(山東省水利工程局有限公司，山東 濟(jì)南 250013)

1 鋪設(shè)工具研制概況

龍河新區(qū)PPP項(xiàng)目屬于石家莊市生態(tài)環(huán)境治理重點(diǎn)工程，其中潴龍河龍河新區(qū)段生態(tài)水系恢復(fù)工程采用鈉基膨潤(rùn)土防水毯對(duì)河道進(jìn)行防滲處理。鈉基膨潤(rùn)土防水毯施工主要采用人工鋪設(shè)，無(wú)輔助工具。該施工方式存在人工鋪設(shè)難度較大、工作效率較低、勞動(dòng)強(qiáng)度大等問(wèn)題。施工單位為完成設(shè)定的目標(biāo)，針對(duì)這一難點(diǎn)，分析影響目標(biāo)的主要、次要因素，提出了解決主要因素的措施，有效加快了工程進(jìn)度，節(jié)約了施工成本。

2 施工調(diào)查

經(jīng)調(diào)查，現(xiàn)階段人工完成一卷防水毯的鋪設(shè)需要約28min(其中，運(yùn)輸3min，人工攤鋪22min，人工整平1min，搭接處理2min)，人工攤鋪階段花費(fèi)了大量時(shí)間，勞動(dòng)強(qiáng)度大，人工消耗大且工作效率低。河道上游水庫(kù)需在汛期前放水，河道需承擔(dān)放水任務(wù)，河道防滲主體工程必須在兩個(gè)月內(nèi)完成，鋪設(shè)效率需達(dá)到13.6min/卷?，F(xiàn)有的施工方法無(wú)法滿足要求。

根據(jù)以上現(xiàn)狀，為在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成工程，需研制膨潤(rùn)土防水毯鋪設(shè)工具，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高施工效率，使人工鋪設(shè)效率達(dá)到12.0min/卷。

3 最佳方案確定

3.1 方案選擇

根據(jù)目標(biāo)要求，從降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度、提高工作效率角度出發(fā)，提出兩種設(shè)計(jì)方案：

a.直桿式膨潤(rùn)土防水毯鋪設(shè)工具。利用杠桿原理，用該工具撬動(dòng)卷柱狀防水毯向前鋪設(shè)，見(jiàn)圖1。

圖1 直桿式膨潤(rùn)土防水毯鋪設(shè)工具示意圖

b.彎鉤式膨潤(rùn)土防水毯鋪設(shè)工具。采用端部彎鉤拉動(dòng)卷柱狀防水毯向前鋪設(shè)，工人站在防水毯鋪設(shè)前段向后傾走，順勢(shì)拉動(dòng)防水毯，見(jiàn)圖2。

圖2 彎鉤式膨潤(rùn)土防水毯鋪設(shè)工具示意圖

根據(jù)以上兩個(gè)方案，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，針對(duì)兩種方案工具分別鋪設(shè)10卷防水毯并記錄相應(yīng)數(shù)據(jù)，在試驗(yàn)過(guò)程中分析出每個(gè)方案的技術(shù)特點(diǎn)，以便選定最佳方案。

a.方案一：直桿式膨潤(rùn)土防水毯鋪設(shè)工具單個(gè)制作成本約70元，采用杠桿原理，工人用該工具撬動(dòng)卷柱狀防水毯向前鋪設(shè)，使用方便，但實(shí)施過(guò)程中有劃破防水毯的風(fēng)險(xiǎn)，經(jīng)過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)及計(jì)算單卷防水毯耗時(shí)約17.1min，未能達(dá)到預(yù)期效果。

b.方案二：彎鉤式膨潤(rùn)土防水毯鋪設(shè)工具單個(gè)制作成本約60元，工人站在防水毯鋪設(shè)前段向后傾走，順勢(shì)拉動(dòng)防水毯滾動(dòng)，省力且易操作，經(jīng)過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)及計(jì)算單卷防水毯耗時(shí)約10.8min，達(dá)到了預(yù)期效果。

從經(jīng)濟(jì)合理性、技術(shù)可行性、工作效率等因素進(jìn)行對(duì)比分析，方案二在各方面更具優(yōu)勢(shì)，故選定方案二“彎鉤式膨潤(rùn)土防水毯鋪設(shè)工具”作為可行方案。

3.2 方案分解優(yōu)化

為優(yōu)化彎鉤式膨潤(rùn)土防水毯鋪設(shè)工具設(shè)計(jì)，還需解決好材料的選擇、握桿的選擇、直桿與彎鉤的連接方式、工具優(yōu)化4個(gè)方面的質(zhì)量控制問(wèn)題。

3.2.1 材料的選擇

a.采用鋼筋作為工具制作材料：施工現(xiàn)場(chǎng)有余料，無(wú)需另外采購(gòu)，但鋼筋易生銹，工人使用不方便，決定不予采用。

b.采用鋼管作為工具制作材料：方便工人拿握，不易生銹，使用壽命長(zhǎng)，決定采用鋼管為制作材料。

3.2.2 握桿的選擇

a.無(wú)握桿形式：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易攜帶，但工人使用不方便、費(fèi)力，決定不予采用。

b.有握桿形式：增加工人負(fù)重，但易于工人使用、省力，決定采用該方案。

3.2.3 直桿和彎鉤的連接方式

a.直桿與彎鉤采用焊接：焊接牢固，但外形不美觀，費(fèi)用高，決定不予采用。

b.直桿與彎鉤為一體：結(jié)構(gòu)牢固，制作難度大，但連接更加牢固，使用壽命長(zhǎng)，決定采用該方案。

3.2.4 工具優(yōu)化

a.握桿處和彎鉤處不加橡膠套，直桿長(zhǎng)度為1.0m：成本較低，使用時(shí)磨手，易劃破防水毯，長(zhǎng)度較短，不省力，決定不予采用。

b.握桿處和彎鉤處加橡膠套，直桿長(zhǎng)度為1.2m：可防止工人磨傷手、劃破防水毯，長(zhǎng)度適中，利于工人使用，但制作成本相對(duì)較高，決定采用該方案。

依據(jù)以上方案比選，最終確定各最佳分級(jí)方案，見(jiàn)圖3。

圖3 方案系統(tǒng)圖

4 制定對(duì)策

依據(jù)選定的最佳方案及分級(jí)方案，制定對(duì)策。

a.工具材料：項(xiàng)目部繪制加工圖紙并召開(kāi)圖紙專(zhuān)項(xiàng)評(píng)審會(huì)議，根據(jù)圖紙相關(guān)要求，委派專(zhuān)人到建材市場(chǎng)采購(gòu)鋼管等材料并對(duì)購(gòu)買(mǎi)的材料進(jìn)行復(fù)檢，達(dá)到合格率100%。

b.工具制作：由專(zhuān)業(yè)工人對(duì)照?qǐng)D紙下料加工，進(jìn)行工具焊接制作，達(dá)到各部分尺寸偏差小于0.5mm。

c.工具檢測(cè)：主要負(fù)責(zé)人在施工現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查檢測(cè)工具的穩(wěn)定性及強(qiáng)度，調(diào)查工人對(duì)工具使用的反饋信息，穩(wěn)定性及強(qiáng)度檢測(cè)合格率達(dá)到95%且滿足工人使用要求。

5 對(duì)策實(shí)施

5.1 繪制加工圖，依據(jù)圖紙購(gòu)買(mǎi)材料

根據(jù)制定的方案繪制工具圖。由公司總工召開(kāi)專(zhuān)題會(huì)議，對(duì)繪制的工具圖紙進(jìn)行評(píng)審，審議并通過(guò)了圖紙方案。根據(jù)圖紙到當(dāng)?shù)卮笮徒ú氖袌?chǎng)采購(gòu)所需材料，通過(guò)嚴(yán)格的篩選及嚴(yán)格的貨物驗(yàn)收，所購(gòu)材料均符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，合格率100%。

5.2 依據(jù)圖紙制作工具

焊工持證上崗，依據(jù)圖紙進(jìn)行下料、加工。握桿圖紙尺寸為300.0mm，尺寸偏差小于0.5mm，實(shí)際焊接尺寸為300.0～300.3mm，符合圖紙要求；直桿圖紙尺寸為1200.0mm，尺寸偏差小于0.5mm，實(shí)際焊接尺寸為1200.0～1200.2mm，符合圖紙要求；彎鉤部分圖紙尺寸為500.0mm，尺寸偏差小于0.5mm，實(shí)際焊接尺寸為500.0～500.4mm，符合圖紙要求；質(zhì)檢員對(duì)所有焊縫進(jìn)行檢查，均符合質(zhì)量要求。

5.3 對(duì)工具進(jìn)行全面檢測(cè)

對(duì)制作好的工具的穩(wěn)定性及強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，抽檢5處，合格率為100%。采用現(xiàn)場(chǎng)詢(xún)問(wèn)的方式，向工人詢(xún)問(wèn)工具的使用情況，工人反饋良好，達(dá)到措施目標(biāo)，提高了工作效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。

6 效果檢查

6.1 工具使用實(shí)踐效果檢測(cè)

在施工過(guò)程中采用彎鉤式膨潤(rùn)土防水毯鋪設(shè)工具，對(duì)使用工具后防水毯鋪設(shè)效率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，防水毯鋪設(shè)效率達(dá)到10min/卷，小于目標(biāo)值12min/卷，達(dá)到設(shè)定目標(biāo)要求，工人反饋工具使用效果良好，有效提高了施工效率，降低了工作強(qiáng)度。

6.2 經(jīng)濟(jì)效益

采用彎鉤式膨潤(rùn)土防水毯鋪設(shè)工具后節(jié)約了人工成本支出，提高了施工效率。通過(guò)對(duì)所取得的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行計(jì)算，傳統(tǒng)人工鋪設(shè)費(fèi)用約為197430元，采用工具后費(fèi)用約為71120元，扣除開(kāi)展研發(fā)活動(dòng)費(fèi)用2000元，共節(jié)省費(fèi)用124310元。

6.3 社會(huì)效益

通過(guò)防水毯鋪設(shè)工具的研制，鈉基膨潤(rùn)土防水毯的施工效率得到大大提高，為標(biāo)準(zhǔn)化工程建設(shè)、品質(zhì)工程建設(shè)以及工程建設(shè)提質(zhì)增效作出了貢獻(xiàn)，為以后工程建設(shè)中鈉基膨潤(rùn)土防水毯施工提供了一種行之有效的方案。