研制裝配式節(jié)點操作平臺的實踐

朱連榮 張章龍 王露穎

(中交第三航務(wù)工程局有限公司寧波分公司，浙江 寧波 315000)

1 工程概況

寧波-舟山港梅山港區(qū)6號至10號集裝箱碼頭工程位于梅山島東南側(cè)、青龍山西側(cè)、已建梅山一期工程東北側(cè)的深水岸線段。

本工程為新建5個專業(yè)化集裝箱泊位及相應(yīng)的配套工程，合同工期5年，工程造價約22億元。碼頭平臺總長2150m，寬59m，采用高樁梁板結(jié)構(gòu)，樁基上現(xiàn)澆樁帽，共有1120個樁帽，樁帽節(jié)點902個，現(xiàn)澆混凝土總方量約65621m3，混凝土均為C45高性能混凝土。

本工程新建引橋6座， 7～12號橋中心長分別為430.43m、436.65m、442.87m、449.10m、455.34m、461.54m，車道寬(含護(hù)輪坎)為22m，引橋走向與碼頭后沿線垂直，橋面標(biāo)高為7.52m，7號～10號引橋在靠近海堤的100.1m范圍內(nèi)橋面標(biāo)高降為6.52m，11～12號引橋在靠近海堤的50.55m范圍內(nèi)橋面標(biāo)高降為6.52m。引橋現(xiàn)澆面板厚度在100～160mm之間, 其上澆筑30mm厚的磨耗層，磨耗層下布置φ5的鋼筋網(wǎng)片。引橋現(xiàn)澆面層總面積約61986m2，混凝土方量約為9917m3。詳見圖1、圖2。

圖1 水工平面布置

圖2 碼頭結(jié)構(gòu)斷面 (單位：mm)

2 選擇課題

2.1 明確需求

近些年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，國內(nèi)深水港的建設(shè)需求也與日俱增。

而在碼頭建設(shè)過程中，由于其水上作業(yè)的特殊性，施工中時刻伴隨著安全風(fēng)險。隨著國家對安全生產(chǎn)的日益重視，為保障水上作業(yè)施工人員的安全，做到以人為本，堅持安全發(fā)展，貫徹安全第一、預(yù)防為主、綜合治理的方針，施工單位對適合碼頭施工的水上作業(yè)臨邊防護(hù)裝置的需求愈加迫切。

2.2 對比分析

在之前碼頭的節(jié)點施工過程中，作業(yè)人員直接在樁帽頂進(jìn)行節(jié)點鋼筋綁扎和模板安裝。樁帽頂端外伸筋密集，作業(yè)空間狹小，且沒有臨邊防護(hù)裝置，施工人員在作業(yè)過程中存在很大的安全隱患，見圖3。

圖3 作業(yè)人員進(jìn)行節(jié)點施工

梅山6～10號集裝箱碼頭工程作為一個立志打造品牌項目，承載了監(jiān)理、業(yè)主及相關(guān)上級監(jiān)管單位的殷切期待，安全標(biāo)準(zhǔn)化要求更是相比同類項目達(dá)到了一個全新的高度。

根據(jù)本工程節(jié)點施工工藝及實際施工條件，對危險源進(jìn)行辨識，見表1。

表1 危險源辨識

采用 LECD 法對以上危險源進(jìn)行分析和評估，其中危險度D=LEC，其中L為事故發(fā)生的可能性，E為人員暴露于危險環(huán)境中的頻繁程度，C為一旦發(fā)生事故可能造成的后果，危險性等級劃分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 危險性等級劃分標(biāo)準(zhǔn)

對危險因素的分析結(jié)果見表3。

表3 作業(yè)危險因素分析

根據(jù)表3中結(jié)果可知，人員臨邊臨水作業(yè)無防護(hù)風(fēng)險等級為3級，在危險性等級劃分標(biāo)準(zhǔn)表中屬于顯著危險，需要整改。

結(jié)合本工程現(xiàn)澆節(jié)點工程量大、型號多、施工操作面狹窄、工況條件復(fù)雜等不利條件分析，項目部急需研制一款設(shè)置定型化、裝配式、可循環(huán)利用的操作平臺，來加強(qiáng)節(jié)點施工的臨邊防護(hù)，確保水上作業(yè)人員施工安全。

2.3 查詢借鑒

為借鑒行業(yè)內(nèi)裝配式操作平臺的結(jié)構(gòu)，小組在中國知網(wǎng)對相關(guān)資料進(jìn)行了查詢。查詢結(jié)果顯示尚無有關(guān)裝配式節(jié)點操作平臺的相關(guān)文獻(xiàn)，裝配式節(jié)點操作平臺研究具有一定的新穎性。

小組成員對相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析，結(jié)合項目部實際施工需要，本著“結(jié)構(gòu)輕便、安拆簡便、可多次周轉(zhuǎn)”的原則，決定研制一款定型化、裝配式、可循環(huán)利用的節(jié)點操作平臺。

2.4 課題名稱確定

通過以上活動，小組確定本課題名稱為：研制裝配式節(jié)點操作平臺。

3 設(shè)定目標(biāo)及目標(biāo)可行性分析

3.1 設(shè)定目標(biāo)

為進(jìn)一步提升本工程施工質(zhì)量安全管理水準(zhǔn)，結(jié)合本工程碼頭特點，對碼頭節(jié)點操作平臺進(jìn)行設(shè)計。本課題研究的裝配式節(jié)點操作平臺，定量目標(biāo)為操作平臺的循環(huán)利用達(dá)到5次以上。

3.2 目標(biāo)可行性論證

借鑒所查文獻(xiàn)，均列舉了各自工程中成功應(yīng)用的可移動、裝配式操作平臺，證明此類操作平臺制作工藝成熟，可以進(jìn)行借鑒。從借鑒文獻(xiàn)的原理推演，這個操作平臺循環(huán)利用達(dá)到6次以上，通過原理推演、借鑒，可以實現(xiàn)課題目標(biāo)。

而本小組成員完全有能力完成這項課題。本工程合同價為22.06億元，1.5%的安措費用為本課題開展的資金保障。

因此，本課題目標(biāo)可行。

4 提出方案并確定最佳方案

4.1 提出總體方案

小組成員按照現(xiàn)場實際情況，結(jié)合其他工程的操作平臺結(jié)構(gòu)，討論后提出研制易拆卸易重復(fù)使用的裝配式節(jié)點操作平臺的方案。該方案本著“結(jié)構(gòu)輕便、安拆簡便、可多次周轉(zhuǎn)”的原則，從結(jié)構(gòu)設(shè)計、制作要求、調(diào)試及優(yōu)化入手，最終體現(xiàn)了“輕型化、裝配化、可復(fù)制、可推廣”的創(chuàng)新點。

4.2 展開分析

運(yùn)用系統(tǒng)圖將總體方案展開分析，見圖4、圖5。

圖4 制裝配式節(jié)點操作平臺分析

4.3 方案分析

項目部在經(jīng)過對方案可操作性討論后，最終確定了兩種方案，并針對兩種方案分別設(shè)計圖紙，委托相關(guān)廠家根據(jù)圖紙加工了2件樣品。小組成員對樣品進(jìn)行測量，然后對兩個操作平臺進(jìn)行安裝。試用后統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表4。

表4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

圖5 總體方案流程圖

根據(jù)小組成員對數(shù)據(jù)的分析及現(xiàn)場實際試用后反饋情況，得出兩種方案的優(yōu)缺點，見表5。

4.4 成本分析

根據(jù)投入計劃，本工程剩余工期2年，共投入1.5分段的碼頭節(jié)點操作平臺，共45個節(jié)點。

a.方案一投入成本：

節(jié)點操作平臺制作費用202×4×45×10=363600元；

表5 優(yōu)缺點統(tǒng)計表

安裝配75t履帶吊的多功能船費用(包括租賃費和燃料費)為20萬/每月，共計費用20×12×2=480萬元；

總投入成本363600+4800000=5163600元。

b.方案二投入成本：

節(jié)點操作平臺制作費用75.07×8×45×10=270252元；

選用人工安裝，每年費用為50萬元，總費用為2×50=100萬元；

總投入成本270252+1000000=1270252元。

4.5 方案確定

項目部通過對比兩個方案的成本、制作難度、使用便捷性等因素，最終經(jīng)過小組成員討論，確定方案二為最優(yōu)方案，可達(dá)到課題目標(biāo)。

5 制定對策

根據(jù)方案對比分析，制定對策表，見表6。

表6 對 策 表

6 對策實施

6.1 實施對策一

a.通過查看本工程現(xiàn)澆節(jié)點的構(gòu)造圖，統(tǒng)計碼頭節(jié)點的型號和尺寸，收集施工作業(yè)人員需求，確定節(jié)點操作平臺的尺寸，見表7。

表7 現(xiàn)澆樁帽節(jié)點尺寸一覽表

b.借鑒文獻(xiàn)中提及的操作平臺構(gòu)造，確定節(jié)點操作平臺的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)。

c.綜合統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，最后在CAD軟件中畫出節(jié)點操作平臺的制作圖紙，見圖6、圖7。

圖6 節(jié)點操作平臺CAD圖紙 (單位：mm)

圖7 節(jié)點操作平臺3D視圖

6.2 實施對策二

委托有豐富制作平臺經(jīng)驗的廠家，按照項目部提供的制作圖紙進(jìn)行加工制作。

6.3 實施對策三

組員對照制作圖紙對運(yùn)輸至施工現(xiàn)場的節(jié)點操作平臺進(jìn)行檢查驗收，驗收合格后進(jìn)行安裝和使用，安排組員定期對節(jié)點操作平臺使用人員進(jìn)行意見收集，歸納整理后進(jìn)行小組討論，優(yōu)化操作平臺結(jié)構(gòu)，見圖8。

圖8 小組成員對節(jié)點操作平臺進(jìn)行驗收

7 效果檢查

本工程投入新型節(jié)點操作平臺后，有效改善了作業(yè)人員的施工環(huán)境，降低了施工中的安全風(fēng)險，基本滿足了梅山港區(qū)6～10號泊位集裝箱碼頭工程的安全標(biāo)準(zhǔn)化要求，得到了作業(yè)人員、監(jiān)理、業(yè)主及上級主管部門的一致好評。

對實施結(jié)果進(jìn)行檢查，投入新型節(jié)點操作平臺后，周轉(zhuǎn)達(dá)到8次，超過課題目標(biāo)，取得較好效果，見圖9。

圖9 現(xiàn)場安裝完成后的節(jié)點操作平臺

8 標(biāo)準(zhǔn)化

8.1 成果推廣評價

通過QC小組活動，本創(chuàng)新成果有效降低了作業(yè)人員水上作業(yè)的安全風(fēng)險，創(chuàng)造了一定的社會效益，且由于節(jié)點操作平臺擁有定型化、裝配式、可循環(huán)利用的特點，對今后碼頭施工安全防護(hù)裝置配備具有一定的指導(dǎo)和推廣作用。

8.2 標(biāo)準(zhǔn)化形成

2019年9月，小組成員根據(jù)裝配式節(jié)點操作平臺和現(xiàn)場其他臨邊防護(hù)設(shè)施，編寫了《品質(zhì)工程創(chuàng)建施工現(xiàn)場安全防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)手冊》。

9 總結(jié)和下一步打算

9.1 專業(yè)技術(shù)總結(jié)

本次QC活動中，小組成員在研制平臺的過程中，不但完成了相關(guān)圖紙和作業(yè)指導(dǎo)書的編制，同時還掌握了系統(tǒng)分析的方法，節(jié)點操作平臺擁有定型化、裝配式、可循環(huán)利用的特點。

9.2 管理方法總結(jié)

小組活動嚴(yán)格按照PDCA程序進(jìn)行，過程中思路清晰，環(huán)環(huán)相扣，有較為嚴(yán)密的邏輯性，堅持以事實為依據(jù)，用數(shù)據(jù)說話，成果內(nèi)容充實，圖文并茂，QC知識和方法的運(yùn)用能力都得到大幅度提升。

9.3 小組成員綜合素質(zhì)總結(jié)

本次QC小組活動，促進(jìn)了項目部管理、技術(shù)水平的提高，加強(qiáng)了項目部人員之間的溝通配合，提高了團(tuán)隊精神、質(zhì)量意識、問題解決能力，小組成員綜合素質(zhì)得到了一定的提升。