2020年(建筑给排水工程)减少南水北调中线工程排水倒虹吸施工详图设计工日

（建筑给排水工程）减少南水北调中线工程排水倒虹吸施工详图设计工日

减少南水北调中线工程排水倒虹吸施工详图设计工日

成果申报材料

小组名称：倒虹吸设计QC小组

二〇一二年三月

目录

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一、小组概况

表1-1 小组概况表

二、背景介绍

南水北调中线一期工程从丹江口水库到北京1277km,其中长江勘测规划设计研究有限责任公司承担陶岔至鲁山段约215km勘测设计，其中排水倒虹吸共有80座。总干渠要求2014年全线通水，为满足现场施工要求，南水北调中线建管局（业主）要求2011年7月底前完成总干渠陶岔至鲁山段全部排水倒虹吸的施工详图设计。

图2-1 南水北调中线干线工程路线图

陶岔至鲁山段排水倒虹吸见表2-1.

表2-1 陶岔至鲁山段排水倒虹吸表

三、选题理由

图3-1 选题理由

四、活动计划

表4-1 活动计划与实施表

五、现状调查

小组对本公司排水倒虹吸施工详图的设计定额工日进行了统计分析，如下表5－1。表5-1 排水倒虹吸施工详图设计定额工日统计表

根据各设计内容所需定额工日统计结果绘制排列图如图5－1。

图5-1 排水倒虹吸施工详图设计额定工日排列图

从排列图中看出：“绘制水工CAD结构图”、“绘制水工CAD钢筋图”占倒虹吸施工详图设计工日的73.3%

为了满足业主对80座倒虹吸施工详图设计必须在7个月内完成的工期要求，同时结合公司人力资源现状，安排10名设计人员在7个月内完成80座倒虹吸施工详图设计，平均一座倒虹吸要求的工日：

目前设计能力为每座倒虹吸实耗工日45。因此目标值设定为：将平均一座排水倒虹吸的施工详图设计工日从45减少到26。

图6-1 目标值设定

根据现状调查统计，“绘制水工CAD结构图”、“绘制水工CAD钢筋图”耗费工日多是本课题症结所在，小组决定从提高CAD结构图和钢筋图的设计效率入手，实现目标。

七、原因分析

小组成员分析了“绘制水工CAD结构图”、“绘制水工CAD配筋图”耗费工日多这2个主要问题，找出了耗费工日的的原因，绘制原因分析关联图如下图7－1。

图7-1 原因分析关联图

表8-1 末端因素1确认表

表8-5 末端因素5确认表

表8-6 末端因素6确认表

表8-7 末端因素7确认表

“要因确认”结果如下图8-1。

图8-1 要因确认结果

九、制定对策

要因确认后，针对两个主要原因，分别制定了两个不同的对策方案，通过深入分析综合

评估，选定具体实施对策方案，对策方案确定表如下：

表9-1 对策方案确定表

小组成员按照“5W1H”的方法进行分析讨论，制定“减少排水倒虹吸施工详图设计工日对策表”如下：

表9-2 减少排水倒虹吸施工详图设计工日对策表

对策表目标设定依据为：

目标1工日=绘制一座倒虹吸水工CAD结构图原工日×（一座倒虹吸设计目标工日/一座倒虹吸设计实耗工日）=14×（26/45）=8

目标2工日=绘制一座倒虹吸水工CAD钢筋图原工日×（一座倒虹吸设计目标工日/一座倒虹吸设计实耗工日）=19×（26/45）=11

十、对策实施

实施一：建立倒虹吸基本元件三维参数化模板库

针对“缺乏倒虹吸CAD绘图标准元件库”要因，小组引进了具有国际领先水平的三维设计软件CATIA，建立倒虹吸基本元件三维参数化模板库，根据三维结构模型自动生成二维CAD 结构图。

步骤一：对小组成员进行CATIA软件基本操作培训

对小组成员进行CATIA软件基本操作培训，由王进丰负责。

表10-1 三维设计软件CATIA培训计划表

为确保学习效果，对培训中的4项内容，组织CATIA软件操作考试，培训成绩如下：表10-2 三维设计软件CATIA操作考试成绩表

图10-1 培训现场照片

步骤二：采用CATIA三维参数化建模功能，建立倒虹吸各个基本设计单元的三维模板库此步骤由小组成员李小帅、张荣负责，建库时间从2011年1月11日到2月10日，共31天，与计划完成时间一致。

排水倒虹吸有80个，平均每个约有10多个结构分缝段，根据倒虹吸结构特点，分为挡墙、进口段、管身平段、管身斜弧平段、出口段等，归纳其基本元件的种类个数共127个。由于种类过多，出现模型实现工作量大、调用不方便的问题，给模型参数化和模型重用带来了技术难题。根据倒虹吸结构特点，小组成员对倒虹吸基本元件的种类进一步抽象与归并，达到一个模板包含多个种类的效果。以下以倒虹吸进口段三维参数化模板为例，建立过程如下：

①提取排水倒虹吸进口段结构设计参数

分析排水倒虹吸进口段结构的设计特点，提取倒虹吸进口段结构尺寸设计参数, 见图10-2。

图10-2倒虹吸进口段结构设计参数

②种类归并，建立模板

通过对倒虹吸进口段的体型种类进一步抽象与归并，采用CATIA软件的“阵列”与“规则”功能，将倒虹吸进口段的“一洞”，“二洞” ...“多洞”的体型种类规并为一个类型的模板，过程见图10-3、图10-4。

图10-3 用“阵列”功能将“二洞及以上”种类归并为一类

图10-4 用“规则”功能将所有洞种类归并成一个模板

③建立模板库，方便调用

把最终确定的各类三维参数化模板按结构分类添加到库中，见图10-5，小组成员只需要调用相应模板库中模型，设定或修改相关参数，即可生成该设计方案的三维结构模型。

图10-5 倒虹吸进口段三维参数化模板库

步骤三：小组人员采用三维结构模型自动生成二维CAD结构图

小组人员通过三维结构模型自动生成二维CAD结构图，并计算统计结构工程量，此步骤由黄少华、张菊红负责。

在CATIA软件中，小组人员从三维设计模板库直接调用三维参数化模板，通过修改设计参数，即可重新生成所需三维结构模型，如图10-6。

图10-6 倒虹吸三维结构模型

在三维结构模型中可任意定义剖切面，自动生成二维CAD结构图，如图10-7。

图10-7 自动生成二维CAD结构图

小组成员通过三维结构模型自动计算统计结构工程量，如图10-8。