研制裝配式節點操作平臺的實踐

朱連榮 張章龍 王露穎

(中交第三航務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6號至10號集裝箱碼頭工程位于梅山島東南側、青龍山西側、已建梅山一期工程東北側的深水岸線段。

本工程為新建5個專業化集裝箱泊位及相應的配套工程，合同工期5年，工程造價約22億元。碼頭平臺總長2150m，寬59m，采用高樁梁板結構，樁基上現澆樁帽，共有1120個樁帽，樁帽節點902個，現澆混凝土總方量約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(含護輪坎)為22m，引橋走向與碼頭后沿線垂直，橋面標高為7.52m，7號～10號引橋在靠近海堤的100.1m范圍內橋面標高降為6.52m，11～12號引橋在靠近海堤的50.55m范圍內橋面標高降為6.52m。引橋現澆面板厚度在100～160mm之間, 其上澆筑30mm厚的磨耗層，磨耗層下布置φ5的鋼筋網片。引橋現澆面層總面積約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 碼頭結構斷面 (單位：mm)

2 選擇課題

2.1 明確需求

近些年來，隨著社會經濟的飛速發展，國內深水港的建設需求也與日俱增。

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

2.2 對比分析

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

圖3 作業人員進行節點施工

梅山6～10號集裝箱碼頭工程作為一個立志打造品牌項目，承載了監理、業主及相關上級監管單位的殷切期待，安全標準化要求更是相比同類項目達到了一個全新的高度。

根據本工程節點施工工藝及實際施工條件，對危險源進行辨識，見表1。

表1 危險源辨識

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

表2 危險性等級劃分標準

對危險因素的分析結果見表3。

表3 作業危險因素分析

根據表3中結果可知，人員臨邊臨水作業無防護風險等級為3級，在危險性等級劃分標準表中屬于顯著危險，需要整改。

結合本工程現澆節點工程量大、型號多、施工操作面狹窄、工況條件復雜等不利條件分析，項目部急需研制一款設置定型化、裝配式、可循環利用的操作平臺，來加強節點施工的臨邊防護，確保水上作業人員施工安全。

2.3 查詢借鑒

為借鑒行業內裝配式操作平臺的結構，小組在中國知網對相關資料進行了查詢。查詢結果顯示尚無有關裝配式節點操作平臺的相關文獻，裝配式節點操作平臺研究具有一定的新穎性。

小組成員對相關內容進行分析，結合項目部實際施工需要，本著“結構輕便、安拆簡便、可多次周轉”的原則，決定研制一款定型化、裝配式、可循環利用的節點操作平臺。

2.4 課題名稱確定

通過以上活動，小組確定本課題名稱為：研制裝配式節點操作平臺。

3 設定目標及目標可行性分析

3.1 設定目標

為進一步提升本工程施工質量安全管理水準，結合本工程碼頭特點，對碼頭節點操作平臺進行設計。本課題研究的裝配式節點操作平臺，定量目標為操作平臺的循環利用達到5次以上。

3.2 目標可行性論證

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

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

小組成員按照現場實際情況，結合其他工程的操作平臺結構，討論后提出研制易拆卸易重復使用的裝配式節點操作平臺的方案。該方案本著“結構輕便、安拆簡便、可多次周轉”的原則，從結構設計、制作要求、調試及優化入手，最終體現了“輕型化、裝配化、可復制、可推廣”的創新點。

4.2 展開分析

運用系統圖將總體方案展開分析，見圖4、圖5。

圖4 制裝配式節點操作平臺分析

4.3 方案分析

項目部在經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計圖紙，委托相關廠家根據圖紙加工了2件樣品。小組成員對樣品進行測量，然后對兩個操作平臺進行安裝。試用后統計數據見表4。

表4 數據統計表

圖5 總體方案流程圖

根據小組成員對數據的分析及現場實際試用后反饋情況，得出兩種方案的優缺點，見表5。

4.4 成本分析

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

a.方案一投入成本：

節點操作平臺制作費用202×4×45×10=363600元；

表5 優缺點統計表

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，最終經過小組成員討論，確定方案二為最優方案，可達到課題目標。

5 制定對策

根據方案對比分析，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.通過查看本工程現澆節點的構造圖，統計碼頭節點的型號和尺寸，收集施工作業人員需求，確定節點操作平臺的尺寸，見表7。

表7 現澆樁帽節點尺寸一覽表

b.借鑒文獻中提及的操作平臺構造，確定節點操作平臺的結構和材質。

c.綜合統計的數據，最后在CAD軟件中畫出節點操作平臺的制作圖紙，見圖6、圖7。

圖6 節點操作平臺CAD圖紙 (單位：mm)

圖7 節點操作平臺3D視圖

6.2 實施對策二

委托有豐富制作平臺經驗的廠家，按照項目部提供的制作圖紙進行加工制作。

6.3 實施對策三

組員對照制作圖紙對運輸至施工現場的節點操作平臺進行檢查驗收，驗收合格后進行安裝和使用，安排組員定期對節點操作平臺使用人員進行意見收集，歸納整理后進行小組討論，優化操作平臺結構，見圖8。

圖8 小組成員對節點操作平臺進行驗收

7 效果檢查

本工程投入新型節點操作平臺后，有效改善了作業人員的施工環境，降低了施工中的安全風險，基本滿足了梅山港區6～10號泊位集裝箱碼頭工程的安全標準化要求，得到了作業人員、監理、業主及上級主管部門的一致好評。

對實施結果進行檢查，投入新型節點操作平臺后，周轉達到8次，超過課題目標，取得較好效果，見圖9。

圖9 現場安裝完成后的節點操作平臺

8 標準化

8.1 成果推廣評價

通過QC小組活動，本創新成果有效降低了作業人員水上作業的安全風險，創造了一定的社會效益，且由于節點操作平臺擁有定型化、裝配式、可循環利用的特點，對今后碼頭施工安全防護裝置配備具有一定的指導和推廣作用。

8.2 標準化形成

2019年9月，小組成員根據裝配式節點操作平臺和現場其他臨邊防護設施，編寫了《品質工程創建施工現場安全防護標準手冊》。

9 總結和下一步打算

9.1 專業技術總結

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

9.2 管理方法總結

小組活動嚴格按照PDCA程序進行，過程中思路清晰，環環相扣，有較為嚴密的邏輯性，堅持以事實為依據，用數據說話，成果內容充實，圖文并茂，QC知識和方法的運用能力都得到大幅度提升。

9.3 小組成員綜合素質總結

本次QC小組活動，促進了項目部管理、技術水平的提高，加強了項目部人員之間的溝通配合，提高了團隊精神、質量意識、問題解決能力，小組成員綜合素質得到了一定的提升。