QC降低盾构机刀盘结泥饼频次

降低盾构机刀盘结泥饼频次广东xxxx股份有限公司xx标盾构QC小组广州地铁x号线延长线出龙归站沿106国道向北行进，穿过xxx、xxx高速公路、xx涌、xx河后到人和站。本区间为xx～xx区间的第二段盾构施工段，由南端风井始发往北掘进至北端中间风井吊出，掘进长度为1751.17m。区间穿越的地层主要通过砂层、粘土层及风化岩层等，采用机型为泥水盾构。一、工程简介工程简介泥水盾构机示意图工程简介二、小组概况小组概况小组名称xx标盾构QC小组课题名称降低盾构机刀盘结泥饼频次小组类型攻关型注册号0918本次活动时间2008.6～2008.12小组组长小组成员11人QC教育时间120小时以上格言：攻克技术难关，服务现场，提高质量，提高效率小组名单序号姓名年龄性别文化程度职称职务组内职务TQC培训140男本科项目经理组长合格232男本科总工副组长合格330男本科副经理副组长合格429男本科工程师组员合格527男本科工程师组员合格626男本科设备工程师组员合格740男中专机修技师组员合格823男本科技术员组员合格924男大专中控手（环流）组员合格1023男本科中控手（盾构）组员合格1123女大专资料员组员合格我们项目多数采用泥水盾构，刀盘及土仓结泥饼一直是影响盾构掘进的主要问题，如何减少盾构施工过程中刀盘及土仓结泥饼次数将是我司研究的主要方向。公司对项目部也提出的严格的要求，一定要降低刀盘及土仓结泥饼次数。

★降低盾构机刀盘结泥饼频次刀盘结泥饼会造成刀盘扭矩增大，滚刀偏磨,掘进速度降低，从而影响进度。公司主要以泥水盾构为主，所以公司领导给我们提出减少结泥饼频次的要求。三、选题理由结泥饼照片

计划时间

项目日期2008.62008.72008.82008.92008.102008.112008.12选择课题现状调查目标确定原因分析要因确定制定对策实施对策效果检查巩固措施四、QC活动计划

为了减少刀盘结泥饼的次数，QC小组成员对之前施工段的盾构工程中造成结泥饼因素进行了统计：

结泥饼因素调查表

序号名称项目频数(处)累计频数（处）频率(%)累计频率(%)A管路堵塞171742.542.5B土仓土体堆积163340.082.5C操作不当3367.590.0D泥浆性能差2385.095.0E设备故障1392.597.5F其它1402.5100五、现状调查我们小组根据据上述调查统统计表，画出出了造成刀盘盘产生泥饼因因素的排列图图，见下图。。从图中可以看出：：造成刀盘结泥饼饼的主要因素是由由于管路堵塞和土仓土体堆积，两项累计频率达达到82.5%，成为解决问题的的主要对象。现状调查总目标：刀盘结泥饼频次减减少80%。原来每公里结泥泥饼频次为40次，现目标是将每每公里结泥饼频次次降低至8次。活动目标六、确定目标及目目标值可行性分析析目标可行性分析⑴我公司领导高度重重视，为项目部配配备了优秀技术骨骨干人员。长期的的施工总结及跟三三菱公司不断技术术交流奠定了坚实实的基础。⑵我QC小组成员素质高，，知识丰富，有较较强的施工管理能能力和踏实的工作作作风。⑶理论数据的支持。。目前每公里结泥泥饼次数为40次，两大质量问题题发生频率为82.5%，如果将两大问题题解决95%，则每公里结泥饼饼次数=40-40×85.2%×95%=7.6；即结泥饼频次减减少=（40-7.6）/40=81%，达到小组设定的的80%目标是可行的。我QC小组成员经过讨论论分析后，一致认认为，有公司领导导的高度重视，有有优秀的专业队伍伍做保障，虽然任任务艰巨，但只要要大家共同努力，，一定能实现目标标，完成课题。关联图黑旋风人员意识不强管路堵塞泥浆浓度大主要问题泥浆沉淀循环流速小中控手操作技术不熟练培训不到位渣土粘性大密度传感器测量不准确调整泥浆浓度不及时培训制度不健全地层情况差管路弯曲管径偏小P0泵功率过小密度传感器损坏土仓土体堆积循环流量小循环泥浆对刀盘冲刷不够切削土体没有及时排出掘进速度太快掘进一段距离后没能及时清洗刀盘及土仓P2泵产生负压限制循环泥浆无法冲刷土仓中部中间因素末端原因P0进浆口不合理要因确认表序号末端因素确认内容确认方法确认标准负责人完成时间1管径偏小P0泵循环管管径尺寸现场检查，并对比分析管径大小满足循环流量要求，流量达到2.0m3/min以上马升雁2008.9.102管路弯曲管道弯曲引起管道堵塞情况现场检查并统计管道弯曲处泥块累积情况及数量管道弯曲处有5cm×5cm以上的泥块累积吕明豪2008.9.113P0进浆口不合理循环泥浆是否能够到达土仓中部现场检查循环泥浆的出口位置保证整个土仓的冲刷面积达90%以上翁培标2008.9.13八、确定主要原因因序号末端因素确认内容确认方法确认标准负责人完成时间4地层情况差确认现场地质中各地层的比例分析地质资料和现场出泥情况粘性土所占比例不超过50%黄强2008.9.125P0泵功率过小确认P0泵的功率根据管路损失，对P0泵功率进行分析足够功率，保证扬程在12m以上马升雁2008.9.156P2泵产生负压限制管道堵塞时，P2泵产生负压的情况对电脑记录数据和现场施工情况进行了解分析负压为零罗志伟2008.9.177培训制度不健全检查现场操作人员的培训情况实际操作和理论知识考核合格率为100%。李果炜2008.9.168密度传感器损坏密度传感器是否损坏对密度传感仪进行检测密度传感器能够正常使用陈荣树2008.9.20末端因素：管径偏偏小确认方法：现场检检查，并对比分析析。标准：满足泥浆在管管道的正常循环，，流量达2.0m3/min以上实测：经过P0泵出来的管径为4寸，使循环流量受受到管径的制约，，往往容易造成堵堵管。我们对前50环每环平均的P0循环流量进行了统统计，统计如右图图所示：由此看出，P0循环流量基本是在在1.4m3/min上下波动，完全没没有达到理想流量量2.0m3/min以上。结论：★管径偏小是主要原因。P0泵循环流量统计表表要因确认一4寸循环管P0泵循环管末端因素：管路弯弯曲确认方法：现场检检查并统计管道弯曲处处泥块累积情况及及数量。标准准：管道道弯曲处有有5cm×5cm以上的泥块块累积。实测测：现场场对弯曲部部位拆开检检查统计，，情况如下下表：序号弯曲的具体位置泥块累积情况1管道从地面到井下转弯处无2管道从井下到隧道转弯处无3P0泵循环管到采石箱无45#到6#台车之间的压力计、密度计位置无5P0泵循环管到刀盘无可以看出管管道弯曲处处没发现泥泥块积累。。要因确认二二结论：管路路弯曲不是是主要原因因。末端因素：：P0进浆口不合合理确认方法：：现场检查查循环泥浆浆的出口位位置。标准准：保证证整个土仓仓的冲刷面面积达90%以上。实测测：检查查发现上部部进浆口与与底部排浆浆口处流速速较快，对对周围能能产生部分分冲刷，而而土仓中部部则结论：★P0进浆口不合合理是主要原因。冲刷面积仅达到62.3%要因确认三三冲刷较小。。进浆口流流速为2.67m/s，冲刷有效效距离为3m；底部排浆浆口排浆流流速为2.94m/s，周围有效效冲刷范围围为1.5m，土仓冲刷刷布置如右右图所示：：末端因素：：地层情况况差确认方法：：分析地质质资料和现现场出泥情情况。标准准：粘性性土所占比比例不超过过50%。实测测：根据据勘探部分分提供的地地质资料，，对始发端端头到5#联络通道之间间的地层分分析，统计计相关数据据，并作出出饼状图如如下：序号土层编号土层名称隧道总长度（m）折算后土层长度(m）所占比例1<3-1>细砂549212.00312.12%2<3-2>中砂549231.41913.23%3<3-3>砾砂549282.84526.17%4<4-1>粉质粘土549325.52618.61%5<5-1>残积土层54930.6111.75%6<5-2>残积土层54939.1812.24%7<6>全风化泥质粉砂岩54965.2453.73%8<7>强风化泥质粉砂岩549390.07112.30%9<8>中风化泥质粉砂岩549172.6469.87%100.00%要因确认四四左线盾构掘进左线各地层长度比例饼图残积土层2.24%残积土层1.75%中风化泥质粉砂岩9.87%细砂12.12%中砂13.23%砾砂26.17%粉质粘土18.61%全风化泥质粉砂岩3.73%强风化泥质粉砂岩12.30%细砂中砂砾砂粉质粘土残积土层残积土层全风化泥质粉砂岩强风化泥质粉砂岩中风化泥质粉砂岩根据以上统统计得知粘粘性土所占占比例为38.6%，后通过对对现场出渣渣情况了解解得知渣样样主要以砂砂性土为主主。结论：地层情况差差不是主要要原因。要因确认四四末端因素：：P0泵功率过小小确认方法：：根据管路路损失，对对P0泵功率进行行分析。标准准：足够够功率，保保证扬程在在12m以上。实测测：发现现P0泵额定功率率只有32kw，测定P0泵运行功率率，并对其进行统计计如下：P0实际功率统统计图统计发现，，P0泵运行功率率都在32kw以下，实际际的比想象象中的更小小。计算所需扬扬程为12m，但实际扬扬程只为10.2m。结论：★P0泵功率过小小是主要原因。要因确认五五末端因素：：P2泵产生负压压限制确认方法：：对电脑记记录数据和和现场施工工情况进行行了解分析析。标准准：负压压为零。实测测：现场场查阅中控控室电脑记记录的相关关数据，没没有发现空空气负压情情况；通过过对现场值值班工程师师的询问了了解，隧道道施工时没没有发现循循环管有强强烈振动情情况，即没没有负压产产生。结论：P2泵产生负压压限制不是是主要原因因。要因确认六六末端因素：：培训制度度不健全确认方法：：实际操作作和理论知知识考核。。标准准：合格格率为100%。实测测：2008年9月16日对项目20名操作工人人进行了考考核，考核核结果如下下：成绩考核项目优合格不合格操作技能6人14人0人理论知识12人8人0人由表中考核核结果可以以看出：对对操作技能能考核合格格率为100％，优良率率为30％；对理论论知识考核核合格率为为100％，优良率率为60％。结论：培培训制度度不健全全不是主主要原因因。要因确认认七末端因素素：密度度传感器器损坏确认方法法：对密密度传感感仪进行行检测。。标准准：：密度传传感器能能够正常常使用。。实测测：：施工一一段时间间后密度度传感器器可能测测量不准准确，使使得环流流操作人人员误读读，不能能及时调调整泥浆浆浓度。。但施工工中设备备维修人人员每天天都对测测量仪器器进行检检查与校校对，保保证了密密度传感感器工作作的准确确性。结论：密密度传感感器损坏坏不是主主要原因因。要因确认认八通过QC小组的的活动确确定出如如下3个个主要原原因：P0泵功功率过小小P0进浆浆口不合合理管径偏小小针对主要要原因，，经过小小组成员员共同研研究制订订了对策策措施。。序号要因对策目标措施地点(部门)时间负责人1管径偏小增大管路直径满足泥浆在管道的正常循环，流量达2.0m3/min以上1.选择适合尺寸管径2.改装测试盾构机内(机电部)2008.10.1~2008.10.282P0进浆口不合理

增加进浆进口，加大中部冲刷对土仓冲刷面积达到90%以上1.确定增加循环进浆管个数及作用2.开口部位确定3.确定管径大小隔板处(机电部)2008.10.2~2008.10.303P0泵功率过小改换大功率循环泵能够保证有足够泥水冲洗刀盘，扬程在12m以上1.挖掘中各项参数确定2.循环P0泵损失计算3.Ｐ0泵选型2号台车(工程部)2008.10.3~2008.11.3九、制定定对策实施一：：增大管管路直径径上部进浆浆管为10寸管，下下部出浆浆口到采采石箱为为10寸管，排排浆管为为8寸管，P0循环管为为4寸管，具具体布置置如下图图所示：10寸P110寸12寸8寸4寸8寸采石箱P2P0注：红色为改装后的尺寸管路尺寸示意图1、选择适适合尺寸寸管径十、对策策实施电焊工及及机修工工配合焊焊接安装装新的管管路，确确认无误误后开机机运行，，查看各各环节运运行状况况，无问问题后开开始正常常掘进。。由图看出出，从隔隔板出来来的10寸排浆管管成了整整个P0循环系统统的瓶颈颈，土仓仓内泥浆浆及渣土土得不到到及时排排出，P0循环流量量减小。。4寸的P0循环管虽虽然能产产生很大大的流速速对刀盘盘进行冲冲刷，对对刀盘冲冲刷能力力还是远远远不够够的。经经讨论分分析决定定隔板出出来到采采石箱改改用12寸的管，，加快渣渣土与泥泥浆的排排出；P0循环管改改用8寸管来加加大P0循环流量量。2、改装测测试实施一：：增大管管路直径径P0循环流量增大不变不变刀盘内循环流量增大实施效果果验证管路增大大后，环环流运行行得非常常顺畅，，P0循环系统流量量有了很大的的提升原先控控制流量为1.4m3/min左右，现在可可以控制在2.0m3/min，这样一来，，刀盘及土仓仓的冲刷增大大，同时管径径增大使堵管管次数明显减减少。之前现在堵管频次17次/km1.8次/km(1次/549m)实施二:增加进浆进口口P0循环系统将泥泥浆不断进土土仓里面，虽虽然能起到加加速土仓内泥泥浆流速，但但对土仓冲刷刷作用不是很很理想，为了了让P0循环系统发挥挥到极致，需需对进浆管路路进行改进，，从隔板中部部进入土仓，，建立土仓中中部冲刷系统统，对刀盘及及土仓中部进进行冲刷，不不在跟环流进进浆口合流后后进入土仓。。1、明确改装方方案为了能同时对对刀盘及土仓仓进行冲刷，，一条管路是是不够，所以以我们需要两两条管路同时时对刀盘及土土仓进行冲刷刷。2、管路数量3、开口部位确确定开口设置既要要不影响结构构稳定性，又又要不影响各各机能的正常常运转，对土土仓的冲刷直直接通过隔板板设置开口即即能马上实现现，为了保证证泥浆喷射不不经过土仓就就能直接对刀刀盘进行冲刷刷，这就要求求进浆口伸出出隔板贴近刀刀盘，由于常常有大块固体体在土仓内搅搅动，管口处处在土仓中极极为容易出问问题，经本小小组一致决定定对刀盘的冲冲刷通过回转转中心将泥浆浆输送到刀盘盘中部，再由由两个小喷口口喷出。实施二:增加进浆进口口回转中心进口隔板进浆口实施二:增加进浆进口口刀盘中心喷口之前设计从P0泵出来的管路路为8寸管，在进入入土仓前分成成两根管进入入土仓，为了了保证进浆的的流速，改用用两根6寸管，使循环环泥浆同时对对刀盘及土仓仓进行冲刷。。4、管径选择8寸管分为两根6寸管循环进浆管改改装照片实施二:增加进浆进口口实施效果验证证通过增加循环环进口，刀盘盘及土仓冲刷刷跟以前比较较有很大的提提高，从回转转中心进去的的泥浆不停的的对刀盘进行行冲刷，从隔隔板进去的泥泥浆有效防止止了土仓内渣渣土的堆积，，同时也可以以对刀盘内测测进行冲刷。。土仓冲刷面面积从原来的的62.3%增加到92.8%，达到预期的的目标。62.3%92.8%改装前改装后实施三：改换换大功率循环环泵（a）送浆流量量Q15.20m3/min（b）排浆流量量Q27.00m3/min（c）挖掘绝对对体积q1.85m3/min（d）开挖面水水压控制范围围P60~300KPa（e）接管直径径与接管长度度合流点A～隔板la=6B×20m×2隔板～预预处理机l3=12B××30m预处理机～～合流点Al0=8B×20m（ｆ）机器的的阻力损失（（假设）盾构机内的损损失Hm5.0m预处理机的损损失Hfc5.0m1、挖掘中各项项参数确定2、循环P0泵损失计算（a）隔板～预预处理机的重重量Ｑ3＝Ｑ1＋Ｑ0＋ｑ＝14.1m3/min管内流速Va＝2.98m/s（b）循环流量Q0Ｑ0＝Ｑ3－（Ｑ1＋ｑ）＝7.0m3/minP2预处理机P0laQ1Q2Q0AQ2+Q0L3P1环流示意图图实施三：改改换大功率率循环泵实施三：改改换大功率率循环泵（c）管阻力损损失合流点A～隔板Hfa＝0.061m/m×20ｍ＝1.2ｍ6B1系统流速3.09m/s隔板～预预处理机机Hf3＝0.049m/m×30ｍ＝1.5ｍ预处理机～～合流流点AHf0＝0.05m/m×20ｍ＝1.0ｍ循环泵总扬扬程Ｈ0ｍＨ0＝Ｈfa＋Ｈf3＋Ｈf0＋Ｈfc＋Ｈm＋充裕值值＝（1.2＋1.50＋1.0＋5.0＋5.0）＋5.0＝18.7ｍ3、Ｐ0泵选型可变速度电电动机380V50ＨzVVVF旋转控制范范围935～280rpm6极最大扬程ＨＨ＝18.7ｍ型号BD250-200-25R3张叶片抽水量ＱＱ0＝7.0m3/min扬程ＨＨ0＝18.7ｍ浆液比重δ0＝1.390转数ＮＮ0＝690rpm泥浆效率η0＝48.8％轴动力B0＝60.8kw驱动方式直直接连连结电动机输出出功率132kw实施三：改改换大功率率循环泵实施效果验验证循环泵功率率由原来的的32kw变为现在132kw，抽水量由由2.5m3/min增大到7.0m3/min，循环流量量明显增大大，开机时时P0循环泵可控控制在4m3/min左右，比原原先的提高高了一倍。。扬程达到到18.7m，保证了刀刀盘正常冲冲刷。经我们QC小组的攻关关活动，在在项目部全全体员工的的大力协作作下，针对对刀盘结泥泥饼的因素素，在原先先的基础上上对管路及及设备进行行了改造，，大大减少少了刀盘结泥泥饼的次数数，实现了了预定目标标。十一、效果果检验左线从端头头到5#联络通道长长549m，地层主要要以砂层为为主。砂层层占到了51%，但<4-1>、<5-2>及<6>三种地层加加起来也达达到38.6%，这三种地地层都较为为容易结泥泥，通过小小组活动，，饼刀盘结结泥饼问题题频数为3次，已明显显降低由原原来的40次/km降至现在5.5次/km（3次/549m），也促进进了次要因因素的解决决。效果1序号名称项目之前前问题次数活动后问题次数频率(%)A管路堵塞1700B土仓土体堆积1600C操作不当3133.3D泥浆性能200E设备故障1133.3F其它1133.3G合计403100结泥饼调查对比表效果1效果检验刀盘结泥饼饼次数的减减少，使停停机清理的的频率降低低，减少了了人力资源源的浪费，，提高了生生产效率。。盾构机又又稳又快的的通过有效效控制了地地面沉降，，为我司盾盾构掘进安安全快速打打下了坚实实的基础。。设备的改改造得到了了公司及社社会的认可可，有效解解决了长期期以来泥水水盾构机的的一大缺陷陷，取得了了良好的社社会效益。。效果2：社社会效益1、盾构机结结泥饼次数数的由原来来的40次/公里降低到到了5.5次/公里。活动动期间盾构构掘进为549m，发生结泥泥饼为3次。2、平均每次次停机清理理泥饼的时时间为40分钟。3、盾构机设设备每停机机一个