1、.曹妃甸矿石码头三期工程 堆场高杆灯照明在 EPC 管理模式下的质量控制图片更换总承包供电照明 QC 小组报告部门：总承包中交第一航务工程勘察设计院有限公司2011-12-30.一、 工程概况曹妃甸矿石码头三期工程拟在曹妃甸矿石码头曹妃甸港区新建 2 个大型专业化矿石进口泊位，泊位吨级均为 25 万 DWT（最大兼顾到 40 万 DWT） ，码头的设计年运量为 3000 万吨。矿石堆场长约 1600 米，宽 460 米，采用 35 米高杆灯照明，高杆灯设置在堆场的南端和北端，共计 16 盏，满足矿石堆场及 6 条皮带机沿线的作业照明需求，达到矿石堆场及皮带机沿线不低于 5lx 照度值要求。高杆
2、灯采用电动升降式，主要由灯杆杆、可升降灯架、固定架、卷扬机、投光灯、电气控制系统、电缆及其所有安装材料和附件等全套组成。高杆灯杆体采用多边形渐缩插接式，高杆表面进行热浸锌（内外表面） 。二、QC 小组概况及成员情况表 1 小组概况表小组名称 供电照明系统 QC 小组 成立时间 2011 年 03 月 01 日课题名称曹妃甸矿石三期工程堆场高杆灯照明在 EPC 管理模式下的质量控制小组类型 现场型 组 长 高向凯活动日期 2011 年 03 月 01 日至2011 年 12 月 30 日 课题注册 2011 年 3 月 1 日小组成员 7 人 注册编号 2011-12活动频次 2 次/周 QC
3、教育时间 96 学时以上表 2 小组成员状况组长 高向凯 副组长 QC 辅导员 陈秉祥序号 姓名 性别 年龄 文化程度 职称职务 TQC 教育学时1 高向凯 男 46 本科 高工/组员 962 陈秉祥 男 47 本科 高工/组员 963 孙秋萍 女 49 本科 高工/组员 964 赵 强 男 42 本科 高工/组员 965 刘瑞雪 男 28 本科 工程师/组员 96.6 巴 特 男 29 硕士 助工/组员 967 隋 艺 男 25 本科 助工/组员 96二、 选择课题本项目地处曹妃甸矿石码头三期工程，气候条件差，常年风载荷大，自然地理环境较复杂，且唐山地区有发生重大地震灾害历史，预埋螺栓、基础
4、、灯杆及灯头等各方面均可能发生严重的质量安全事故，高杆灯灯杆基础控制及灯杆结构的质量控制十分必要；而工程所在地粉尘大、盐雾情况严重，对于照度的要求较高，高杆灯进行精细化的设计、采购、施工管理尤为重要，以满足堆场区域生产生产作业照明需要。曹妃甸矿石码头三期工程为现代化程度高专业化矿石装卸码头，整个装卸作业都实现高度的自动化，智能化。堆场高杆灯装设摄像头，对堆场区域矿石装卸作业进行监控，高杆灯照明灯进行分组及综合控制，满足三相供电平平衡及节能环保要求，所以堆场高杆灯在满足照明工程的同时需兼顾堆场作业生产及综合控制的需要。目前，大部分高杆灯照明工程都采取以制造厂商单一供货安装的方式，使得高杆灯功能的
5、单一化，只满足照明这一功能；使用维护的复杂化，未能实现综合控制。堆场高杆灯照明工程采取设计、采购、安装、调试试运行的 EPC 管理模式将弥补以上不足，实现高杆灯照明的智能化。高杆灯的设计、制作、安装是多门学科交叉渗透的综合体。涵盖了土建基础、钢结构、机械工艺、供电、照明、控制、监控等专业，涉及到设计、采购、制造、安装、试运行的各个环节，而且各专业间交叉范围多，结合紧密。这就要求高杆灯结构安全牢固、制作工艺精良、安装使用方便，节能绿色环保。所以在 EPC 管理模式下的堆场高杆灯的质量控制尤为重要。四、调查研究、分析现状在项目实施前，QC 质量小组通过调查制造安装厂商已实施曹妃甸地区堆场高杆灯照明
6、的制造、安装及使用情况进行调查统计：根据使用单位的反馈意见及现场调查研究，对各个缺陷项目共检查了 420 个点，不合格点 49 个，合格.率 87.86%。主要缺陷项目如下：（1） 存在设计及设备选型缺陷（2） 电气、控制预埋管数量不足（3） 高杆灯杆体焊接与防腐（4） 照度不足与照度不均匀（5） 高杆灯分组及综合控制未实现（6） 电缆采用直埋方式，容易受损（7） 灯盘升降及电气控制不灵敏（8） 高杆灯接地处理不规范表 3 高杆灯质量缺陷频数、频率统计表序号 不合格因素 频数 频率（%） 累计频率 （%）1 照度不足与照度不均匀 13 25.49 25.492 存在设计及设备选型缺陷 11 2
7、1.57 47.063 灯盘升降及电气操作不灵敏 10 19.61 66.674 灯具分组及综合控制未实现 9 17.65 84.315 电气、控制预埋管数量不足 3 5.88 90.206 电缆采用直埋方式，容易受损 2 3.92 94.127 高杆灯防雷接地不规范 2 3.92 98.048 高杆灯杆体焊接与防腐 1 1.96 100.00.频 数 N=51 累 计 频 率 %102030405020134056078091025.49%47.06%6.7%84.31%90.2%94.12%98.04%照 度 不 足与 照 度 不均 匀 存 在 设 计与 设 备 选型 缺 陷 灯 盘 升
8、降及 电 气 操作 不 灵 敏 灯 具 分 组及 综 合 控制 未 实 现 电 气 、 控制 预 埋 管数 量 不 足 电 缆 采 取直 埋 方 式 ，易 受 损 高 杆 灯 焊接 与 防 腐高 杆 灯 防雷 接 地 不规 范图 1 高杆灯质量问题排列图通过以上分析可知，利用建筑物内金属体做防雷接地装置实施过程中出现的不合格因素原因主要有以下方面：（1）存在设计及设备选型缺陷（2）照度不足与照度不均匀（3）灯具分组及综合控制未实现（4）灯盘升降及电气操作不灵敏从质量问题统计表及排列图可以看出，以上 4 个不合格因素占高杆灯问题的 84.31%，它们是堆场高杆灯照明质量的主要原因。五、确定目标1
9、、确定目标根据制造安装厂商之前高杆灯制造、安装存在的问题调查分析，同时结合现今高杆灯制造单位与土建基础、电气、控制等设计单位资料提供不足、结合不到位的现状，确定在 EPC 管理模式下对高杆灯的设计、制造、安装质量进行集中管理与控制，做到设备与土建基础中间资料交接齐全，高杆灯结构、电气、控制设计到位，达到结构安全、设计合理、制作优良、安装精确、使用方便、.节能环保的要求。确定以下目标： 高杆灯土建基础及预埋件施工、钢结构及支架加工制造、高杆灯及灯具的安装调试均满足设计及规范要求；高杆灯制造安装合格率达 92%，确保堆场高杆灯照明安装调试一次性合格。图 2 目标计划柱状图2、目标实现可行性分析（1
10、）充分发挥 QC 小组成员的技术优势，小组成员中多人具有丰富的电气设计及设备安装经验，并结合公司丰富的结构、设备、控制等专业的技术人才储备，有利于进行专业间、工序间的衔接与配合。（2）建立健全 QC 小组质量保证体系，完善质量控制机制，通过安装前做好技术交底、安装过程中检查监督、安装完毕后测试检验，保证每道工序的质量。（3）通过调查分析，掌握了高杆灯制造安装厂商的生产制造水平与技术实力，对该单位单位已完工的高杆灯设计、制造、安装质量存在量缺陷有足够的认识。项目部在 EPC 质量管理模式下，将利用有利资源，在高杆灯设计、采购、施工全阶段研究对策，优化方案，科学施工，重点控制，能将安装合格率提高到
11、 95%。六、原因分析活动前目标值 84.3195.高杆灯质量缺陷人 机法料环缺乏定位工具操作技能欠缺质量意识差检测、控制不到位自检及检验仪器缺乏设备、原材料质量参差不齐接地材料把关不严未按规程进行中间资料交接及专业设计堆场区域照度计算分析不充分高粉尘、浓盐雾、潮湿环境管网多，施工难度大螺栓及预埋管施工方法不科学管线位置过于集中1、因果图分析小组成员运用“ 头脑风暴法 ”，对堆场高杆灯安装质量问题进行分析，并制定了以下因果图图 3 因果分析图.2、要因确认分析表 4 要因确认分析表序号 原因 确认内容 确认方法 确认情况 要因确认1 质量意识差 是否进行岗前培训 现场调查 已经过培训 非要因2
12、 操作技能缺乏 执行工艺不严格，是否有操作经验 现场调查 掌握初步施工技能 非要因3 检测、控制不到位高杆灯基础施工、设备采购、制造与安装环节质量控制是否严格调查、询问多个环节存在质量失控的情况，质量把关不严 要因4 缺乏定位工具 高杆灯基础施工是否配置定位法兰和定位螺母 现场调查 预埋螺栓配置定位法兰， 非要因5 自检及检测仪器缺乏 是否具备检测仪器 现场调查 操作人员配足检测工具 非要因6设备、原材料质量参差不齐材料是否符合规范，设备是否满足设计、规范要求赴厂检验 检查原材、设备合格证及检验报告 要因7 接地材料把关不严 材料是否符合规范 现场调查 接地扁钢未镀锌 非要因8堆场区域照度计算
13、分析不充分平均照度、照度均匀度是否满足技术招标规格书要求查验资料 利用专业软件进行堆场照度分析 要因9未按规程进行中间资料交接及专业设计高杆灯基础设计是否合理，强度是否满足要求，预埋管件数量是否齐全，分组及综合控制是否实现查验中间资料及设计资料制造厂商对高杆灯基础荷载参数认识不足，中间资料交接不严密，随意性较大，疏漏较多，容易造成隐患要因10螺栓及预埋管施工方法不科学检查螺栓定位及标高， 现场调查螺栓标高参差不齐、外露尺寸不足、预埋管数量不足非要因11高粉尘、浓盐雾、潮湿环境安装作业环境 现场调查高粉尘、浓盐雾、潮湿环境对设备的腐蚀及对使用功能的影响非要因12 管网多，施工难度大 矿石堆场区域
14、综合管线调研 现场调查 地下管网多、交错纵横，加大了预埋件施工难度 非要因13 管线位置过于集中 安装作业环境 现场调查基础钢筋量大，间距小，预埋管件数量大、操作空间小非要因七、制定对策根据以上原因分析，针对主要问题采取以下对策：.表 5 要因对策表序号 主要原因 对策 目标 措施 完成时间 负责人1堆场区域照度计算分析不充分利用专业软件进行照度计算分析满足技术规格书堆场照度要求1根据堆场区域进行高杆灯布设2进行照度计算3确定是否满足技术规格书及生产要求3 月 16日 孙秋萍2未按规程进行中间资料交接及专业设计专业间召开专题及联合会议中间资料交接详尽、高杆灯基础设计规范、双升降系统运转正常、摄
15、像头监控系统实现、分组及综合控制系统准确无误1高杆灯设备厂家提供高杆灯基础参数2电气、控制、监控专业提供预埋管参数3监控专业提供摄像头技术参数4电气专业提供照明灯具分组及综合控制参数5召开专题及联合会议6进行详细设计5 月 28日 高向凯3设备、原材料质量参差不齐加强设备选型、原材料质量的检查检验原材料达标、设备运转正常满足设计、规范及曹妃甸地区环境要求1设计提出设备技术参数2高杆灯制造原材料检验3设备选型需经过设计、监理及使用单位确认4设备、原材料报验合格后方能使用7 月 30日 刘瑞雪4 检测、控制不到位事前、事中、事后控制检验检测到位1考察高杆灯制造厂设备加工质量2堆场区域电气、控制预埋
16、管质量数量检查3高杆灯基础预埋螺栓及预埋管需经技术人员校验合格后方能进行隐蔽工程施工4、落实质量管理责任制8 月 30 日 隋 艺八、根据对策，落实实施1、落实 EPC 管理模式下的质量管理矩阵为了更好地明确各部门在 EPC 管理模式下堆场高杆灯质量管理过程中的责任，充分发挥项目部的团队作用，既有合作又有分工，清楚地反映出各部门或个人之间的工作责任和相互关系，便于项目各部门在实施过程中进行有效的协调，成功地完成项目的总体目标，根据各部门的专业特点，将在不同的工作阶.段承担不同的责任，本着“分工明确、责任到人” 的原则，对项目组织进行责任分配。质量控制责任分配矩阵表责任部门阶段 WBS编码 工作
17、任务 项目经理设计部采购部工程部质量部HSE 部1.1 照度计算 S F C C1.2 高杆灯设计 S F C C设计1.3 设计交底、图纸会审 S F C C C C2.1 原材料、购配件质量控制 S F C2.2 重要设备、灯具的确认 S C F C采购2.3 赴厂监造 S C F C3.1 工序控制 S F C C3.2 工序间质量检查 S C F C3.3 隐蔽工程质量检测与验收 S C F C3.4 分项工程质量检验 S C F C施工3.5 成品保护 S C F4.1 调试、运行、亮灯 S C C F C C试运行4.2 工程质量检验与评定 S C C C F CF-负责 C-参加
18、 S审核2、利用 DIALUX 专业软件进行堆场高杆灯布设及照度计算分析按招标技术规格书要求，堆场每组高杆灯安装灯具数量为 12 套，在进行照度分析后，满足矿石堆场及皮带机沿线照度达到 5lx 要求。在考虑本项目矿石装卸区域不同于城市广场及运动场地，属于生产作业区域，具有高粉尘、浓盐雾等特点，堆场每组高杆灯安装灯具数量为 18 套，分两层半幅荷花型布设，投射方向为矿石堆场。选取高压钠灯光源，光通量为 80000lm，功率为1000.0W，灯具数量为 288 套，灯具分类的根据 CIE:100。图 堆场点照度值计算.图：堆场等照度示意图图：堆场灰阶等照度示意图表：堆场高杆灯照度数值表区域 最大照
19、度 最小照度 平均照度35 米高杆灯堆场区域 26lx 1.75lx 11lx通过分析计算得到堆场高杆灯照度满足矿石堆场及皮带机沿线照度达到 5lx.要求。3、加强设计阶段的质量控制管理1. 设备厂商、结构、电气、监控专业间提供设计参数（1）高杆灯基础设计质量管理之前高杆灯厂家凭既往经验提供高杆灯基础参数后即进行高杆灯基础施工，未综合考虑曹妃甸地区细粉砂地质情况、风速大、唐山地区有东大地震灾害历史等自然情况。设计部结构工程根据高杆灯的平面布置，向勘察单位提出勘察内容及工作要求，并要求高杆灯厂家根据高杆灯高度、材质、设备形状提供高杆灯基础参数。35 米升降式高杆灯基础荷载参数风荷载作用下标准值项
20、目 垂直荷载水平荷载 弯矩参数 53.629kN 28.279kN 426.151N M预埋螺栓与定位法兰参数预埋螺栓 定位法兰材质 直径 长度 丝扣长度 数量 分度圆直径Q235 42mm 2250mm 200mm 16 根 900mm电气、控制系统提供预埋管参数高杆灯编号 G1 G2 G3 G4 G5电气预埋管 直径 长度 丝扣长度 数量控制预埋管 42mm 2250mm 200mm 16 根 900mm设计部结构工程师根据勘察报告及所提供的高杆灯设计参数进行高杆灯基础设计，基础形式为 3 根桩径为600mm 的灌注桩加承台形式，满足高杆灯基础荷载水平力、垂直力、弯矩要求。按高杆灯厂商提供
21、的法兰、底座、垫片、螺母的厚度，设计螺栓外露墩台面尺寸为 200mm，保证螺栓外露尺寸。考虑高杆灯使用安全，防止被作业机械磕碰，设计墩台标高高出地坪 300mm。（2）双升降系统合理布局根据监控系统厂家提供监控系统摄像头云台尺寸、法兰盘安装尺寸、接线箱安装尺寸、综合电缆尺寸、摄像头及小接线箱荷载设计监控传动系统；根据.电气专业提供的灯盘尺寸、供电电缆尺寸、照明灯具及灯盘荷载设计灯盘传动系统。高杆灯杆体内部布局充分考虑双升降系统两套卷扬机和电机设备位置，滑轮系统均匀布置，防止供电电缆、通讯电缆缆缠绕，缆绳交叉。（3）分组和综合控制设计满足自动化、智能化要求本项目高杆灯位于高杆灯矿石码头堆场，堆场
22、区域大，高杆灯数量多，如果采用人工手动控制将耗费巨大的人力。采取智能集中控制，智能控制照明系统，可以使照明系统工作在全自动状态。考虑到三相供电平衡，提高电能质量，每套高杆灯编号为 D1D18 的 18 套灯具分为三组进行供电，分别由三套断路器与交流接触器进行控制。每组含 6套灯具，每两套为一小组，分别由 A、B、C 三相进行供电。满足在不同供电条件下的照度均衡。灯盘灯具布置图灯具分组控制表断路器、接触器编号 QF2、KM1 QF3、KM2 QF4、KM3灯具分组 D1、D4、D7、D10、D13、D16 D2、D5、D8、D11、D14、D17 D3、D6、D9、D12、D15、D18供电相别
23、 A B C灯具分组 D13、D16、D14、D17、D15、D18 D10、D13、D8、D11、D9、D12 D1、D4、D2、D5、D3、D6灯光控制置于高杆灯外部智能电控柜内，具有自动和手动控制功能并能进行高杆灯升降操作、地面试灯工程，自动开灯装置具有时控和光控两个系统。此外电气箱交流接触器预留控制接线端子，并由控制电缆与高杆灯控制箱连接。系统将按先设定的若干基本状态进行工作，这些状态会按预先设定的时间相互的进行切换，还可以通过编程改变堆场各区域的照度，以适应不同场合的要求。.智能照明可以将照度调整到工作最适合的水平。4、采购阶段，设备选型提出高标准、高要求设备采购及设备选型满足安全性
24、、功能性、实用性要求，做到好中选优，优中选强。（1）双升降系统设备选型升降传动系统具备手动、电动两种工程能，机构传动灵活、升降平稳、安全可靠。 电动机功率选择恰当，转速慢，输出力矩大。减速机构灵活、轻便，并具有自锁功能，变速比选配合理，灯盘电动升降时速度不超过 6m/min。主副缆绳采用不锈钢材质，具有柔韧性好、强度高、坚固耐用的优点。升降系统动作灵活、安全可靠、并设有上下限位和传动系统过载等保护装置。设备规格 提升重量 电机功率 主缆绳 副缆绳 安全系数灯盘传动系统 1000kg 1.1kW 12mm 8mm 10监控传动系统 500kg 0.55 6mm 9（2）投射灯具设备选型曹妃甸矿石
25、码头堆场具有粉尘多、盐雾大的特点，对于照明灯具、电气控制箱的质量、技术性能提出了很高的要求。矿石堆场高杆灯的照明灯具及电气设备要满足投产后的功能强，使用方便、寿命长、减少维护的要求。照明灯具采用亚明 ZY-NG1000 钠灯。灯具由高硬度轻质铝合金材料压铸成型，外壳进行密封和表面涂层处理，可在高温潮湿和各种腐蚀性等恶劣条件下长期使用；高反射率镜面反光镜，照明范围大、亮度高；透明件采用透光率92%钢化玻璃，透光效果好；反射器采用 99.99%高纯铝反射器，阳极氧化处理，反射效率高效持久、扩散性佳、光束精确。适用于码头、广场、建筑工地泛光照明。灯具的技术指标技术指标设备规格光源寿命 绝缘等级 防腐
26、等级 防护等级 功率因数量值 20000h WF2 IP65 0.9 以上.优点实用寿命长，减少维护绝缘等级高，保证用电安全适应强腐蚀环境防尘埃、防喷水减少供电损耗、提高电能质量（3） 电气控制箱设备选型5、对高杆灯关键部位和工序的质量实行重点控制针对施工中易出现质量通病的几个环节，设置质量控制点，制定预控措施，对于关键部位或关键工序实行重点监控，做到预防为主，动态跟班监督，保证防高杆灯的施工质量。（1）预埋螺栓、电气、控制预埋管高杆灯基础在高杆灯设备厂商确定预螺栓位置、标高准确无误、电气、控制专业工程师确定预埋管线位置、数量、弯曲半径、管路连接无误后后方能进行隐蔽工程施工，预埋管线布置均匀、
27、美观、合理保证了高杆灯的安装精度和进度。（2）赴监造灯杆杆体加工质量高杆灯采用棱台型套接式，高度达 35 米。为保证杆体强度、锥度和防腐要求，项目部工程师赴生产厂家进行驻场监造。剪板机、液压板料折弯机、埋弧电焊机等生产加工设备均在规定使用年限范围内，满足生产要求；钢板经报审检验合格后才能进行加工；杆体按分 4 段进行插接设计，灯杆一次成型长度大于 8m，套接长度大于 700mm；杆体焊缝经过探伤检验合格后方能进行下一道工序，不得有影响强度的裂纹、夹渣、焊瘤；检查杆体热浸锌工艺镀锌层厚度不低于 86um ，镀锌层均匀、光滑、无毛刺、滴瘤和多余结块。（3）灯盘制作功能性强，视觉美观优美得体的灯盘不
28、仅可以减轻对灯杆的风荷载负荷,在满足照明工程性前途下，与周围建筑物的协调也是矿石堆场的一道风景线。面对照明半径大、照度要求高、布灯多的高杆的特点，灯盘制作从风荷载计算及使用功能上考虑，本.项目高杆灯具有灯盘的直径小，漏空系数大,灯盘所受的风荷载作用小，对杆体和基座的威胁小，同时减小了升降装置卷扬机的提升负荷。同时根据堆场高杆灯投射方向设计半幅荷花型灯盘，巧妙地集功能型和视觉审美于一体。（4）灯杆插接组装、吊装过程的质量控制灯杆插接长度大于插接处大端直径 1.5 倍，灯杆插接好后，检查配合间隙不得大于 3mm ，杆长应符合设计要求，灯杆轴线的直线度误差不大于杆长的 2 。高杆照明设施竖立后，用经
29、纬仪做高杆灯的垂直度检查稍的误差控制在杆高的 3 范围之内。5、调试试运行期间的检测检验九、效果检查在 EPC 管理模式下的高杆灯的质量控制，涵盖了高杆灯的设计、采购、制造、安装、调试、试运行的全过程。照明效果可用亮度（照度）计进行现场实测，在矿石堆场范围内均匀选取50 个点进行照度实测，测试效果如下：编号 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10照度值编号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20照度值编号 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30照度值编号 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40照度值编号 41 42
30、 43 44 45 46 47 48 49 50照度值.照度满足技术规格书要求（1）存在设计及设备选型缺陷（2）照度不足与照度不均匀（3）灯具分组及综合控制未实现（4）灯盘升降及电气操作不灵敏在控制室进行灯具分组及综合控制试验灯盘升降装置设备选型优良及电气操作不灵敏曹妃甸矿石码头三期堆场高杆等照明设计合理，设备先进，制作优良，操作灵敏，图 5 活动前后目标对比柱状图十、取得的经济效益、技术效益活动前目标值8292活动后 95.经济效益：设计阶段，各专业间中间资料交接到位、配合严密，并加强了质量预控与监控，避免了返工浪费，缩短了工期。高杆灯升降系统工艺合理，设备灯具选型优良，灯具分组及综合控制技术先进，既减少了使用单位的维护成本，又节约能源。技术效益：此次 QC 小组活动，充分发挥了 EPC 管理模式下的质量控制的优势，解决了土建、结构、电气、照明、控制、监控专业间的衔接与配合，总结出一套港口机电设备安装工程质量管理方法，有助于在今后高杆灯照明工程及大型机电设备安装工程中借鉴与进一步实施。十一、总结与打算QC 小组通过本高杆灯照明工程的质量管理，取得了
