄砂用量1020kg配比的混凝土作为浇筑方案，采用自然养护作为混凝土养护方案，最终形成高回渗条件下船坞深井封堵工艺。六、制定对策选定最佳方案以后，小组成员讨论确定了实施流程图：系统开发流程图制图人：高晶晶并根据流程图制定了相应的研发对策：序号工艺对策目标措施地点责任人完成时间1降水150QJ20-156/26的潜水泵在施工井内泵吸深井水位距井口距离1.5m1将该种泵下至井底2安排操作工24h进 行看护3观测深井水位施工现场龙海永高晶晶2012.122止水砂、石混合填充深井水位降至距井口控制1.5m以下1将砂、石按配比搅拌均匀2将搅拌好的砂、石料填入深井3测量水位施工现场龙海永黄仁飞2012.123浇筑速凝砼的浇筑混凝土初凝时间1h混凝土表面蜂窝起砂率61按照配比制定速凝混凝土砼2浇筑速凝混凝土砼施工现场龙海永高晶晶2012.124养护自然养护井口混凝土表面无裂纹1在浇筑好的混凝土表面覆盖薄膜2定时洒水3检查裂纹数施工现场龙海永严斌浩2012.12七、对策实施实施一: 150QJ20-156/26的潜水泵在施工井内泵吸2012年12月2日，针对提出的“150QJ20-156/26的潜水泵在施工井内泵吸降水”方案小组成员进行了积极落实，在本船坞现场进行160口深井的降水实施。 对新工艺降水流程不熟悉 通过技术交底后，降水效果明显 由于该工艺为深井封堵新工艺，现场部分操作人员对150QJ20-156/26潜水泵降水施工流程不熟悉，经常有误操作现象。随即对施工队伍的交底记录进行核查，发现三级技术、质量交底记录上，有的操作班组长并未参与交底，交底未普及。针对这一现象，当天小组立即对未接受三级交底人员组织进行全面的技术与质量交底，小组成员到现场指导工人规范操作，对错误操作进行纠正，对现场潜水泵降水施工的12位班组长交底率达100%，并与班组长对下属操作工人进行下一步交底。确保施工中无其他人为因素影响施工进度：对于主管潜水泵降水人员交底（一级交底）4人；对于现场实施管理人员交底（二级交底）12人对于实际操作人员交底（三级交底）120人2012年12月4日经过小组成员对12名施工班组组长的技术交底及现场指导后，现场的施工人员对150QJ20-156/26潜水泵降水施工工艺有了深入了解。之后小组从现场抽调60名操作工人进行闭卷考试，由QC组员高晶晶亲自监考，并评阅试卷，成绩分布如图所示。从上表来看，所有参加考试的人员全部合格，且分数都在90分以上，达到策略表只有满90分的人员才能进行施工操作目标，工人都能上岗操作。重新发现问题从12月4日考试结束后开始，高晶晶对之后4天内的降水标高控制效果进行检查：时 间12月5日12月6日12月7日12月8日合计施工井数40404040160合格数30303020110不合格数1010102050合格率75%75%75%50%75% 由上表可得出，经过技术交底之后，降水标高控制仍90%，未达到目标值。再次改进2012年12月9日小组成员高晶晶在对现场12月5日至12月8日的施工人员交流及翻查测量记录后得出：现场深井水位回渗较快，是导致降水标高控制不合格的主要因素，小组成员再次运用“头脑风暴法”，从人、机、环三个方面对测量频率降低的原因进行分析：序号末端因素验证方法验证依据验证结果负责人完成日期是否要因1现场照明不足现场查看规范要求每1万m2，8个1000W照明设备每1万m2有10台照明设备袁宏成刘志刚2012.12.9否2测量仪器不足现场了解，翻阅仪器登记记录测量仪器在复检有效时间内。配备2台全站仪、4台水准仪；均在有效期内严斌浩2012.12.9否3工作密度大现场查看，翻阅施工记录国家规定8小时工作制度每个班组均连续施工12小时黄任飞2012.12.15是对策分析经过小组成员现场调查了解，现场施工人员共分2个班组进行施工，每班连续工作12小时， 一班组：7：0019：00；二班组：19：007：00。由于工作时间较长，施工人员在工作时间存在偷懒睡觉的现象。经过小组讨论合理分析后，做出调整：分成四班，早晚各两班，每班连续工作两小时，换班休息两小时。第一组： 7：009：00； 11：0013：00； 15：0017：00；第二组： 9：0011：00；13：0015：00； 17：0019：00；第三组： 19：0021：00； 23：001：00； 3：005：00；第四组： 21：0023：00； 1：003：00； 5：007：00；班组789101112131415161718一班二班班组192021222324123456三班四班12月11日工地现场按照人员调整后的配置进行典型施工，12月15日组员高晶晶将5天里的150QJ20-156/26潜水泵降水施工情况进行汇总如下：时 间12月11日12月12日12月13日12月14日合计施工井数40404040160合格数40323440146不合格数086014合格率100%80%85%100%91.25%通过上图可以看出，新的人员配备后典型施工的参数有效，可以进一步推广。实施效果：12月22日组员高晶晶再次对近期150QJ20-156/26潜水泵降水施工进行检测：时 间12月16日12月17日12月18日12月19日合计施工井数40404040160合格数38403640154不合格数20406合格率95%100%90%100%96.25%通过对比图我们可以得出：人员配备改进后，降水标高控制合格率有了明显的提升。对策一的实施有效地改善了人员疲劳的问题，每名工人均只连续施工2小时并有足够休息时间符合国家标准，达到了对策表的水位控制1.5m的目标。2012年12月23日，实施二: 砂、石混合填充小组成员利用新研发的以搅拌时间为30min、石子粒径为50mm-66mm及砂子粒径为3.1mm-2.3mm作为砂、石混合配比的方案进行填充试验。在施工现象进行了20口深井的止水试验，小组成员通过了测量水位，计算出深井内水压，进行统计并与目标进行对比。序号目标值测量结果序号目标值测量结果1深井水位距井口距离1.5m1.711深井水位距井口距离1.5m2.121.5121.731.7131.442.1141.551.8152.061.9161.871.8171.381.6182.091.7191.8101.9201.6通过折线图可以发现有90%的深井水位高于目标值1.5m。工人对填充时间与深井水位的控制能力大大加强，控制较为稳定，止水效果明显提高。此对策实施，活动取得了明显的效果。对策三: 速凝砼的浇筑2013年1月4日，我们通过对浇筑速凝混凝土施工现场观察，发现由于新工艺的使用，混凝土浇注时振捣不合理，混凝土未分层浇注，振捣不及时出现漏振。局部振捣时间过长，振捣间距过大，使承台表面浮浆过重，振捣不密实降低了表面强度。我们通过现场察看，发现由于混凝土施工的不规范，蜂窝起砂率为7.8，大于6，未达到目标值。井位编号面积（m）蜂窝面积（m）蜂窝起砂率（）凝固时间检验结果154603.78.00.8h未达标6104603.57.61.0h未达标11154603.98.41.2h未达标16204603.47.30.9h未达标平均蜂窝率7.81.0h未达标针对以上原因，我们对混凝土浇筑工艺的进行优化，我们设置串通下料，降低下料高度，基本保持在0.6m高度，同时我们对深井封堵混凝土分层浇筑，每层厚度为0.3m，随浇随捣，振捣棒快插慢拔，振捣时间控制在10s，振捣间距为0.3m，通过20口深井典型浇筑施工，我们进行了蜂窝、起砂面积的统计：井位编号面积（m）蜂窝面积（m）蜂窝率（）凝固时间检验结果2125260.114.30.8h达标2630480.265.41.0h达标3135260.135.01.0h达标3640480.234.70.9h达标平均蜂窝率4.85达标实施效果：通过上表我们发现改善混凝土施工工艺，我们有效的降低了深井表面混凝土蜂窝、起砂现象。经过一个月的大面积施工，我们抽查了55口井口断面，发现蜂窝、起砂面积得到有效控制，蜂窝、起砂率明显降低。蜂窝起砂率()44.54.655.15.55.666.16.5数量23181130从上表中我们发现，所有断面蜂窝率都小于6，达到目标值。实施四: 自然养护2012年1 月10 日，严斌浩到施工现场查看，发现现场共有2只10t的养护水桶，养护水日最大需求量达24.2t，养护率达到82%，无法满足养护率100%的要求。为了保证现场封堵完成的深井进行淡水养护，必须增加养护专用水桶以及优化养护措施。根据现场实际情况，我们决定在原有2只10t的养护专用水桶的基础上再增加8只，并在960米的船坞底板上布设通长输水管线。实施效果：经小组成员测算，10只10t养护专用水桶可以保证现场养护用水4天以上，这样即使碰到大风淡水运输水不能及时供水，也能保证现