旋挖钻机钻头打捞钩的研制

1
时效性 2 2 2 2 3 2 2 3 2
3
方案 可靠性 3 3 2 2 4 3 2 3 3 二 经济性 2 3 3 3 3 4 3 3 3
成功率 4 3 3 4 4 4 3 4 4
时效性 4 5 3 5 4 5 5 4 5
方案 可靠性 5 5 3 5 5 5 4 5 5 三 经济性 3 3 3 2 3 2 2 2 3
曹魁 范道平李振科 （功评F能分）（材元料/费套）用人元（工）台费/ 成本
价值 （V）
结论
时效性 0 1 1 1 1 1 0 0 0
1
方案 可靠性 1 2 1 1 1 2 2 1 1 一 经济性 5 5 5 4 5 5 5 5 5
1 5
74 140
150
290
0.255
不采 用
成功率 1 1 1 0 0 0 1 0 1
本科
副组 长
活动策划
常阿斌 男
工程师
本科
副组 长
技术指导
秦文涛 男
工程师
本科
组员 成果整理
李德争 男
工程师
本科
组员 活动实施
赵亮 男 助理工程师
本科
组员 图纸设计
李振科 男 助理工程师
专科
组员 活动实施
马茂智 男
工程师
本科
组员 活动实施
曹魁 男 助理工程师
本科
组员 活动实施
范道平 男 助理工程师
本科
旋挖钻机钻头打捞钩的研制
攻坚铸新QC小组
1
第五直属项目部
目录1.页QC小组简介
Contents Page
1、QC小组简介
QC小组简介 小组及成员信息
— 22—
QC小组 简介
西南交建第五直属瑞丽至陇川高速公路第一合同项目部攻 坚铸新QC小组成立于2014年5月1日，成员涵盖了项目管理、公 路建设、市政建设、机械设计、建筑工程设计、施工、焊接技 术等方面的专业技术人员。人员结构合理，知识全面，有多年 的相关工作经验，为小组活动的开展提供了重要保障。小组成 员曾获得过国家级专利、企业级工法、省部级工法等多项科技 成果。2014年小组成员再接再厉以“旋挖钻机钻头打捞钩的研 制”为课题开始第一次QC小组活动。
不采用 采用
23
方案优化
6.3工字钢钩制作
优化对比分析
尺寸选择
原因分析
工字 钢与 钻头 焊接
钻头内侧 普通焊接
钻头内侧 加强焊接
受工字钢翼缘的影响，工 字钢与钻头焊接面积小，
受力薄弱。
在工字钢内侧加岑条可加 大焊接面，对工字钢与钻 头加三角铁焊接，可有效
加强打捞钩的刚度。
结果 不采用
采用
6.4工字钢钩制作
工字钢钩安装长 度
大于底座高度小 于底座与施工钻 实际量取高度
头高度之和
昆明、瑞丽
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负责人 李德争 李振科 曹魁 范道平
完成时间 2014.9.15 2014.9.16 2014.9.17 2014.9.17
目8 录对页策实施
Contents
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8 对策实施
制定对策
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对策实施
实施一、选用比孔径小400mm的小号钻头
确钩住着力点。
选择 采用
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方案优化
6.5确定最佳方案 根据最优烦啊细化分析的结果，得出最佳实现方案如下图所示：
图5 最终解决方案树图
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目7 录制页定对策
Contents
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7 制定对策
制定对策
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制定对策
根据最佳方案，小组成员按照“5W1H” 的原则制定了对策表，如下所示：
序号 1 2 3 4
工字 钢钩 安装 长度
尺寸选择
钩子长度 大于销子 底座高
优化对比分析
原因分析
工字钢钩安装长度小于钻杆与钻头 底座高度，钩子无法伸进施工钻头 顶孔里，工字钢钩安装长度大余施 工钻头高度与底座高度之和，钩子 的灵活性与驱动力受限制。
结果
选择 采用
钩子顺圆 切线方向
钩子的着力点是施工钻头顶口底座， 钩子安装的角度决定了打捞是否正
组员 活动实施
制表人：马茂智
4
制表时间：2014年9月15日
目2录．页工程概况
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2．工程概况
工程概况
— 55—
工程概况
瑞丽至陇川高速公路第一合同段位于云南省德宏州瑞丽市境 内，是国家高速公路杭瑞高速的延长线。合同段内包含立交区 （瑞丽立交）一处，该立交桥位于瑞丽盆地西北侧。地层岩性为 冲洪积有机质土、粉质粘土、粉土、细砂、粗砂、圆砾土、卵石， 钻探未揭示下伏基岩。立交桥有摩擦桩基110棵，桩径1.6米，桩 长38米。根据工期、成本、地质条件，适合选用一台福田雷沃 FR639D旋挖钻机进行桩基成孔。地质资料中显示含1.5米厚粗砂、 卵石层，易坍孔，钻孔过程中选用比重1.2泥浆进行护壁。钻孔施 工过程中因设备老化、卡钻、坍孔等不确定因素，导致钻头底座 断裂、钻杆与钻头脱落，钻头打捞困难，对工程质量、进度、影 响甚大。2014年9月至2014年11月就发生过此类事故两起。
对策
目标
措施
地点
选用比孔径小 400mm的小号钻
头
在工字钢腹板上 焊钩
工字钢内侧加强 焊接
小号钻头直打捞 钻头直径小 400mm～ 600mm
工地现场或旋
挖群体之间调 配
昆明
工字钢钩腹板与 腹板焊接
切除工字钢翼
缘，使用接榫 法
瑞丽工地现场
加大工字钢与钻 头焊接面积
在工字钢内侧
加岑条，加三 角铁
瑞丽工地现场
设计人
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赵亮
方案优选
5.4方案比选:
综上所述三种方案, 小组成员从时效性、可 靠性、经济性、成功率 四个方面进行打分。根 据价值工程理论：价值 V=功能F/成本C，计算 出得分最高的就是最优 方案，总结成下表：
小组成员
成本计算
方案 性能要求 刘和 常阿 李德 操斌 争
秦文 杨同 涛 军亮
马 茂 智
成本要求：
如发生钻头脱落，旋挖钻机配套设备，人员的误工费大幅幅度 增加，需快速处理。
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课题选择
综上所述,小组认为：
发生钻头脱落事故后，必须做到有法可依， 有规可寻，制定快速、正确的打捞方案。避免 长时间耽误工期或发生桩基质量事故。经过资 料查询，小组发现没有可直接采用的打捞方案， 因此小组一致确定以“旋挖钻机钻头打捞钩研 制”为课题进行小组活动。
实施四、工字钢钩安装长度
工字钢钩安装长度小于钻杆与钻头底座高度，钩子无法伸进 施工钻头顶孔里，工字钢钩安装长度大余施工钻头高度与底 座高度之和，钩子的灵活性与驱动力受限制，因此小组将钩 子的长度定位在上两者之间较为合适。 实施效果：打捞钩刚体机构完美，使用灵活，一次打捞成功， 成功率为100%
30
目9 录效页果检验
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方案优选
方案三
制作原理
特点分析
小钻头加工
字钢钩改进 型
①利用工16加工两个工字钢钩。 优点：
②将工字钢钩对称焊接于小号 ①打捞成功率高；
钻头内壁。
②能不需增加其他大型辅助工具便可以打捞；
③打捞节省时间；
④能充分利用钻杆效能，可松动被打捞钻头。缺 点：
①制作成本高；
②加工费时；
③需要调配尺寸合适的小型钻头。
实施效果：工字钢钩整体性完好，连接牢固，达 到了预期目的。
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对策实施
图7 打捞出的施工钻头顶面
实施三、工字钢内侧加强焊接
将加工好的钩子焊接于钻头内壁上，定好长度后，为 了保证工字钢翼缘充分与钻头焊接良好，小组研究决定在 工字钢翼缘内侧加适当岑条，加大焊接面积，采用CHE506 电焊条进行焊接，并保证焊缝的饱满度， 实施效果：工字钢钩与钻头连接牢固，达到了方案要求。
6
图1 福田雷沃FR639D旋挖钻机
目3 录课页题选择
Contents
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3 课题选择
提出要求 课题选择
— 77—
课题选择
提出问题：
在成孔过程中，使用泥浆护壁，主要是维护孔壁的 稳定,由于泥浆比重大于水的比重,能维持钻孔与地层间 力的平衡,使孔壁不容易坍塌。而工程钻孔施工中，钻头 一旦在孔里脱落，由于泥浆的浑浊及沉淀使普通的打捞 钩难以对钻头找到合适的着力挂点，抽空孔内泥浆又会 加大坍孔的风险，对工程质量难以保证，因此必须研制 一个高效、实用、简单的钻头打捞器具，来应对旋挖钻 施工过程中发生的突发性钻头脱落事故。
为了有效达到目的，小组针对方案三分局图进行了进一步优化：
6.1选用钻头大小
6.2工字钢与钻头焊接
尺寸选择
优化对比分析 原因分析
结果
选用 钻头 大小
小于钻孔 直径
400mm
施工钻头顶口直径一般小于底口直径 400mm，因此使用小号钻头底口直径必 须小于施工钻头顶口直径，安装钩子才 能伸入顶孔，达到受力目的。
缺点： 增加提升力。
①打捞成功率底；②闲置机械人工费高；
③耗时多；④增加桩基质量风险。
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方案优选
方案二
制作原理 ①利用20mm厚钢板加工两个钢板钩。 ②将钢板钩对称焊接于小号钻头内壁。
小钻头加 钢板钩改
进型
特点分析
优点： ①制作成本底； ②节省人工； ③节省时间； ④制作简单易操作。 缺点： ①打捞成功率一般； ②闲置机械人工费高； ③如钻头周围有砂石覆盖或填充， 无法对孔底钻头进行松动； ④刚度不够。
Contents
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9 效果检验
现场使用效果检验及产生的社会效益 经济效益分析
3 118 260