基于QC方法降低换流站二次精平土方计算误差

朱九利 杨彪 王锋

本文结合近几年的换流站工程，采用QC方法，通过前期调查、过程管控、统计分析等手段，有效降低了换流站二次精平土方计算误差，为以后工程进一步提高计算准确性提供了有力的技术支撑。

一、课题选择

近年来，随着国家对环境保护重视程度的日益提高，建设项目土方挖填不平衡，项目后期弃土或购土不仅需要追加资金投入，而且是影响项目能否通过环水保验收的重要因素。减少建设项目土方平衡计算误差，对项目建设管理十分重要。

换流站土方平衡计算分为场平和二次精平两个阶段，场平阶段施工末期，可以通过调整场平标高弥补计算误差；二次精平在土建施工尾期进行，此时站内建构筑物基础、地下设施均已施工，设计标高不能调整，二次精平的计算误差势必导致工程后期弃土或购土。因此，降低二次精平土方平衡计算误差尤为重要。

换流站工程建设规模及占地面积大，土方工程量大，具有基槽数量多、种类杂的特点，而行业内尚未形成通用的二次精平计算方法，在实际工程中设计人员常通过估算或经验法确定。而由于换流站地质条件的复杂性和建设规模的不同，估算或经验法往往误差较大，难以满足实际工程的需要。

1.设计现状

按照目前主要土方平衡计算方式，根据我院负责设计的换流站工程项目，小组成员选取了古泉换流站、郑州换流站、双龙换流站、北京换流站、驻马店换流站等五个工程设计项目，对项目的土方平衡计算误差进行了统计，如表1所示。各个项目的土方平衡计算误差平均值为7.78%。场平阶段计算误差平均为3.95%，二次精平阶段计算误差为11.60%。

表1 换流站工程土方挖填计算误差统计表

2.业务需求

为避免工程后期追加弃土或购土投资，确保工程顺利通过环水保竣工验收，建设单位对换流站土方平衡计算准确性要求越来越高，要求二次精平挖方和填方基本平衡，二次精平计算误差控制在10%以内。

3.存在问题

针对上述各个换流站工程项目，场平阶段土方平衡计算较为准确，计算误差均小于5%，平均误差值为3.95%，在建设单位项目质量控制目标范围内。但二次精平土方平衡计算误差较大，均高于10%，平均误差值为11.60%，无法满足建设单位更高的要求，迫切需要降低换流站二次精平计算误差。

4.选题

为了满足市场要求和发展需要，就必须降低换流站二次精平计算误差，以避免工程后期发生大量弃土或购土情况，确保工程顺利通过环水保竣工验收，经小组分析讨论，提出将“降低换流站二次精平计算误差”作为本次QC活动的选题。

二、现状调查

为了找到问题的症结所在，小组成员对换流站二次精平土方平衡计算分量的组成进行了调查分析，二次精平土方平衡计算可以分为基槽余土（VW）工程量计算、最终松散系数（K）取值、二次精平回填量（VT）、场平阶段土方平衡余量（VL）、其它零星土方量（VS）五个计算分量。

换流站二次精平土方平衡赢方或亏方计算公式为：V= K×VW- VT+ VL+ VS，计算结果正数表示赢方，负数表示亏方。

小组成员从换流站基槽余土工程量统计分工、计算组成、最终松散系数取值、二次精平回填量计算、场平阶段土方平衡余量计算、其它零星土方量计算、二次精平计算误差分析等方面分别进行了现状调查，并对已完成的古泉换流站等五个项目的二次精平计算误差进行分类调查统计，根据各组成部分误差，计算各部分组成占总误差的比重，制作频数统计表，最终得出基槽余土工程量的计算误差占比为61.21%，是影响换流站二次精平计算准确度的症结所在。

三、设定目标

根据现状调查结果及收集的相关数据，目前换流站二次精平计算误差平均为11.6%，而主要的建设方—国网、南网等要求设计将计算误差尽量控制在10%以内。根据对变电站项目二次精平土方计算误差的分析统计，得出变电站项目二次精平土方计算误差在8%左右，故设定本次QC活动的目标为：将换流站二次精平工程量计算误差控制在8%以内。

四、原因分析

设定目标后，小组成员为解决现状调查找出的问题症结，从人、机、料、法、环、测等方面展开原因分析，对产生基槽余土计算不准确的原因进行层层分析，最终找到6个末端因素，绘制了原因分析系统图并制定了要因确认表。

图1 原因分析系统图

表2 要因确认表

图2 末端因素对症结影响程度调查结果

通过对全部6项末端因素的分析结果，QC小组找到了造成基槽余土计算误差大的主要原因：计算规则不完善及未动态复核。

五、制定对策

针对要因一“计算规则不完善”，实施对策“完善计算规则，制定标准化计算模板”。针对要因二“未动态复核”，实施对策“制定动态复核机制”。

表3 对策表

六、对策实施

1.针对要因一对策—完善计算规则，制定标准化计算模板

措施一：对现行计算规则进行分析，主要包括道路土方计算、沟槽土方计算、基础土方计算和桩基土方计算等，为了方便下一步制定标准计算规则，将现行计算规则与实际工程情况做了详细的对比分析。

措施二：根据计算规则的不完善，对需要修改的计算规则进行了标准制定。

措施三：根据完善后的计算规则，制定标准化计算表格模板。

2.针对要因二对策—制定动态复核机制

措施一：制定基槽余土变化实时反馈机制。

措施二：制定施工图复查机制。

七、效果检查

1.目标检查

对策实施后，小组成员重新计算了上述古泉换流站、郑州换流站等5个项目的引起二次精平误差各因素的误差情况，经统计分析，二次精平误差率降至6.80%，达到了我们设定的目标值8.00%，表明小组成员提高了变电工程二次精平计算准确度，达到了预期的目标。

表4 对策实施后换流站工程二次精平计算准确度统计表

2.症结检查

对策实施后，小组成员再次考虑二次精平工程量各组成所占权重比例后，得出各组成部分误差，根据各组成部分误差，计算各部分组成占总误差的比重，制作频数统计表，结论为基槽余土计算误差占比由原来的61.21%降至33.82%，已不是影响换流站二次精平计算准确度的症结。

3.效益检查

技术效益：本次活动小组建立了变电工程基槽余土计算标准化规则库，为后续进一步提高计算准确性提供了有力的技术支撑。

经济效益：本次活动提高基槽余土计算准确度，为合理确定工程总投资奠定了基础，进一步提升竞争优势。

社会效益：本次活动的成果顺利在其他项目上推广使用，经过实测，提高了基槽余土计算准确性，提升了计算效率，减少了工程建设中购土或弃土工程量，达到了良好的水土保持效果，得到了公司和业主一致好评。

八、巩固措施

1.成果标准化

为了巩固成果，让换流站工程二次精平计算更加高效、减小计算误差，小组成员在完善计算规则的基础上，建立了换流站工程二次精平标准化计算表，并在一些工程项目中逐步推广使用。

2.管理制度化

为加强设计人员质量意识，小组建议将基槽余土变化反馈机制纳入施工图质量管理规定，并制定施工图复查制度，小组成员编写了相关制度条文，报科室批准后纳入科室质量管理体系。

3.巩固期检查

为了进一步验证活动成果的有效性，小组成员将本次QC活动成果利用到了武汉换流站、柳北换流站等工程项目，并对计算准确度进行了统计，各项目二次精平计算误差率平均值为6.60%，且均小于目标设定值8.00%，本次QC活动的成果持续有效。

九、结束语

在活动过程中，QC 小组成员既增强了开展 QC 活动的信心，又提升了自己独立思考和分析问题的能力，同时也塑造了团队精神，进一步提高了员工参与 QC活动的积极性，从而能够更好地开展下一步工作。经过本次 QC 小组活动，所有参建人员对质量意识都有了较深刻的认识和提高，同时 QC 小组成员也进一步提升了自己独立思考和分析问题的能力，经济效益和社会效益十分显著。