1、中國中鐵四局集團城市軌道交通工程分公司2015年QC成果發表會資料匯編中鐵四局城市軌道交通工程分公司二一五年十一月二十日 目 錄一、小組概況1二、選題理由2三、設定目標3四、目標可行性分析4五、分析原因5六、要因確認6七、制定對策15八、對策實施17九、效果檢查20十、鞏固措施22十一、總結和下一步打算23發表人：曾慶春 中鐵四局杭州地鐵5號線SG5-3標項目部QC小組 提高基坑墻頂水平位移監測數據精度提高基坑墻頂水平位移監測數據精度中鐵四局杭州地鐵5號線SG5-3標項目部QC小組工程概況：杭州地鐵5號線SG5-3標杭師大站主體圍護結構標準段寬21.3m，車站外包總長205.6m，標準段基坑深

2、度約15.3m，兩端頭井基坑深度約17.3m，車站圍護結構采用800mm的連續墻，連續墻深度為29m32m，非棧橋區冠梁斷面尺寸為1400mm900mm，冠梁頂面低于原地面1.1m2.1m。沿基坑四周共布設26個監測斷面，每個監測斷面的監測項目為：地表沉降、水位監測、深層土體測斜、墻體測斜、墻頂水平位移、墻頂豎向位移、支撐軸力等7個監測項目。一、小組概況表1 QC小組成員簡況表小組名稱中鐵四局杭州地鐵5號線SG5-3標項目部QC小組成立時間2015.08.19課題類型現場型組長王明小組人數7人活動日期2015.8.19-2015.9.19活動頻次每周3次，每次4小時活動次數12次QC時間48小

3、時姓名性別文化程度小組職務行政職務組員分工情況王明男本科組長總工程師技術指導閆高闖男本科組員工程部長組織、協調、計劃曾慶春男本科組員測量工程師 統籌、計劃、組織、發表張良偉男本科組員技術員數據收集、信息反饋黃劍男專科組員技術員數據收集、信息反饋趙宏偉男專科組員安質部部長質量驗收、信息反饋羅浩威男研究生組員施工監測技術負責人現場實施第 0 頁 共 28 頁表2 QC小組活動計劃表2015年8月19日2015年9月19日實施項目2015年第1周第2周第3周第4周選擇課題現狀調查目標設定原因分析要因確認制定對策實施對策效果檢查鞏固措施回顧總結二、選題理由圍護墻頂部水平位移主要由圍護結構頂部支撐施筑前

4、挖土引起的變形和支撐桿件壓縮帶來的變形兩部分組成。過大的水平位移會影響到基坑內主體結構的施工空間及周圍環境安全。通過監測位移量必要時調整基坑開挖順序和速度、反算地層的水土壓力，確保基坑和周圍環境的安全，判定地鐵結構工程在施工期間的安全性及施工對周邊環境的影響，驗證基坑開挖方案的正確性，并對可能發生的危險提供及時、準確的預報，避免事故的發生。在地鐵基坑監測中，墻頂水平位移、墻體測斜、墻頂豎向位移、支撐軸力、地表沉降、土體測斜等監測項目布設在同一斷面上，其數據相互影響、相互分析，進行多層次監測分析。其中地連墻墻體的測斜監測是最直接的反應出基坑的穩定、安全狀態。但在墻體測斜的數據分析中，是參照上口自

5、上而下進行相對位移計算，此時必須要利用同一斷面的墻體測斜進行修正校核。所以如若墻頂水平位移監測數據精度不達標，將直接影響墻體測斜數據的可靠性。1、 摸索出一套精密可靠、易于操作且經濟合理的水平位移監測方法，實時準確的掌握基坑安全狀態，指導下一步施工。2、 對墻頂水平位移監測進行深度研究，改善管理、改進工藝，降低施工風險及保障企業經濟效益。3、 通過開展QC小組攻關活動總結出一套標準化的操作流程，提高大家監測理論知識的理解。鑒于上述情況，我們決定以“提高基坑墻頂水平位移監測數據精度”為課題開展QC小組攻關活動。三、目標設定1、現狀調查為避免基坑開挖引起的墻頂水平位移對數據分析的影響，我部選擇在基

6、坑開挖之前（默認為監測點穩定）對杭師大站的12個監測點進行一周的數據采集，其中ZQT7-ZQT12位于北側，ZQT16-21位于南側。其監測數據詳見“表3 水平位移數據分析表”示：表3 水平位移監測數據分析表點號單日變化量mm（+為向基坑方向，-為向基坑外）8/198/208/218/228/238/248/25點位中誤差ZQS72.8 2.3 -1.8 -1.4 -2.0 -2.2 3.2 2.49 ZQS83.2 -3.3 -1.5 -1.2 1.2 -1.9 1.8 2.33 ZQS9-2.1 -2.8 -1.1 -1.0 0.2 1.9 2.0 1.87 ZQS102.2 -2.1 -

7、2.0 1.9 0.8 -1.5 2.3 2.03 ZQS112.0 -2.3 -1.1 -1.4 1.8 -1.4 2.9 2.08 ZQS122.5 2.4 -0.4 2.0 -0.9 -3.2 -1.4 2.20 ZQS16-2.7 1.9 0.1 1.9 -1.1 -1.4 -0.6 1.71 ZQS17-1.6 1.6 1.4 1.8 -0.9 2.2 -2.1 1.80 ZQS18-1.1 0.9 -2.4 2.9 0.1 1.9 -1.9 1.97 ZQS19-0.9 -3.0 1.9 1.9 -0.4 -1.8 0.8 1.86 ZQS20-1.4 2.2 -1.1 -2.3

8、-1.0 1.3 2.2 1.87 ZQS21-1.2 0.9 -1.9 1.4 -1.5 2.3 -3.2 2.01 制表：黃劍 日期：2015.8.25圖1 水平位移日變化曲線圖結 論：墻頂水平位移的日報警值為3mm/d，預警值為 2.4mm/d，8月19日-8月25日在基坑尚未開挖時監測數據中就有6天達到日變化速率預（報）警值，且監測數據變化無明顯規律。監測點位中誤差也大于城市軌道交通工程測量規范（GB50308-2008)的規定小于等于1.5mm。2、目標設定 墻頂水平位移監測點平均點位中誤差1.50mm2.02mm四、目標可行性分析領導重視：施工監測對于基坑安全開挖的重要性是眾做周知

9、的，在歷次的周例會中及基坑開挖方案的自評及研討會中，領導多次提出監測數據真實可靠對于整個工程的重要意義。因此，項目部領導對QC小組開展“提高基坑墻頂水平位移監測數據精度”的課題極為重視，并在人力、物力、經費和技術指導上對QC小組活動的開展、實施給予大力支持。人員優勢：QC小組成員對基坑施工監測具有豐富的實際操作經驗和相關理論分析的能力，并且本QC小組在課題研究及技術創新方面擁有較高的水平，為目標的實現夯實了基礎。隊伍優勢：參與本工程的施工監測方經驗豐富，多次承接地鐵基坑施工監測項目，對墻頂水平位移監測較為熟悉，能較好地執行QC小組制定的對策。目標重難點：本課題重點主要體現在測量外業數據采集及誤

10、差對比分析方面，我項目部在此次課題研究方面只需要投入部分人力資源，不產生過多的經濟負擔。通過分析，經過QC小組討論，如果我小組可以將墻頂水平位移監測數據精度控制在目標值范圍內，對于后期指導調整基坑開挖順序和速度，判定基坑的安全性及施工對周邊環境的影響，驗證基坑開挖方案的正確性，并對可能發生的危險提供及時、準確的預報，避免事故的發生有著重要意義。綜合上述因素，我們認為本課題設定的目標是能夠實現的！五、分析原因通過現狀調查及原因分析，造成數據精度不達標的因素，歸納起來有儀器設備、人員、測量方法選擇、外界條件影響四個方面。我們QC小組采用“頭腦風暴法”展開討論和分析研究，對問題產生的原因進行細部解析

11、：制圖：曾慶春 日期：2015年08月26日六、要因確認表4 要因確認計劃表序號末端原因確認方法標 準負責人完成日期是否要因1作業人員未經培訓檢查是否有培訓記錄，是否進行了考核嚴格執行技術培訓考核制度，考核合格率100曾慶春羅浩威2015.8.20非要因2照準及讀數誤差檢查目標成像是否清晰，十字絲清晰度，檢查是否存在視差目標成像清晰，十字絲清晰，調節目鏡及望遠鏡調焦消除視差張良偉黃劍2015.8.20非要因3儀器性能不達標檢查儀器檢定證書、自檢記錄儀器各部件完好、穩定性良好曾慶春張良偉2015.8.20非要因4儀器對中誤差現場檢查對中誤差小于0.5mm張良偉黃劍2015.8.20要因5目標偏心

12、誤差現場檢查目標偏心誤差小于0.5mm張良偉黃劍2015.8.20要因6溫度、氣壓變化影響儀器性能現場檢查每天大致同一時刻進行外業測量，并在作業前測量實時溫度氣壓，并輸入儀器設置中進行自動修正張良偉黃劍2015.8.20非要因7陽光直射影響儀器性能現場檢查盡量在早晨陽光不大時進行數據采集，陽光較強時給儀器打傘遮陽張良偉黃劍2015.8.20要因8極坐標法精度不能滿足要求對極坐標法進行精度評定監測點平均點位中誤差小于 1.5mm張良偉黃劍2015.8.20要因制表：曾慶春 日期：2015年08月20日要因確認一：人員缺少技術培訓確認方法：檢查是否有培訓記錄，是否進行了考核制度標 準：作業前技術交

13、底及技術培訓到位率100% 實 測： QC小組調查成員組織對施工監測的7人進行調查，均接受過技術培訓及考核，考核全部合格，其中3名主要操作人員考核分數都達到90分以上并持有測量員證且工作經驗兩年以上。施工監測人員進行技術培訓監測技術交底作業人員持證上崗結 論：施工前培訓考核合格率100%且主要操作人員均持證上崗，非要因。要因確定二: 照準及讀數誤差影響成果確認方法：現場進行實操檢查標 準：成像清晰，眼睛左右移動，十字絲照準的目標不隨著晃動實 測： QC小組調查成員進行實際操作，施工監測所使用的全站儀望眼鏡放大倍率為32倍，目標成像清晰，通過目鏡及物鏡調焦可以很好的消除視差，且讀數為電子顯示，不

14、存在讀數的誤差結 論：照準及讀數誤差較小，非要因。要因確定三: 儀器性能不達標確認方法：檢查儀器檢定證書，并對儀器進行自檢標 準：定期進行校檢，滿足施工精度要求實 測： QC小組調查成員對儀器設備進行檢查，檢查發現所用設備均已送檢標定。調查成員還對儀器的軸系關系、測距系統及配套對點基座、棱鏡等設備進行檢查，儀器設備性能良好。儀器檢定證書結論：根據上述檢測報告，本項目所用儀器設備處于穩定狀態，未發現不合格情況，非要因。要因確認四：儀器對中誤差確認方法：現場實測及數據分析標 準：對點誤差小于0.5mm實 測：此誤差為偶然誤差，無法通過增加測回數消除。且其值較小，無法直接測得，我們通過旋轉儀器0、9

15、0、180、270度對同一固定目標測角測距，分析其對點精度表5 固定目標變動儀器測量成果儀器對點器方向測回數實測方向值 （）一測回平均方向（）平均方向值（）測角中誤差（）0度1盤左91.23465 91.23450 91.23460 2.85盤右91.23434 2盤左91.23490 91.23465 盤右91.23439 3盤左91.23455 91.23475 盤右91.23494 4盤左91.23473 91.23453 盤右91.23432 90度1盤左91.23500 91.23507 91.23502 盤右91.23514 2盤左91.23498 91.23511 盤右91.23

16、524 3盤左91.23531 91.23521 盤右91.23511 4盤左91.23480 91.23467 盤右91.23455 180度1盤左91.23450 91.23458 91.23453 盤右91.23466 2盤左91.23486 91.23467 盤右91.23448 3盤左91.23415 91.23425 盤右91.23435 4盤左91.23473 91.23461 盤右91.23449 270度1盤左91.23503 91.23523 91.23509 盤右91.23543 2盤左91.23502 91.23479 盤右91.23455 3盤左91.23534 91

17、.23517 盤右91.23499 4盤左91.23513 91.23518 盤右91.23522 制表：黃劍 日期：2015.8.27數據分析：本次實測方向值儀器距目標水平平均距離測得為112.3963mm；根據誤差傳播定理（其中m1為儀器對點誤差所引起的角度誤差、m2為儀器自身誤差、m3為照準目標誤差）；m2取2，m3取0.5；推算得出m1=1.97，對中誤差 結 論：經數據分析粗略計算，儀器對中誤差達到1.07mm，遠超出規范要求的0.5mm，應此此項為要因。要因確認五：目標偏心誤差確認方法：現場實測及數據分析標 準：目標偏心誤差小于0.5mm實 測：我們通過固定儀器，旋轉對點基座0、9

18、0、180、270度對同一點位目標測角測距，分析其對點精度表6 固定儀器變動目標測量成果儀器對點器方向測回數實測方向值 （）一測回平均方向（）平均方向值（）測角中誤差（）0度1盤左63.11289 63.11305 63.11296 2.93盤右63.11321 2盤左63.11322 63.11295 盤右63.11268 3盤左63.11301 63.11279 盤右63.11257 4盤左63.11292 63.11307 盤右63.11321 90度1盤左63.11381 63.11364 63.11356 盤右63.11347 2盤左63.11349 63.11364 盤右63.11

19、378 3盤左63.11371 63.11357 盤右63.11343 4盤左63.11334 63.11338 盤右63.11341 180度1盤左63.11267 63.11284 63.11301 盤右63.11301 2盤左63.11299 63.11292 盤右63.11285 3盤左63.11323 63.11337 盤右63.11351 4盤左63.11263 63.11292 盤右63.11321 270度1盤左63.11339 63.11355 63.11342 盤右63.11371 2盤左63.11332 63.11311 盤右63.11289 3盤左63.11356 63

20、.11364 盤右63.11371 4盤左63.11363 63.11337 盤右63.11311 制表：黃劍 日期：2015.8.27數據分析：本次實測方向值儀器距目標水平平均距離測得為120.0054m；根據誤差傳播定理（其中m1為目標偏心誤差所影響的角度誤差、m2為儀器自身標稱精度誤差、m3為照準目標誤差）；m2取2，m3取0.5；推算得出m1=2.08，目標偏心誤差結 論：經數據分析粗略計算，目標偏心誤差達到1.21mm，遠超出規范要求的0.5mm，應此此項為要因。要因確認六：溫度、氣壓變化影響儀器性能確認方法：現場實操檢查標 準：盡量選擇一天中的同一時刻對監測數據進行監測實 測：一天

21、中早晨氣溫較低時和中午氣溫較高時對同一基線邊進行測量。結 論：通過實測證實，溫度氣壓的變化對測角影響不大，對測距有比例誤差影響，由于水平位移監測點距離較近（120m內），所以其對測距影響較小，并且全站儀中通過輸入實時溫度氣壓，可以對溫度氣壓改變帶來的誤差進行改正。綜上所述，此項非要因。要因確認七：陽光直射影響儀器性能確認方法：現場實操檢查標 準：盡量在早晨陽光不大時進行數據采集，陽光較強時給儀器打傘遮陽實 測：在中午陽光較大時進行測量，固定儀器、固定目標對同一角度距離進行實測表7 太陽直射時測量成果測回數實測角度值 （）一測回平均角度（）平距（m)1盤左45.53191 45.53182 93

22、.5389盤右45.53173 93.53932盤左45.53292 45.53273 93.5385盤右45.53254 93.53913盤左45.53288 45.53325 93.5393盤右45.53361 93.53884盤左45.53368 45.53384 93.5399盤右45.53400 93.5398 制表：黃劍 日期：2015.8.27數據分析：以上四個測回計算得出平均測角中誤差為：8.56，儀器標稱精度2，4各測回的測角中誤差理論值為2*/=1.41結論：經實測得出，陽光直射儀器，使得儀器局部溫差過大，出現整平氣泡跑偏，對點偏移較大，嚴重影響測量成果質量。因此，此項是要

23、因。要因確認八：現有儀器設備采用極坐標法不能滿足精度要求確認方法：誤差理論精度分析標 準：保證測量點點位中誤差小于1.5mm精度分析：本次使用的索佳全站儀標稱精度為測角2，測距2mm+2ppm，我們以距離工作基點最遠的120m處的監測點進行分析。點位中誤差：（m1為測角誤差、m2為測距誤差)m1=2/206265*120=1.16mm，m2=2+2*0.12=2.24mmm中=2.52mm點位中誤差分解到垂直于基坑方向得出有效點位中誤差為：結 論：用2秒級、2mm+2ppm級全站儀觀測一個測回得到變形量的中誤差為1.78mm1.5mm，此臺全站儀使用極坐標法監測水平位移不能滿足規范要求精度，所

24、以此項是要因。結合上面8條末端原因分析，嚴重影響基坑墻頂水平位移監測數據精度主要因素有4點：儀器對中誤差超標；目標偏心誤差超標；陽光直射影響儀器性能；現有儀器采用極坐標法達不到精度要求。七、制定對策通過驗證找出主要導致墻頂水平位移精度超限的4個重要因素后，小組成員經過反復討論，制定了相應的對策，并編制了對策措施表。QC小組討論會議表8 對策措施表序號要因對策目標措施完成地點責任人完成時間1儀器對中誤差改變儀器對中方法使得對中誤差小于0.5mm采用強制對中觀測墩作業現場曾慶春黃劍張良偉趙宏偉羅浩威2015.8.27至2015.9.192目標偏心誤差降低目標高度使得目標偏心誤差小于0.5mm直接在

25、冠梁（或擋墻）上埋設對中裝置，棱鏡距離監測點位高度低于30cm作業現場3陽光直射影響儀器性能避免陽光直射儀器作業環境保持相對一致每日清晨進行外業數據采集，陽光強烈時打傘遮陽，儀器架設適應環境10-15分鐘后進行觀測作業現場4測量方法的選擇不合適選擇合適的測量方法在不更換現有全站儀的前提下，通過測量方法的改進，使其達到監測精度要求論證測小角法是否滿足精度要求內業評定及外業實踐制表：曾慶春 日期：2015年8月27日八、對策實施主要完成人員：曾慶春、黃劍、趙宏偉、羅浩威根據規范規定精度要求，并結合現場實際、現有儀器設備情況，針對墻頂水平位移監測數據精度不達標，做好現場規范操作及測量方法的改進，并且

26、嚴格按照控制要點進行全程控制。根據制定的各項對策，QC小組成員按照制定的對策組織相關人員進行實施：實施一:儀器采用強制對中觀測墩在基坑東西端頭各設置兩組強制對中裝置，每組沿冠梁走向設置，用于架設儀器及后視棱鏡。強制對中墩采用現澆混凝土，內設鋼筋籠，基礎深入地面50cm，并鉆孔植入鋼筋，確保觀測墩的穩定性。結 論：通過采用強制對中裝置，實現了控制點與全站儀的無縫對接，消除了儀器對中誤差的影響。實施二:降低點位照準目標高度在冠梁（或擋墻）上通過鉆孔，用植筋膠植入配套棱鏡連接頭，觀測時直接安制棱鏡。結 論：通過改進監測點，降低了目標棱鏡的高度且直接安放棱鏡消除了棱鏡基座的對中誤差。實施三:每日清晨進

27、行測量，在陽光強烈時給儀器打傘選擇每天上班后8:00-9:00這段時間進行數據采集，在陽光強烈時，給儀器打傘。作業前將儀器安制好后，放置10-15分鐘后，完全適應環境后進行作業。 結 論：通過此措施避免了因陽光照射造成全站儀局部溫差過大，影響儀器的穩定性。實施四:采用測小角法對墻頂水平位移進行數據采集及數據分析通過以上三個措施實施后，發現本項目所用的索佳SET-2X全站儀，在測角精度上可以滿足要求，但測距精度難以滿足要求。固我部QC小組進行討論，決定采用測小角法對向觀測。其優點是測距誤差影響可忽略不計。測小角法是利用全站儀精確地測出基準線與置鏡點到觀測點視線之間所夾的微小角度，并按下列公式計算

28、偏離量，再通過兩次偏離量之差即可得出水平位移量（式中：S為置鏡點到觀測點的距離，=206265。）對上式進行全微分，并轉成中誤差可得： （1）由于我們的基準線是沿冠梁方向，值非常小，由上面誤差公式可以看出，測距誤差ms對于偏離量影響非常小。所以我們完全可以只在初始值采集時測量一次S值，后期的監測中認為該值不發生變化。這將很大的減輕外業量，提高了工作效率。我們現在忽略外界條件、儀器對中誤差及目標偏心誤差的影響，只討論側小角法的誤差。上式（1）中的第二項可以忽略簡化為： （2）我們測角一個測回，固m取2，S取120m，得出ml=1.16mm 水平位移變化量 ，根據誤差傳播定理得出。結 論：我們采用

29、對向觀測兩次，固最終水平位移變化量中誤差為：，滿足規范要求。九、效果檢查1、目標實現情況QC小組成員在所有實施對策全面落實后，對北側6個監測點位進行了一周的觀測（2015.9.10-2015.9.16），詳見下表示。表9 QC活動后監測數據成果表置鏡點：JZD1 后視點：JZD2 點號單日變化量mm（+為向基坑方向，-為向基坑外）平距（m）9/109/119/129/139/149/159/16()l (mm)()l (mm)()l (mm)()l (mm)()l (mm)()l (mm)()l (mm)ZQS7109.5663.1 1.6 -4.2 -2.2 4.5 2.4 2.1 1.1

30、-3.1 -1.6 -4.0 -2.1 4.2 2.2 ZQS890.094-4.1 -1.8 -2.1 -0.9 -5.1 -2.2 2.0 0.9 2.1 0.9 3.1 1.4 2.3 1.0 ZQS974.5971.3 0.5 -5.1 -1.8 4.1 1.5 3.0 1.1 -3.9 -1.4 -4.1 -1.5 4.2 1.5 ZQS1056.6892.3 0.6 -6.9 -1.9 -4.1 -1.1 -8.5 -2.3 6.1 1.7 6.0 1.6 3.1 0.9 ZQS1137.06911.1 2.0 -8.8 -1.6 -4.9 -0.9 9.3 1.7 -1.1 -0

31、.2 4.3 0.8 -8.3 -1.5 ZQS1224.5099.1 1.1 10.0 1.2 -8.4 -1.0 -6.8 -0.8 7.2 0.9 7.4 0.9 -5.8 -0.7 置鏡點：JZD2 后視點：JZD1 點號單日變化量mm（+為向基坑方向，-為向基坑外）平距（m）9/109/119/129/139/149/159/16()l (mm)()l (mm)()l (mm)()l (mm)()l (mm)()l (mm)()l (mm)ZQS730.10413.2 1.9 -10.1-1.5 -8.9 -1.3 9.5 1.4 6.6 1.0 -3.6 -0.5 -0.8 -0.

32、1 ZQS849.5713.4 0.8 -9.2 -2.2 3.1 0.7 2.8 0.7 5.3 1.3 -4.3 -1.0 -8.0 -1.9 ZQS965.0690.9 0.3 -4.4 -1.4 3.3 1.0 -1.6 -0.5 -2.3 -0.7 -1.4 -0.4 4.9 1.5 ZQS1082.9824.2 1.7 -2.3 -0.9 3.2 1.3 -1.4 -0.6 -3.3 -1.3 -2.3 -0.9 5.3 2.1 ZQS11102.606-2.1 -1.0 -2.0 -1.0 3.1 1.5 1.1 0.5 0.6 0.3 3.5 1.7 -1.8 -0.9 ZQS

33、12115.1762.3 1.3 -3.2 -1.8 -1.1 -0.6 3.1 1.7 1.1 0.6 -2.3 -1.3 1.9 1.1 表10 對向觀測平均水平位移日變化量點號單日變化量mm（+為向基坑方向，-為向基坑外）9/109/119/129/139/149/159/16點位中誤差（mm）平均點位中誤差（mm）ZQS71.8 -1.9 0.5 1.3 -0.3 -1.3 1.1 1.37 1.06mmZQS8-0.5 -1.6 -0.7 0.8 1.1 0.2 -0.5 0.92 ZQS90.4 -1.6 1.3 0.3 -1.1 -1.0 1.5 1.21 ZQS101.2 -1.4 0.1 -1.4 0.2 0.4 1.5 1.14 ZQS110.5 -1.3 0.3 1.1 0.1 1.3 -1.2 1.01 ZQS121.2 -0.3 -0