QC降低宣漢500kV變電站高填方邊坡治理成本講義

土建結構科QC小組降低宣漢500kV變電站高填方邊坡治理成本

DecreasetheCostofHighEmbankmentSlopeTreatingforXuanhan500kVTransformerSubstation2016年04月西南電力設計院有限公司：降低宣漢500kV變電站高填方邊坡治理成本1小組名稱土建結構科QC小組課題類型攻關型課題名稱降低宣漢500kV變電站高填方邊坡治理造價成立日期2015.3注冊號201531活動次數(shù)12次人均受QC教育時間48小時出勤率100%序

號姓

名文化程度技術職稱組內(nèi)分工1鄭

中研究生助

工組長：組織活動、記錄，方案策劃、計算制圖、數(shù)據(jù)分析、資料整理、成果發(fā)布2甘子牛研究生助

工組員：專題研究、成果整理、成果發(fā)布3周光炳本

科高

工4蒲

濤本

科高

工5劉亞琦研究生高

工6羅一本

科高

工7侯克讓本

科教

高8黃佑驗本

科教

高顧問：建議指導、效果檢查9鄢明章本

科教

高小組介紹選題理由可行性分析目標設定要因確認原因分析制定對策對策實施效果檢查鞏固措施總結打算西南電力設計院有限公司：降低宣漢500kV變電站高填方邊坡治理成本22015年12月20日，深圳光明新區(qū)山體滑坡選題理由小組介紹可行性分析目標設定要因確認原因分析制定對策對策實施效果檢查鞏固措施總結打算邊坡安全西南電力設計院有限公司：降低宣漢500kV變電站高填方邊坡治理成本3選題理由小組介紹可行性分析目標設定要因確認原因分析制定對策對策實施效果檢查鞏固措施總結打算我院要求選擇課題降低宣漢500kV變電站高填方邊坡治理成本顧客要求行業(yè)難題工程特性“精心設計、科學管理、節(jié)約資源、保護環(huán)境、以人為本、顧客滿意”，提高我院設計質(zhì)量總平布置調(diào)整后，原邊坡治理費用高于初設業(yè)主要求不能超預算，需降低邊坡支護成本高邊坡失穩(wěn)引起的工程質(zhì)量問題屢有報道復雜地質(zhì)條件下高邊坡支護也是行業(yè)研究熱點西南山區(qū)巖層性質(zhì)差、地下水侵蝕作用強易形成軟弱夾層、傾斜基巖面等西南電力設計院有限公司：降低宣漢500kV變電站高填方邊坡治理成本4目標設定小組介紹可行性分析選題理由要因確認原因分析制定對策對策實施效果檢查鞏固措施總結打算調(diào)整平面布置后的宣漢變高填方邊坡治理造價為564萬元，而根據(jù)業(yè)主要求，宣漢變高填方邊坡治理造價不能高于初步設計預算531萬元，因此，本次QC小組動目標確定為：將宣漢變高填方邊坡治理造價從564萬元降低至531萬元。設定本次QC活動目標西南電力設計院有限公司：降低宣漢500kV變電站高填方邊坡治理成本5可行性分析小組介紹目標設定選題理由要因確認原因分析制定對策對策實施效果檢查鞏固措施總結打算調(diào)查分析一：宣漢變高填方邊坡的構成宣漢變工程高填方邊坡治理造價土石方填筑層造價軟弱土層處理造價西南電力設計院有限公司：降低宣漢500kV變電站高填方邊坡治理成本6可行性分析小組介紹目標設定選題理由要因確認原因分析制定對策對策實施效果檢查鞏固措施總結打算調(diào)查分析二：對土石方填筑層造價的調(diào)查土石方填筑層造價土石方總量土石方運輸費用土石方施工費用土石方施工單價西南電力設計院有限公司：降低宣漢500kV變電站高填方邊坡治理成本7可行性分析小組介紹目標設定選題理由要因確認原因分析制定對策對策實施效果檢查鞏固措施總結打算調(diào)查分析二：對土石方填筑層造價的調(diào)查土石方總量無降低空間用地紅線和廠區(qū)使用邊線距離很近填方邊坡高度由場地原始地形決定土石方挖方量與填方量基本持平西南電力設計院有限公司：降低宣漢500kV變電站高填方邊坡治理成本8可行性分析小組介紹目標設定選題理由要因確認原因分析制定對策對策實施效果檢查鞏固措施總結打算調(diào)查分析二：對土石方填筑層造價的調(diào)查土石方施工費用無降低空間項

目福溪電廠2×600MW白馬電廠600MW金堂電廠一期2×600MW奉節(jié)上大壓小新建電廠習水二郎電廠4×660MW宣漢500kV變電站土石方施工單價元/m315.214.814.314.515.415土石方運輸費用綜上，宣漢變高填方邊坡工程，土石方填筑層造價為327萬元，降低空間很小。降低空間小本工程設計中，土石方填方總量與挖方量基本相同，填方用土即從本工程場地內(nèi)部運輸，運輸線路最短，運輸費3.0元/m3，已經(jīng)最少。西南電力設計院有限公司：降低宣漢500kV變電站高填方邊坡治理成本9可行性分析小組介紹目標設定選題理由要因確認原因分析制定對策對策實施效果檢查鞏固措施總結打算調(diào)查分析三：對已建工程軟弱層處理造價的調(diào)查高填方邊坡軟弱土層處理費用統(tǒng)計表項目軟弱土層平均深度（m）軟弱土層處理總費用（萬元）單位造價費用/面積×深度（元/m2×m）福溪電廠2×600MW8900174白馬電廠600MW12140152金堂電廠一期2×600MW7530134奉節(jié)上大壓小新建電廠4203115習水二郎電廠4×660MW5762123平均值－－139.6西南電力設計院有限公司：降低宣漢500kV變電站高填方邊坡治理成本10可行性分析小組介紹目標設定選題理由要因確認原因分析制定對策對策實施效果檢查鞏固措施總結打算調(diào)查分析三：對已建工程軟弱層處理造價的調(diào)查高填方邊坡軟弱土層處理費用單價統(tǒng)計折線圖各工程的單位造價差異較大，最大值為174元/m2×m，最小值為115元/m2×m，平均值為139.6元/m2×m。西南電力設計院有限公司：降低宣漢500kV變電站高填方邊坡治理成本11可行性分析小組介紹目標設定選題理由要因確認原因分析制定對策對策實施效果檢查鞏固措施總結打算調(diào)查分析四：對宣漢變工程高填方邊坡軟弱層處理費用的調(diào)查宣漢變工程高填方邊坡處理預算表（總平面調(diào)整后）宣漢變工程軟弱土層平均深度軟弱土層處理預算費軟弱土層單位造價6m237萬元141（元/m2×m）西南電力設計院有限公司：降低宣漢500kV變電站高填方邊坡治理成本12可行性分析小組介紹目標設定選題理由要因確認原因分析制定對策對策實施效果檢查鞏固措施總結打算調(diào)查分析四：對宣漢變工程高填方邊坡軟弱層處理費用的調(diào)查高填方邊軟弱土層處理單位造價柱狀圖結論：針對宣漢變工程的高填方邊坡，軟弱土層處理單位造價高，是整個填方邊坡治理費用高的主要問題。西南電力設計院有限公司：降低宣漢500kV變電站高填方邊坡治理成本13可行性分析小組介紹目標設定選題理由要因確認原因分析制定對策對策實施效果檢查鞏固措施總結打算調(diào)查分析五：目標可行性分析降低軟弱土層處理單位造價小組成員通過本次QC活動，有能力將宣漢變工程軟弱土層處理單位造價降低到113元/m2×m，接近并略低于已建工程軟弱土層處理單位造價最低值115元/m2×m，則可以將調(diào)整平面布置后的軟弱土層處理費用降低至190萬元，整個高填方邊坡處理造價為190＋327＝517＜531萬元，可以達到目標要求！西南電力設計院有限公司：降低宣漢500kV變電站高填方邊坡治理成本14原因分析小組介紹目標設定選題理由要因確認可行性分析制定對策對策實施效果檢查鞏固措施總結打算系統(tǒng)分析圖11個末端因素西南電力設計院有限公司：降低宣漢500kV變電站高填方邊坡治理成本15要因確認小組介紹目標設定選題理由原因分析可行性分析制定對策對策實施效果檢查鞏固措施總結打算要因確認計劃

經(jīng)過分析，QC小組得出了軟弱土層處理單位造價高的11個末端原因，制定了詳細的要因確認計劃表：序號末端因素確認內(nèi)容確認方法判別標準負責人確認時間1設計人員培訓不到位是否對設計人員培訓不到位培訓考核培訓率100％

合格率100％侯克讓、黃佑驗2015.72勘察人員培訓不到位是否對勘察人員培訓不到位電話調(diào)查相關人員經(jīng)過認證培訓，具有相關從業(yè)資格鄭中、劉亞琦、甘子牛2015.73土體力學試驗設備不可靠土體力學試驗設備是否可靠電話調(diào)查使用儀器設備按時檢驗合格鄭中、劉亞琦、甘子牛2015.7西南電力設計院有限公司：降低宣漢500kV變電站高填方邊坡治理成本16要因確認小組介紹目標設定選題理由原因分析可行性分析制定對策對策實施效果檢查鞏固措施總結打算要因確認計劃序號末端因素確認內(nèi)容確認方法判別標準負責人確認時間4加筋材料類型選擇不合理所選定的上部加筋材料類型是否合理查看資料試算分析所選定的上部加筋材料類型滿足工程要求鄭中、周光炳、劉亞琦、侯克讓、羅一2015.75加筋材料參數(shù)選擇不合理所選定的上部加筋材料參數(shù)是否合理查看資料上部加筋材料參數(shù)滿足工程要求，保證填土自身穩(wěn)定鄭中、周光炳、侯克讓、羅一2015.76軟弱土層增強材料類型選擇不合理所選定的軟弱土層增強材料類型是否合理查看資料專家論證所選定的上部加筋材料類型滿足工程要求鄭中、劉亞琦、侯克讓2015.77增強后軟弱土層材料參數(shù)選擇不合理所選定的增強后軟弱土層材料參數(shù)是否合理查看資料試算分析增強后軟弱土層材料參數(shù)合理反應土體特性，保證填方邊坡整體穩(wěn)定鄭中、劉亞琦、侯克讓2015.7西南電力設計院有限公司：降低宣漢500kV變電站高填方邊坡治理成本17要因確認小組介紹目標設定選題理由原因分析可行性分析制定對策對策實施效果檢查鞏固措施總結打算要因確認計劃序號末端因素確認內(nèi)容確認方法判別標準負責人確認時間8參數(shù)輸入不正確參數(shù)輸入是否正確調(diào)查確認計算參數(shù)數(shù)值輸入正確鄭中、周光炳、侯克讓、黃佑驗2015.79計算理論選取不正確計算理論選取是否正確調(diào)查確認計算理論嚴格按照理論和規(guī)范周光炳、黃佑驗、鄢明章2015.710填方邊坡坡度設計不合理填方邊坡坡度設計是否合理調(diào)查確認填方邊坡坡度合理周光炳、黃佑驗、鄢明章2015.711計算軟件模塊少計算軟件是否模塊少調(diào)查確認計算軟件使用廣泛可靠鄭中、周光炳、甘子牛2015.718要因確認四：加筋材料類型選擇不合理確認方法：查看資料確認內(nèi)容：所選定的加筋材料類型是否合理確認標準：所選定的加筋材料類型滿足工程要求結論：上部加筋材料類型不合理是導致“高填方邊坡軟弱層處理費用高”的主要原因要因1.土坡加筋可以使坡度變陡，節(jié)省用地，減少填方量2.調(diào)查8項軟弱層的填方邊坡工程，發(fā)現(xiàn)不同種類的加筋材料，力學性質(zhì)不同，導致相同條件邊坡安全系數(shù)差異大，差異達到35%；保證相同安全系數(shù)前提下，對軟弱土層處理要求差異大，從而直接影響軟弱土層治理費用三種破壞形式西南電力設計院有限公司：降低宣漢500kV變電站高填方邊坡治理成本要因確認小組介紹目標設定選題理由原因分析可行性分析制定對策對策實施效果檢查鞏固措施總結打算19要因確認六：軟弱土層增強材料類型不合理確認方法：查看資料、專家論證確認內(nèi)容：所選定的軟弱土層增強材料類型是否合理確認標準：所選定的軟弱土層增強材料類型滿足工程要求結論：軟弱土層增強材料類型不合理是導致“高填方邊坡軟弱層處理費用高”的主要原因要因1.軟弱土層需要進行增強，保證土體不會從軟弱層剪出2.調(diào)查8項軟弱層的填方邊坡工程，發(fā)現(xiàn)各工程軟弱土層增強材料選用種類多，相近工程最終的軟弱土層治理費用差異較大。通過試算分析，發(fā)現(xiàn)不同的材料類型對邊坡穩(wěn)定性影響很大，從而直接影響軟弱土層治理費用水泥土攪拌樁抗滑樁西南電力設計院有限公司：降低宣漢500kV變電站高填方邊坡治理成本要因確認小組介紹目標設定選題理由原因分析可行性分析制定對策對策實施效果檢查鞏固措施總結打算20確認方法：查看資料、試算分析確認內(nèi)容：所選定的增強后軟弱土層材料參數(shù)是否合理確認標準：增強后軟弱土層材料參數(shù)合理反應土體特性，保整體穩(wěn)定結論：增強后軟弱土層材料參數(shù)不合理是導致“高填方邊坡軟弱層處理費用高”的主要原因要因要因確認七：增強后軟弱土層材料參數(shù)不合理1.增強材料與原土層相互作用，機理復雜2.調(diào)查8項軟弱層的填方邊坡工程，發(fā)現(xiàn)采用增強后弱土層參數(shù)不盡相同，

相近工程最終的軟弱土層治理費用差異較大。通過試算分析，發(fā)現(xiàn)增強后弱土層參數(shù)對邊坡穩(wěn)定性影響很大，從而直接影響軟弱土層治理費用下滑力抗滑力下滑力抗滑力西南電力設計院有限公司：降低宣漢500kV變電站高填方邊坡治理成本要因確認小組介紹目標設定選題理由原因分析可行性分析制定對策對策實施效果檢查鞏固措施總結打算21非要因的確認過程，具體請見下表：序號末端因素確認內(nèi)容判別標準

驗證情況確認結果負責人確認時間1設計人員培訓不到位是否對設計人員培訓不到位培訓率100％，合格率100％小組成員于2015年6月20日檢查了結構科規(guī)程規(guī)范學習培訓記錄，培訓率合格率達到100%非要因侯克讓黃佑驗2015.6.202勘察人員人員培訓不到位是否對勘察人員培訓不到位相關人員經(jīng)過認證培訓，具有相關從業(yè)資格小組成員于2015年4月2日對相關工程勘察部門進行電話調(diào)查，所有勘察人員均具有相關從業(yè)資格非要因鄭中劉亞琦甘子牛2015.4.23土體力學試驗設備不可靠土體力學試驗設備是否可靠使用儀器設備按時檢驗合格小組成于2015年4月2日對相關工程勘察部門進行電話調(diào)查，所有土體力學試驗設備均按時檢驗合格。非要因鄭中劉亞琦甘子牛2015.4.25加筋材料參數(shù)不合理所選定的加筋材料參數(shù)是否合理加筋材料參數(shù)滿足工程要求，保證填土自身穩(wěn)定小組對8項填方邊坡工程統(tǒng)計分析，材料參數(shù)均由廠家按國家/行業(yè)標準試驗實驗結果提供，可靠性較高非要因鄭中周光炳侯克讓羅一2015.6.11~6.17要因確認西南電力設計院有限公司：降低宣漢500kV變電站高填方邊坡治理成本要因確認小組介紹目標設定選題理由原因分析可行性分析制定對策對策實施效果檢查鞏固措施總結打算22要因確認序號末端因素確認內(nèi)容判別標準

驗證情況確認結果負責人確認時間8參數(shù)輸入不正確參數(shù)輸入是否正確計算參數(shù)數(shù)值輸入正確小組對程序計算中參數(shù)輸入情況進行現(xiàn)場檢查，各項輸入數(shù)據(jù)正確率100％非要因鄭中周光炳侯克讓黃佑驗2015.7.22~7.289計算理論選取不正確計算理論選取是否正確計算理論嚴格按照理論和規(guī)范小組對常用的邊坡分析方法進行分析討論現(xiàn)在采用的邊坡計算極限理論法和強度折減法均能夠正確分析實際工程問題非要因周光炳黃佑驗鄢明章2015.7.22~7.2810填方邊坡坡度不合理填方邊坡坡度是否合理填方邊坡坡度合理小組對相關資料進行查閱，邊坡坡度合理對成本有影響，但受多種因素制約，設計中不可控非要因周光炳黃佑驗鄢明章2015.5.28~5.2911計算軟件模塊少計算軟件是否模塊少計算軟件使用廣泛可靠小組對發(fā)現(xiàn)我院引進的PLAXIS軟件和理正軟件填方邊坡治理問題上具有應用廣泛，工程使用經(jīng)驗豐富非要因鄭中周光炳甘子牛2015.5.9西南電力設計院有限公司：降低宣漢500kV變電站高填方邊坡治理成本要因確認小組介紹目標設定選題理由原因分析可行性分析制定對策對策實施效果檢查鞏固措施總結打算23要因確認最后，經(jīng)過逐一分析、試算，小組人員最終確定三個要因：要因1.加筋材料類型選擇不合理2.軟弱土層增強材料類型選擇不合理3.增強后軟弱土層材料參數(shù)選擇不合理西南電力設計院有限公司：降低宣漢500kV變電站高填方邊坡治理成本要因確認小組介紹目標設定選題理由原因分析可行性分析制定對策對策實施效果檢查鞏固措施總結打算24序號要因對策目標措施完成時間責任人地點1加筋材料類型選擇不合理選擇適用的加筋材料類型加固坡面，減少填方量1、調(diào)查常用的加筋材料類型；

2、結合相近工程，選擇合理的類型。2015年8月鄭中、周光炳、劉亞琦、侯克讓1701辦公室2軟弱土層增強材料類型選擇不合理選擇適用的軟弱土層增強材料類型提高安全系數(shù)，降低單位造價1、對采用幾種不同軟弱土增強材料的進行邊坡穩(wěn)定分析；

2、將分析結果進行對比，選定合理的材料類型。2015年8月鄭中、蒲濤、侯克讓、黃佑驗1701辦公室3軟弱土層增強材料參數(shù)選擇不合理選擇合理的軟弱土層增強材料參數(shù)軟弱土層處理單位造價降低到113元/m2×m1、調(diào)查土體增強參數(shù)計算方法；

2、對比分析各種計算方法，選定計算模型；

3、驗算計算模型。2015年8月鄭中、周光炳、鄢明章、黃佑驗1701辦公室制定本次QC活動對策西南電力設計院有限公司：降低宣漢500kV變電站高填方邊坡治理成本制定對策小組介紹目標設定選題理由原因分析可行性分析要因確認對策實施效果檢查鞏固措施總結打算25實施對策一：選擇適用的加筋材料類型常用作筋材的土工合成材料為土工格柵、土工織物和土工帶土工格柵土工織物土工帶西南電力設計院有限公司：降低宣漢500kV變電站高填方邊坡治理成本對策實施小組介紹目標設定選題理由原因分析可行性分析要因確認制定對策效果檢查鞏固措施總結打算26實施對策一：選擇適用的加筋材料類型通過對策一的實施，找到了適用于宣漢變工程的加筋材料類型（土工格柵），加固坡面的同時也減少了填方量，為分析軟弱土層治理提供了基本條件西南電力設計院有限公司：降低宣漢500kV變電站高填方邊坡治理成本對策實施小組介紹目標設定選題理由原因分析可行性分析要因確認制定對策效果檢查鞏固措施總結打算材料控制安全系數(shù)總造價（萬元）單位造價（元/m2×m）適用性土工格柵1.35226134雙向強度高適用性好土工帶1.35260154強度高整體性差土工織物1.35326193強度較低適合較矮邊坡實施對策一獲取的結果27實施對策二：選擇適用的軟弱土層增強材料類型有軟弱層的高填方邊坡，常用的處理方法有抗滑樁、水泥土攪拌樁、高壓旋噴樁等軟弱土層不處理高填方邊坡安全系數(shù)<1.0水泥土攪拌樁處理高填方邊坡安全系數(shù)=1.35抗滑樁處理高填方邊坡安全系數(shù)=1.35高壓旋噴樁和水泥土攪拌樁加強軟弱層的機理基本一致高壓旋噴樁更適用于處理深度大、土質(zhì)較特殊的情況高壓旋噴樁工程造價約水泥土攪拌樁的1.5~2.0倍西南電力設計院有限公司：降低宣漢500kV變電站高填方邊坡治理成本對策實施小組介紹目標設定選題理由原因分析可行性分析要因確認制定對策效果檢查鞏固措施總結打算28實施對策二：選擇適用的軟弱土層增強材料類型通過對策二的實施，找到了適用于宣漢變工程的軟弱土層增強材料類型，大幅降低軟弱土層治理費用，共減少費用21萬元實施對策二獲取的結果方案基本參數(shù)控制安全系數(shù)總造價（萬元）單位造價（元/m2×m）抗滑樁1.5×1.0間距1.35226134水泥土攪拌樁直徑600mm間距1.5m正三角形布置1.35205122西南電力設計院有限公司：降低宣漢500kV變電站高填方邊坡治理成本對策實施小組介紹目標設定選題理由原因分析可行性分析要因確認制定對策效果檢查鞏固措施總結打算29實施對策三：選擇合理的增強后軟弱土層材料合理參數(shù)設置水泥土攪拌樁后，軟弱土層中土和攪拌樁將在填方荷載的作用下共同受力，受力機理較為復雜一種將是土和攪拌樁視為不同的結構單元進行分析；一種是按照復合地基理論，將加強區(qū)土體視為整體前者需輸入增強樁體和原土層參數(shù)；后者需要輸入等效的土體參數(shù)填方邊坡樁土分離計算模型填方邊坡樁土復合計算模型西南電力設計院有限公司：降低宣漢500kV變電站高填方邊坡治理成本對策實施小組介紹目標設定選題理由原因分析可行性分析要因確認制定對策效果檢查鞏固措施總結打算樁土分離模型安全系數(shù)曲線樁土復合模型安全系數(shù)曲線30實施對策三：選擇合理的增強后軟弱土層材料合理參數(shù)通過對策三的實施，找到了增強后軟弱土層材料合理參數(shù)，進行了精確的高填方邊坡的穩(wěn)定性分析，處理軟弱層的費用降低至106元/m2×m，總共降低了59萬元；降低幅度達到24.9%實施對策三獲取的結果方案基本參數(shù)安全系數(shù)總造價（萬元）單位造價（元/m2×m）水泥土攪拌樁

樁土復合直徑600mm

間距1.5m

正三角形布置1.41205122水泥土攪拌樁

樁土復合直徑500mm

間距1.5m

正三角形布置1.33178106水泥土攪拌樁

樁土復合

理正驗算直徑500mm

間距1.5m

正三角形布置1.35178106西南電力設計院有限公司：降低宣漢500kV變電站高填方邊坡治理成本對策實施小組介紹目標設定選題理由