运用QC活动方法提高国际项目超远距离运输后混凝土坍落度合格率

白 颢

（中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川 成都 611130）

0 前 言

风机基础混凝土浇筑通常采用“就地拌和、及时浇筑”的施工方式。然而，国际项目受当地国条件制约以及项目“短平快”的特点影响，有时不得不超远距离采购商品混凝土。

以哈萨克斯坦某风电项目为例，本项目机组基础采用浅埋现浇钢筋混凝土梁板式重力基础，结构上分为上下两部分，风电机组基础混凝土强度等级采用B35（和国内C40相当），体积约为500 m3，基底下部设0.1 m厚的B10混凝土垫层，体积约50 m3。整个项目混凝土总用量为13 200 m3，风机基础混凝土属于高强度、大体积混凝土，浇筑过程要求连续、不中断。

受PPA购电协议中间节点条款约束，项目现场需在2个月内完成现场70%的风机基础土建工程量，修建临时拌合站的方式不能满足工期要求。与此同时，当地混凝土商用拌合站（以下简称“商拌站”）资源稀缺，附近满足产能及项目技术要求的商拌站只有2家，到现场各个机位的距离约在170～210 km，商品混凝土在经过2～3 h的长途运输后极易出现坍落度不合格的现象，从而导致混凝土报废，极大地影响大体积混凝土质量、浇筑的连续性和进度。

1 研究目的

按照当地对于坍落度的要求，混凝土浇筑前的坍落度合格率需达到90%以上（哈国规范标准规定，混凝土浇筑前的坍落度合格值应为16.0～18.0 cm）。

本项目先期以10台风机垫层混凝土浇筑为样本，记录了经超远距离运输后，商品混凝土坍落度值。据统计，坍落度合格率仅为62.5%，不满足现场费用和进度要求。

面对混凝土运输距离远、运输车次繁多、施工工期短等诸多问题，本文运用QC的小组活动方法，旨在研究提高超远距离混凝土运输后坍落度合格率的措施和方法，进而保证大体积混凝土的浇筑质量，以期达到质量、费用和进度要求。

2 现状调查

本项目混凝土采用罐车运输，选用的B35混凝土初凝时间约为3～4 h。经拌合后的出机口混凝土坍落度合格率为100%（坍落度值为16.2～18 cm）。经超远距离运输后，商品混凝土坍落度合格率仅为62.5%，车辆的平均运输时间约为172 min，每分钟坍落度损失值约为0.12 mm。

为了进一步分析坍落度合格率低的主要原因，本文对坍落度不合格的症结进行了细致分析，影响因素统计参见图1所示。

图1 坍落度不合格频次情况统计

经过分析可知，超远距离运输后商品混凝土的流动性差是影响超远距离混凝土运输后现场坍落度不合格的主要原因。因此，改善超远距离运输过程后混凝土流动性是提升浇筑前的坍落度合格率的主要手段。

3 要因确认

现场对造成混凝土流动性差的原因进行了分析，并绘制了树状图（见图2）。从树状图上共得出9条末端因素，对9条末端因素进行逐一研究，确认其是否为影响混凝土流动性的主要原因［1］。

由图2得出的末端原因，本文逐一进行了详细论证［2］，结果如表1所示。

图2 混凝土流动性差的原因

表1 主要原因分析

（1）车辆未按照约定时间运输。本文对于其中4台风机基础垫层的混凝土运输时间可控度进行了分析。其中自备车辆使用占比为65.6%，社会车辆运输占比为34.4%；商品混凝土车辆运输时间整体的可控合格率为78.1%，其中社会车辆54.5%，自备车辆可控合格率90.5%。社会车辆运输的混凝土坍落度合格率明显低于自备车辆运输合格率。如果将社会车辆运输时间可控度优化到自备车辆水平，可以大幅降低坍落度损失值，从而大大改善运输后混凝土的流动性。因此，车辆未按照约定时间运输是主要原因。

（2）混凝土运输路况差。在商品混凝土运输路况条件下，虽然前一段为高速公路，但后一段却为土路，且泥泞难走，在土路段速度骤降为10.43 km／h。通过与常规道路车速比较（在普通公路段通行实测速度平均约为30 km／h），土路段车辆过于缓慢，不能满足常规通行标准。但是，由于土路段公里数较短，即使通过改善道路状况，将土路段车速提升为30 km／h，预计车辆运输时间仅节省10 min左右，占整体运输时间的5.8%，对超远距离运输后的混凝土流动性影响较小。因此，混凝土运输路况差不是主要原因。

（3）运输调度体系不完善。现场传统组织结构的管理重点在于混凝土运输后端，但是对于运输过程中的车辆跟踪、动态协调等方面疏于管理，难以满足车辆有序衔接的要求。项目管理过程必须对运输车辆进行合理安排、实时监控、及时协调，保证坍落度预计损失值大的混凝土优先浇筑，尽最大可能提升混凝土浇筑前的坍落度合格率，保证大体积混凝土浇筑过程的连续性，避免产生施工冷缝。因此，运输调度体系不完善是主要原因。

（4）运输车辆密封性差。运输正值当地盛夏，天气炎热干燥，现场直接采用混凝土搅拌车进行运输。在装运混凝土前，成员应认真检查运输设备内是否存留有积水，并将内壁粘附的混凝土清除干净。每次运输前重新清洗搅拌筒，并擦净后继续运输，把控好运输环境。通过调查可以得出，混凝土罐车密封措施好，因此混凝土罐车的密封性差不是影响混凝土流动性的主要因素。

EPU代表经济政策不确定性程度。美国西北大学、斯坦福大学和哈佛大学的Baker、Bloom和Davis 3位学者采用文本分析等方法对世界主要经济体的经济政策不确定性程度进行了衡量，编制了世界主要区域、国家和地区的经济政策不确定性指数 （Economic Policy Uncertainty，EPU指数）。本文以该指数月度数据为基础，借鉴Gulen和Ion［13］的思路，使用每年12个月的几何平均数衡量各国和地区经济政策不确定性程度，具体计算方法是：

（5）人员培训不到位。实际工作中，现场所有人员需考核合格，技术人员的工作成果合格率为100%，符合标准要求。因此培训不到位不是主要原因。

（6）奖惩措施未落实。项目现场制定了详实的奖惩细则，并且在项目现场严格按照奖惩细则落实奖惩制度，调查过程中工人到岗考勤率为100%，目标工作完成度为100%。因此奖惩措施未落实并不是主要原因。

（7）混凝土搅拌时温度高。现场已经采取了加冰的措施，使拌和混凝土的出机温度控制在22.3～23.5℃之间，该温度大大避免了混凝土水分散失的现象。因此混凝土搅拌时温度高不是影响混凝土流动性的主要原因。

（8）骨料含水率低。现场通过实验，采取了覆膜的措施，一定程度提高了骨料含水率。但是，通过实验数据对比，不同骨料含水率拌和后的高低对混凝土拌合后的流动性和坍落度值影响较小，因此骨料含水率低不是主要原因。

（9）外加剂掺入时间不当。施工现场的预先计划为拌合后140 min加入外加剂。然而，通过现场实际操作，拌合后140 min加入定量外加剂并不能满足要求。现场通过多次试验，调整外加剂加入时间，提前至入仓前30 min，更能有效缓解混凝土后期流动性差的问题，延长混凝土初凝时间。通过控制外加剂掺入时间，坍落度损失率可降低约35.1%。因此，外加剂掺入时间不当是主要原因［3］。

4 实施对策

表2 实施对策

（1）提升运输车辆的时间受控度。针对车辆未按照约定运输时间的主要原因，现场采取措施见表2。现场措施实施后，运输车辆的时间可控度得到有效提升，大大缩减了运输时间，自备车辆使用率提升至100%，运输车辆受控度由先前的78.1%提升至93.75%，对策目标完成。具体数据如表3所示。

表3 现场车辆控制统计

（2）建立基于信息管理的全过程管理组织体系。针对现场管理组织体系不完善的问题，建立了商品混凝土运输调度监控信息管理系统，进行混凝土的生产运输全过程管控。该体系由一级系统（混凝土拌合站管控）、二级系统（混凝土运输管控）和三级系统（混凝土运抵管控）三部分组成。

通过基于信息化的三级组织管控体系，实现商品混凝土生产精确计划，对车辆运输状态进行实时追踪。相关监控、调度、处理流程如图3所示。

图3 商品混凝土运输调度组织管理体系

经对混凝土出站、运输、运抵的全过程控制，保证了现场混凝土的流动性，最终确保现场浇筑的连续性［4］。新体系的建设，保证了信息化管控覆盖全流程，信息化普及率达到100%，车辆及时起运的合格率由先前的69%提升至100%，满足对策目标要求。

（3）优化外加剂掺入时间。哈国外加剂属于综合性外加剂，兼具缓凝剂、减水剂、泵送剂等功能。调整外加剂掺入时间的不同掺入法，比较后期混凝土的流动性，最终选择适合现场实际情况的掺入时间，控制外加剂加入时间为混凝土拌和后120 min左右，满足对策实施的目标要求。平均坍落度损失值由先前的2.1 cm降低为1.6 cm，更好地延缓了初凝时间，满足对策目标要求（见表4）。

表4 调整外加剂加入时间，降低坍落度损失（环境温度30℃）

5 技术经济及社会效益

5.1 技术经济效益

通过开展QC活动，严格把控混凝土罐车的运输时间，精细化管控混凝土从拌和到运输的整个过程，将现场混凝土的坍落度合格率从62.5%提高至93.75%，保证了远距离混凝土浇筑施工质量。

后期，项目部再次对5台风机基础进行了超远距离运输后的混凝土浇筑。相较于本文研究过程中的混凝土垫层浇筑，基础浇筑对混凝土质量要求更为严苛，坍落度不合格可能会带来整车报废的后果。如果前期没有进行坍落度合格率改进，基础浇筑过程可能会导致较高的报废率。如果按照先期的现状条件组织混凝土供应，202车次可能报废76车（报废率为37.5%），每车10 m3，按照700元／m3的单价，共计532 000元（700元／m3×10 m3×76车）。因此本文的QC活动研究可节约约532 000元。

5.2 社会效益

本次QC活动的开展，助力完成了风电项目PPA形象工期的节点，避免了项目可能存在的被处罚风险，并且通过严密的组织程序和改进手段，向国外业主和施工分包商充分展示了中国公司的施工组织管控能力。

6 结 语

风电项目一直以来是世界增长最快的发电能源形式之一，中国风电技术也日臻成熟，在海外市场竞争力持续提升。在国家“一带一路”倡议的相关政策以及国际大力发展清洁能源的战略部署下，中国企业后续必将大规模参与到国际风电工程建设中。

本文以哈萨克斯坦某国际风电项目为例，以“混凝土经超远距离运输后的坍落度”为研究切入点，通过QC活动的小组形式，总结了国外项目超远距离商品混凝土运输过程的质量控制经验，全面锻炼并提高了人员分析解决问题的能力，对混凝土的超远距离运输和施工有了更深、更全面的见解。本文从多个因素入手分析了影响混凝土浇筑前坍落度值的原因，同时提出了针对性的解决措施和管控体系，对后续国外项目的风电建设施工管理工作有重要的参考价值。