隧道智能可行走式衬砌养护台车应用
隧道智能可行走式衬砌养护台车应用 勇于跨越 追求卓越中铁隧道局集团路桥工程有限公司CONTENTS工程概况1QC小组简介2选择课题3设定目标及目标可行性论证4制定对策6对策实施7效果检查8标准化9总结和下一步打算10提出方案并确定最佳方案5 工程概况0101太原西北二环高速ZH03标位于太原市清徐县及古交市境内，其中太徐隧道长8.796km，隧道主体采用复合式衬砌结构，隧道拱墙衬砌混凝土有：需同时养护段落长、养护时间长等特点，混凝土养护时广泛采用传统“洒水养护”方式。工程概况勇于跨越 追求卓越工程概况中铁隧道局集团路桥工程有限公司制图人：审核人：日期：2022年7月1日QC小组简介0202QC小组简介小组情况勇于跨越 追求卓越小组名称勇于创新QC小组成立日期2022.7.1QC小组活动课题类型创新型活动频率活动次数：36次出勤率100%活动时间2022.7.82022.12.30QC教育时间人均约48小时以上序号姓名性别年龄组内职务组内分工1男36组长总策划、制定方案2男42组员技术指导3男34组员实施组织协调4男36组员现场配合实施5男37组员现场配合实施6男30组员现场配合实施7女37组员效果检查8男31组员效果检查 制表人：审核人：日期：2022.7.10小组概况表中铁隧道局集团路桥工程有限公司QC小组简介QC活动计划表勇于跨越 追求卓越小组进度计划表活动项目活动时间（2022年7月8日-2022年12月30日）7月8月9月10月11月12月选择课题设定目标及目标可行性论证提出方案并确定最佳方案制定对策对策实施效果检查达到目标标准化总结和下一步打算进度计划 制表人：审核人：日期：2022.7.10中铁隧道局集团路桥工程有限公司选择课题0303选择课题勇于跨越 追求卓越n问题的提出 太徐隧道工程为双洞双车道高速公路工程，我项目承担施工任务长度为11.776km，按照12m/组长度进行养护施工共计需要养护981组，单组养护时间不低于7d，养护工程量较大，传统养护方式洒水养护或采用雾炮机扫面养护存在单次养护耗时较长，对施工人员依赖性大，养护工序费时费力等缺点，易造成养护次数及覆盖面积不到位。中铁隧道局集团路桥工程有限公司制图人：审核人：日期：2022年7月10日选择课题勇于跨越 追求卓越n 传统分析1、高压水洒水养护、高压水洒水养护高压水洒水单次养护平均覆盖面积为覆盖面积为65.6%，未全面覆盖；单次养护平均用时平均用时21.8分钟分钟，耗时较长；养护时平均平均用水量用水量2.5m，用水量较大造成水资源浪费，养护时多余用水顺拱墙壁流至路面对洞内文明施工造成影响；养护效果受人为因素影响较大，不满足现场施工养护需要。2、雾炮洒水养护、雾炮洒水养护采用雾炮机进行扫面养护时雾炮机固定于台架上，养护段落较短，如需要长段落养护时则需对台架进行移动；雾炮养护平均覆盖面积为平均覆盖面积为81.4%；单次养护平均用时平均用时30.6分分钟钟，耗时较长；雾炮养护需人员全程跟踪移动台架控制雾炮，对人员依赖性较大；不满足现场施工养护需要。根据上述施工概况描述，亟需一种新型智能衬砌养护装置来提供隧道衬砌砼养护施工便利，保证混凝土的养护质量。020103洒水养护：耗时长用水量大覆盖面积低影响文明施工提出创新必要性雾炮养护：耗时长人员依耐性强需机械配合中铁隧道局集团路桥工程有限公司选择课题勇于跨越 追求卓越n查新情况序号查询网站检索结果是否相关1否2是3否中铁隧道局集团路桥工程有限公司制表人：审核人：日期：2022年8月20日小组成员通过各大专利、成果网站对“智能行走式养护台车”查询发现，没有一种隧道养护台车满足我们的需要。通过搜索引擎查询，发现个别照片，为我们研制隧道智能可行走式衬砌养护台车提供了思路。选定突破方向及突破点对比分析传统养护方式进一步提出实现目标01选择课题QC课题:隧道智能可行走式衬砌养护台车的研制0203勇于跨越 追求卓越课题分析中铁隧道局集团路桥工程有限公司设定目标及目标可行性论证0404设定目标-目标可行性论证勇于跨越 追求卓越1、目标：研制一种隧道智能可行走式衬砌养护台车，使衬砌混凝土（48m长度）单次养护时间缩短至10分钟内。2、目标可行性论证我们从网络查新中发现，只要养护时养护设备同时喷洒的面积足够大，养护作业时间就能够大大减少。本QC小组成员有安全管理人员、设备管理人员、物资材料管理人员，具有较强的创新能力，具备分析解决问题的能力，在之前有过多项创新成果的设计及实施经验，能力熟练掌握小组活动程序，较好的完成课题。公司为鼓励创新，对本次活动给予大力支持，为小组开展隧道智能可行走式衬砌养护台车的研发提供了专项启动资金支持和辅助人员。且在施工前已与有施工经验的专业分包队伍进行了对接及学习，针对技术方案对现场技术人员及操作人员进行了培训，具备施工理论及实际操作前提。传统的洒水养护及雾炮养护存在费工耗时、效率低下、养护不全面等问题。若研制一种隧道智能可行走式衬砌养护台车，实现可智能移动，养护全面覆盖，单次养护（48m长度）时间就能控制在10分钟内。综上所述，我们认为目标是可以实现的。中铁隧道局集团路桥工程有限公司提出方案并确定最佳方案0505提出方案并确定最佳方案勇于跨越 追求卓越1、针对目标提出方案 QC小组全体成员围绕小组目标，讨论分析课题可行性方案，讨论隧道智能可行走式衬砌养护台车的各种思路，利用图文对比对各讨论方案进行了综合归纳，如下图：A台车滑轨式智能养护台车B台架滑轨式智能养护台车C智能可行走式衬砌养护台车方案一方案二方案三隧道智能可行走式衬砌养护台车的研制中铁隧道局集团路桥工程有限公司制图人：审核人：日期：2022年8月20日提出方案并确定最佳方案勇于跨越 追求卓越方案简述：方案一（台车滑轨式智能养护台车）采用在衬砌台车尾端焊接5条滑轨，养护水管按照隧道断面进行加工并安装喷头，下部设置专用进水口及遥控装置，利用卷扬机控制养护水管在滑轨来回移动进行养护。方案一结构示意图如下：中铁隧道局集团路桥工程有限公司制图人：审核人：日期：2022年8月22日提出方案并确定最佳方案勇于跨越 追求卓越方案简述：方案二（台架滑轨式智能养护台车）采用在衬砌修补台架上焊接5条滑轨，两端各伸出5m，养护水管按照隧道断面进行加工并安装喷头，下部设置专用进水口及遥控装置，利用卷扬机控制养护水管在滑轨来回移动进行养护。方案二结构示意图如下：中铁隧道局集团路桥工程有限公司制图人：审核人：日期：2022年8月22日提出方案并确定最佳方案勇于跨越 追求卓越方案简述：方案三（智能可行走式养护台车）采用在修补台架上安装3环固定的养护水管，台架中部设置养护水箱，下部设置智能行走系统，自动行走养护系统安装时间控制器，可设定养护起止时间。方案三结构示意图如下：中铁隧道局集团路桥工程有限公司制图人：审核人：日期：2022年8月22日提出方案并确定最佳方案勇于跨越 追求卓越方案分析表针对上述三种方案，小组从优缺点进行分析对比。方案经济性实用性可推广性方案一成本较低，费用约6000元。自动化控制程度较低，养护段落长度受限，实用性一般。设备制作工艺标准较为简单，加工生产成本较低，养护段落长度短，不满足现场养护施工要求，不易推广。方案二成本交底，费用约10000元。长段落养护时需要机械对台架进行移动，操控较为复杂，实用性较低。对机械和人员依赖度较大，实用性低不易推广。方案三成本适中，费用约19000元。可智能行走，满足现场长段落养护，操控较为简单，实用性高。制作工艺简单，生产成本适中，基于衬砌修补台架改装，操控简单，满足现场养护要求，实用性好，易于推广。方案对比分析表中铁隧道局集团路桥工程有限公司制表人：审核人：日期：2022.8.25提出方案并确定最佳方案勇于跨越 追求卓越确定最佳方案针对上述三种方案，小组分别从经济性、实用性及可推广性等方面进行分析对比，经过小组讨论评选，选用第三种方案。中铁隧道局集团路桥工程有限公司制图人：审核人：日期：2022年8月22日提出方案并确定最佳方案勇于跨越 追求卓越隧道智能可行走式衬砌养护台车的组成及材料比选小组成员根据确定的隧道智能可行走式衬砌养护台车的研制方案，展开了讨论，通过对预测结果的归纳总结，对方案进行了分解，绘制了如下系统图：中铁隧道局集团路桥工程有限公司提出方案并确定最佳方案勇于跨越 追求卓越隧道智能可行走式衬砌养护台车的组成及材料比选中铁隧道局集团路桥工程有限公司制表人：审核人：日期：2022年8月27日提出方案并确定最佳方案勇于跨越 追求卓越材料选择-制作架体骨架的选择序号方案照片具体做法142mm钢管切割机切割，焊接24cm*6cm方钢切割机切割，焊接325mm钢筋切割机切割，焊接中铁隧道局集团路桥工程有限公司制表人：审核人：日期：2022年8月30日提出方案并确定最佳方案勇于跨越 追求卓越材料选择-行走轮的选择序号方案照片具体做法1铁质轮与台架连接2橡胶轮胎与台架连接3圆钢轨道轮与台架连接中铁隧道局集团路桥工程有限公司制表人：审核人：日期：2022年8月30日提出方案并确定最佳方案勇于跨越 追求卓越材料选择-养护水管的选择序号方案照片具体做法1PVC塑料管按照隧道断面加工裁切与养护主架固定2镀锌钢管按照隧道断面加工裁切与养护主架固定3PPR塑料管按照隧道断面加工裁切与养护主架固定中铁隧道局集团路桥工程有限公司制表人：审核人：日期：2022年8月30日提出方案并确定最佳方案勇于跨越 追求卓越材料选择-雾化喷头的选择序号方案照片具体做法1定向雾化喷头与养护水管连接2万向调节喷头与养护水管连接3旋转喷头与养护水管连接中铁隧道局集团路桥工程有限公司制表人：审核人：日期：2022年8月30日提出方案并确定最佳方案勇于跨越 追求卓越材料选择-确定最佳材料序号架体方案可操作性适用性经济性方案选择1无缝钢管切割机加工，操作简单坚固耐用、抗腐蚀性强，易加工成弧形20.9元/m，可利用超前小导管加工余料，无需另行购买选用2方管钢切割机加工，操作简单抗拉强度和屈服强度较高，不易加工成弧形25.5元/m，需另行购置增加成本不选用3螺纹钢切割机加工，操作简单抗拉强度高，耐腐蚀性一般，易加工成弧形，易变形16.6元/m，需另行购置增加成本不选用材料比对表中铁隧道局集团路桥工程有限公司序号 行走轮方案承重性适用性经济性方案选择1铁质轮单轮承重1.2t硬度较高，脆性较大，欠缺柔性75元/个不选用2橡胶定向轮胎单轮承重1.0t耐磨性好，行走稳定，无轨道限制500元/个选用3圆钢轨道轮单轮承重2t硬度较高，欠缺柔性，需配置专用轨道225元/个不选用制表人：审核人：日期：2022年9月3日提出方案并确定最佳方案勇于跨越 追求卓越材料选择-确定最佳材料序号水管方案耐久性适用性经济性方案选择1PVC塑料管耐久性差柔性较大，耐久性差，PVC塑料管易损坏4.9元/m不选用2镀锌钢管耐久性好硬度较大不宜加工，坚固耐用、抗腐蚀性强，不易损坏12.8元/m不选用3PPR塑料管耐久性好柔性式中，易于固定，抗腐蚀性强，不易损坏3.3元/m选用材料比对表中铁隧道局集团路桥工程有限公司序号喷头方案雾化性适用性经济性方案选择1定向雾化喷头雾化效果好安装固定较简单，喷头无法调整，养护面积无法全覆盖7元/个不选用2万向调节喷头雾化效果好安装固定较简单，喷头可万向调整，可使养护面积全覆盖13元/个选用3旋转喷头雾化效果差安装固定较为复杂，用水量较大20元/个不选用制表人：审核人：日期：2022.9.3提出方案并确定最佳方案勇于跨越 追求卓越隧道智能可行走式衬砌养护台车材料的确定最佳方案系统图制图人：审核人：日期：2022.9.6中铁隧道局集团路桥工程有限公司制定对策0606制定对策勇于跨越 追求卓越 小组成员根据最终确定的方案，针对要达到的目标，制定了如下对策表。序号对策目标措施地点时间责任人1加工修改养护台车架体台车架体承重500kg1、按照设计详图修改台车架体；2、进行承重试验。施工现场2022.9.202采用无缝钢管制作养护系统主架结构支撑架体承重50kg，满足承
