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1、,提高防水板一次焊接合格率,发表人：白 柱,中铁一局集团第五工程有限公司彩云之南QC小组,二一三年二月,目 录,一、工程概况二、小组简介三、选题理由四、现场调查五、设定目标六、原因分析,七、要因确定八、制定对策九、对策实施十、效果检查十一、成果巩固十二、自我评价,一、工程概况,中铁一局集团第五工程有限责任公司独立承建的云桂铁路石林隧道，全长18208m，是全线最长隧道、全国最长单洞双线隧道、世界最长采用钻爆法施工的岩溶隧道，为级风险隧道。石林隧道设置“一平导+两斜井”的辅助坑道模式，合同工期56个月。石林隧道处于云贵高原面，地表水以大气降水为主，地下水以岩溶水为主，岩溶发育，含水充沛。石林隧道
2、为岩溶隧道，防排水施工是二衬质量的保证，防水板施工是保证隧道防排水的关键。石林隧道共施工防水板约50万，提高隧道防水板焊接质量势在必行。,二、QC小组简介,中铁一局集团第五工程有限公司彩云之南QC小组成立于2019年5月25日，小组成员由项目经理、总工、生产技术骨干及工人组成，共计9人，平均年龄30岁，并均受过QC知识的教育和培训，并经公司登记注册(注册号为：ZTYJ-W-201906)。小组概况详见下表。,QC小组简介,制表：陶赞旭 制表时间：2019年6月7日,三、选题理由,日常报检过程中经常发现防水板漏焊、焊穿、焊焦等现象较为严重，影响了隧道施工质量、施工进度，我QC小组通过现场调查，防
3、水板热熔焊接质量较差，远远不能满足规范要求。如何提高防水板焊接质量，控制施工质量，加快施工进度。针对此问题，QC小组确定了活动课题“提高防水板一次焊接合格率”。,因此我们QC小组选择了“提高防水板一次焊接合格率”为课题进行活动。,制图：白柱 时间：2019年6月10日,四、现场调查,我QC小组对石林隧道进口架子队2019年6、7、8三个月防水板焊接质量进行现场检查取证，每个月抽查防水板10组，共计120m，焊点3600个，存在漏焊、焊焦、焊穿有143个，平均合格率为96.3。,制表：张党平 制表时间：2019年9月1日,防水板焊点现场调查表,制表：雪宜宾 时间：2019年9月2日,经过三个月的
4、现场调查，我QC小组在组长李秀君的带领下于对影响防水板焊接合格率的因素进行分析讨论，具体数据效果分析如下：,影响因素排列图,制表：雪宜宾 时间：2019年9月5日,从排列图可以明显看出“焊接工艺”是造成防水板焊接合格率较低的症结所在。该项因素占总因素的85.55%，如果能够解决该问题，则防水板焊接合格率将会明显升高，由此找到了解决问题的着手点。,五、设定目标,本次活动的目标：隧道防水板焊接合格率提高至99%。,目前合格率,目标值,制图：白柱 时间：2019年9月10日,目标可行性论证,结论：由以上分析可知，造成防水板焊接质量不合格的主要因素为防水板焊接工艺。解决了这一因素，那么防水板焊接合格率
5、就能提高至99%。虽然这一课题具有较大的施工难度，但是通过施工工艺改进、科学管理、严格要求，解决施工难度、实现小组目标是可行的，能够达到预期的要求。,制图：雪宜宾 制图时间：2019年9月13日,六、原因分析,七、要因确认,制表：陶赞旭 制表时间：2019年9月13日,要因确认计划表,石林隧道工序精细化施工贯穿全隧始终，特别是防排水施工是隧道二衬质量的保证。为保证隧道防水板焊接质量，小组邀请专家对技术人员、作业人员进行系统培训。2019年9月14日我QC小组成员张党平、陶赞旭对作业人员、技术人员进行防水板焊接技术考核。,原因一：操作培训不足,考核情况统计表,制表：张党平 制表时间：2019年9
6、月15日,结论：,操作培训不足非要因。,经过考核、验证：技术人员无论基础知识掌握还是操作要点技术合格率均为100，满足现场技术指导需要；作业人员基础知识合格率87.585，操作要点技术合格率100，满足现场作业要求。,原因一：操作培训不足,原因二:技术交底不到位,2019年9月，小组成员陶赞旭、白柱对班组作业人员和技术人员举行定期和不定期技术交底，进行现场跟班指导，并对架子队防水板施工作业人员技术交底和现场操作情况进行摸底考试。,技术交底现场,原因二:技术交底不到位,结论：技术交底不到位非要因。,考核统计表,制表：陶赞旭 制表时间：2019年9月18日,考核结果显示，技术交底均交至作业班组，且
7、能熟练操作。,原因三：电热压焊器与测温仪不配套,小组成员周绍兵、雪宜宾在进行跟班作业、与作业人员现场沟通，调查发现作业人员在进行防水板热熔焊接作业时，借助测温仪控制温度虽能减少焊焦、焊穿现象，但会延长作业时间；不进行温度控制，凭经验进行操作，焊焦、焊穿现象较多，报验难以通过。调查情况见下表,现场作业调查情况统计表,制表：陶赞旭 制表时间：2019年9月27日,电热压焊器与测温仪不配套要因。,原因四：垫片与防水板均为白色,2019年9月18日，QC小组成员张党平、殷利斌进行跟班作业，现场盯控。,垫片与防水板均为白色非要因。,盯控情况对比表,经调查、分析，造成漏焊的原因是作业人员在进行焊接时，因责
8、任心不够造成的，而非垫片与防水板同色造成。,原因五：垫片熔点高于防水板熔点,为了进一步确定防水板出现焊焦、焊穿现象，2019年9月17日，小组成员周绍兵、罗明军对石林隧道采用的热熔垫片和防水板的熔点进行了试验测定，试验结果如下：,垫片与防水板熔点试验统计表,制表：周绍兵 制表时间：2019年9月25日,垫片熔点高于防水板熔点要因。,结论：,上表分析可见，防水板焊焦、焊穿是垫片熔点高于防水板熔点造成的。,原因六：作业台架设计不合理,2019年9月8日，小组成员张党平、雪宜宾通过对石林隧道进口、一号斜井、二号斜井和出口架子队防水板挂设台架进行实地考察，与作业人员进行沟通，能够接受作业台架设计。借鉴
9、兄弟单位经验，采用机械臂辅助挂设防水板。,结论：,作业台架设计不合理非要因。,机械臂,经现场调查发现，通过机械臂辅助挂设防水板，降低了作业人员劳动强度，提高了防水板铺设速度。,原因七：洞内通风不足,规范要求作业面风速0.15m/sV(风速)6m/s。2019年9月17号，小组成员张党平、殷利斌对洞内作业面通风情况进行检查，见下表。,洞内通风效果,结论：洞内通风不足非要因。,AR826风速测试仪,作业面风速检查情况统计表,制表：殷利斌 制表时间：2019年9月18日,原因八：焊接时间过长,2019年9月15日，由小组组长李秀君、副组长张党平、组员白柱、杨跃红、殷利斌组织测量，对热熔焊接时间进行测
10、量验证。施工工艺要求，防水板采用热熔焊接，压焊每块热熔垫片需35分钟，压焊器热熔头适宜温度在300400之间。通过现场实际考察、验证。结果如下表：,结论：焊接时间过长要因。,每块热熔垫片焊接时间统计表,制表：张党平 日期：2019年10月1日,电热压焊器与测温仪不配套 垫片熔点高于防水板熔点 焊接时间过长,通过以上分析，最终确定的要因是：,八、制定对策,制表：雪宜宾 制表时间：2019年10月5日,对策实施安排计划表,九、对策实施,实施时间：2019-10-52019-10-25负 责 人：李秀君 张党平 杨跃红措 施：1.研制超声波焊接枪头,实施一 采用超声波新型焊接工艺,为确保防水板焊接合
11、格率达到100%，经小组成员进行讨论分析，取代传统的电热压焊器枪头，同时借鉴土工格栅生产工艺，研制新的焊接枪头超声波焊接枪头。超声波焊接枪头的选择方式有租赁、自行研制、购买三种方式，其中：租赁，根据小组成员在租赁市场上调查，基本没有此设备租赁；自行研制，设备的材料成本不是很高，制造焊机的材料市场上容易购买到，还能够激发我单位专业技术人员的创新能力；购买，超声波焊接枪头市场上较少，购买费用较高，不经济。,召开小组会议,超声波焊接枪头选择分析、评价表,对三种选择方式分别从可行性、经济性、有效性三个方面进行分析、评价，QC小组成员一致认为，自行研制焊接枪头最可取。,超声波焊接枪头成品图,实施一 采用
12、超声波新型焊接工艺,A,B,C,D,（1）超声波焊接原理 超声波焊接机由发生器产生20kHz35kHz的高压、高频信号，通过换能系统，把信号转换为高频机械振动，通过焊接枪头加于两个靠近的塑料工件上，通过工件表面及内在分子间的磨擦而使接触面局部温度升高，当温度达到工件本身熔点时，工件接口迅速熔化并填充于接口间的空隙，随接触时间延长，接触面熔化深度加大。当接触震动停止时，工件同时在一定的压力下冷却定形，便达成完美的超声波焊接。,超声波焊枪,超声波发生器,实施一 采用超声波新型焊接工艺,实施时间：2019-10-52019-10-25负 责 人：李秀君 张党平 杨跃红措 施：2.超声波焊接技术,实施
13、一 采用超声波新型焊接工艺,（2）超声波焊接要点1）超声波焊接机调试接通电源：电源为220V、50Hz单项电源。接通后检查工作指示灯是否发亮，如果不亮，检查保险管。仪器调试：电源接通后，按面板上的“测试”红色按钮。以点动为准，按下后立即松开。同时观察表盘电流表，电流在“0.51”A之间为正常。反之则要调试频率螺杆。左右微调，一边调试，一边按“测试”按钮。直到换能器空载电流为“0.51”A为准。如果不能调试到“0.51”A之间，则要检查模具是否破损或断裂。如有破损或断裂，及时更换。,超声波焊接技术交底现场,2）超声波焊接机压焊墙部压焊：一手持超声波焊接机，一手顶压防水板，超声波焊接机与压过的防水
14、板面保持垂直，再用力压紧并按下开关，熔化防水板后，在端头压入防水板约0.5mm时，即可停止焊接，单点焊接持续时间约3秒。施作时，必须将防水板与垫片压密贴，如果防水板与垫片之间没压密贴，将严重影响焊接质量。拱部压焊：在进行拱部焊接前，先用临时钢筋支撑把防水板撑至喷射混凝土面，再按照墙部压焊的方法进行焊接。焊点数量：边墙部位每个垫片的焊3个点；拱部每个垫片焊4个点，且宜均匀布置于垫片上，以保证焊接牢固。,实施一 采用超声波新型焊接工艺,现场防水板超声波焊接,实施效果,2019年10月25日2019年11月7日，小组成员由组长带队，对石林隧道进口5组防水板超声波焊接质量进行检查验收，如下表。,现场检
15、查验收对比统计表,制表：雪宜宾 时间：2019年11月8日,通过对比分析，防水板采用超声波焊接技术，施工质量和施工效率都得到了提高。,实施二 采用与防水板同材质易识别的红色垫片,为满足防水板焊接规范要求，杜绝焊穿现象，QC小组成员在副组长张党平的带领下，由试验室牵头，物资部和工程部配合对垫片熔点进行反复试验，确定了能够满足焊接需求的垫片。,实施时间：2019-10-202019-10-28 负 责 人：周绍兵、雪宜宾措 施：1.通过试验确定防水板材质，与厂家联系定制专业垫片。,与防水板同材质垫片,制表：雪宜宾 时间：2019年10月25日,垫片选定情况表,实施二 采用与防水板同材质易识别的红色
16、垫片,实施时间：2019-10-202019-10-28 负 责 人：周绍兵、雪宜宾措 施：2.与作业人员沟通，研究便于识别的垫片。,小组成员雪宜宾通过跟班作业发现作业人员为提高焊接速度，便于识别，在固定垫片时使用喷漆将垫片涂红。借鉴此经验，小组成员积极与厂家联系，定制同材质的红色垫片。,新型热熔垫片,防水板铺设效果,实施效果,2019年10月29日，副组长张党平带领QC小组成员对石林隧道进口、一号斜井、二号斜井和出口架子队防水板焊接质量进行检查验收，并与现场作业人员进行现场交流，防水板采用超声波焊接技术，选用与防水板同材质易识别的红色垫片，大大提升了防水板焊接质量，缩短了作业循环时间。,防水
17、板焊接质量验收统计表,制表：白柱 制表时间：2019年10月31日,实施三 配置时控器,为精确控制超声波焊接时间，保证焊接质量。QC小组召开会议，积极探讨研究，借鉴定时设备装置，提出了通过时控器来精确控制焊接时间，焊接时达到预定时间，自动断电。经过反复试验，为方便操作，最终确定将时控器配置在超声波发生器上。,实施时间：2019-10-282019-11-7负 责 人：张党平、白柱、杨跃红措 施：在超声波发生器上配置时控器。,时控器,制表：白柱 制表时间：2019年11月5日,十、效果检查,通过我们QC小组全体成员的努力,达到了所确定的目标。2019年12月3日6日小组组长李秀君的带领下，小组成
18、员全部参与对施工的石林隧道DK652+850+862、DK657+398+410、DK658+275+287、DK668+963+975段防水板焊接质量进行了检查，统计结果详见下表，防水板焊接无焊焦、焊穿和漏焊现象，焊接合格率达到了100%，满足了防水板焊接规范要求，也为隧道防水板施工质量奠定了基础。,效果一 质量效益,石林隧道防水板焊接质量验收统计表,效果二 经济效益,（1）效率和成本对比,电热压力焊和超声波焊接施工效率对比表,电热压力焊和超声波焊接成本分析对比表,结论：,通过对比分析可发现，超声波焊接每板二衬在完成焊接相近时间前提下，投入设备台数仅为前者的1/3，且焊接质量大大提高；采用超
19、声波焊接每组防水板焊接节约时间78h。施工质量和施工效率都得到质的提高。超声波焊接一次投入大，因设备使用寿命长（按每月10板二衬计算，枪头寿命16.3个月，焊枪寿命49个月），分摊成本仅为电热压力焊焊枪成本的7.5%，经济效益明显。,效果二 经济效益,效果三 技术效益 通过这次活动使我们积累了不少经验，总结出防水板超声波焊接技术，研制的超声波焊机枪头已经申请了专利，并已成功受理，为以后类似隧道防水板施工中奠定了坚实的基础。,效果四 社会效益 石林隧道规范的精细化施工，良好的施工质量，得到了云桂公司及监理、其他施工单位的共同认可。2019年11月以来，云桂公司组织云桂线、沪昆线监理、施工单位等多
20、次在我单位进行现场观摩。为企业创造了良好的效益。原铁道部副部长卢春房视察云桂铁路石林隧道，防水板超声波焊接得到了认可。2019年12月，中铁一局集团管理提升活动精细化管理暨隧道工艺工法标准推进会在石林隧道召开，重点关注了防水板超声波焊接。,效果四社会效益,原铁道部副部长卢春房视察石林隧道,观摩会,超声波焊接现场演示,十一、成果巩固,为了使活动成果能有效保持，本小组针对各项对策实施后的效果，制定下列巩固措施：1.根据QC小组活动成果，我们编制了防水板超声波焊接总监首件负责制施工工艺成果，超声波焊接技术在云桂、沪昆两线得到了推广。研制的超声波焊接枪头获国家专利，专利号：ZL 2019 2 0083
21、404.8。,总监首件负责制 石林隧道施工新工艺 超声波焊枪枪头专利,2.防水板超声波焊接技术在全线推广后，得到了兄弟单位的好评。认为防水板采用超声波焊接技术，缩短了工序循环时间，保证了防水板焊接质量。,十一、巩固措施,十二、自我评价,1、专业技术：经过QC小组成员的共同努力，我们成功的解决了隧道防水板焊接质量问题，能够成功将新工艺、新标准、新设备运用到实践中，使我们的石林隧道精细化施工水平又上一个新的台阶。2、管理方面：通过隧道防水板的施工，使我们现场作业人员施工更加规范化、标准化。3、综合方面：经过小组成员近六个多月的不懈努力，采用超声波焊接技术，隧道防水板焊接得到了明显提高。我QC小组从
22、中又一次得到了锻炼，大家在这次活动中，不仅增强了攻克难关的自信心，提高了解决问题的能力，而且还加强了集体的团队协作精神。,十二、自我评价,制 图：殷利斌 制图时间：2019年12月15日,综合素质自我评价表,制 表：殷利斌制表时间：2019年12月15日,十三、下一步打算,2019年是石林隧道收官之年，如何巩固石林隧道在标准化施工方面的领先地位，是摆在我们QC小组成员面前的问题。石林隧道为特长岩溶隧道，施工重难点之多，我们小组将严格遵循QC活动PDCA循环规律、合理的运用QC知识、找准问题的关键，解决施工难题，使QC小组活动服务于生产，为项目生产创造更大的经济效益。,发表完毕谢谢大家,46,谢谢！,
