1. 引言
中国石油管道局工程有限公司(以下简称管道局，英文缩写CPP)，是中国能源储运工程建设领域的专业化公司，发端于1970年大庆–抚顺原油管道工程会战(史称“八三”工程)，正式成立于1973年，致力于服务国家能源安全新战略，满足人民群众新期待，推动能源储运行业新发展。拥有石油化工施工总承包特级、海洋工程专业承包壹级、市政公用工程总承包一级资质，拥有15个系列、139项核心技术，累计建设国内外长输油气管道超过13万公里、海洋管道近500公里；建成各类原油和成品油储罐4000万立方米；在印度、泰国、马来西亚、阿布扎比联合酋长国、坦桑尼亚等国家建设多个大型LNG储配站、接收站、大型场站和阀室。
笔者所在的EACOP项目横跨坦桑尼亚和乌干达两个东非国家，承担上千公里原油管道建设和6座大型场站施工建设任务，万丈高楼平地起，大型场站建设首要任务是完成ECW和土建基础施工工作，为下一步设备、工艺、储罐、钢结构安装打下坚实基础，如何在非洲大地上将CPP品牌打出去，如何提高土建基础施工质量和效率，成为场站施工管理工作的重中之重，确保土建基础施工质量和效率，让CPP在这里生根发芽，是我们管道人肩负的历史使命和责任。
在国际原油管道项目中，场站(油气管道项目)是关键的组成部分，负责油气的处理、储存和输送。EACOP项目的PS-3、PS-4和PS-5三座泵站均为加压泵站，其中PS-4和PS-5站各自包括7台原油/柴油双燃料油发电机，是EACOP项目全线工作量最大的两个场站。主要施工内容涉及土建、工艺、钢结构、储罐、暖通、给排水及消防等专业的工作，其中涉及土建基础共计1473个，混凝土29,000余方，如此大量的混凝土浇筑工作只能依靠移动搅拌车、搅拌罐配合属地搅拌工作站进行艰苦作业，在这片资源严重匮乏的土地上，设备资源的匮乏，现场施工作业人员经验上的欠缺，导致在组织现场施工过程中土建基础质量管控面临着巨大的挑战，经过现场调查，施工过程中出现混凝土塌落度超标、温度过高、水量过大等因素严重影响了施工效率和质量管控的关键指标。
2. 严控土建基础施工流程，运用6σ管理方法进行全过程梳理
EACOP项目是迄今为止东非最长原油管道项目，笔者所在场站为项目部体量最大场站，占地面积15万平方米，土方施工总体积达到36万立方米，土建基础混凝土总量在16000立方米，土建基础施工主要分为测量放线、基底准备、基础开挖、浇筑垫层、绑筋支模、混凝土浇筑、养护、拆除模版、基础休整、防腐刷漆、基础土方回填等工序作业，这里主要针对混凝土搅拌过程进行分析，对流程进行全面梳理，从影响土建基础质量的主要控制点进行确认，质量控制点检查分析影响因素、消除因素影响、基础质量合格标准检测等，根据这个流程来确认六西格玛绿带管理项目，由场站项目经理、施工经理、质检员、工程师、采办经理、土建机组长等筹划组建绿带团队，通过严格执行绿带项目解决一般质量型问题步骤全面梳理、分解整体施工流程，严格遵循定义、测量、分析、改善、控制五个步骤对影响土建基础质量因素进行识别、分析，定义问题Y (土建基础合格率)，确定测量工具之后对整个流程充分分析、最后确定关键X，针对影响因素提出解决方案。
2.1. 发现问题
自2023年8月开工至今，东非原油管道项目PS4场站共计浇筑大型基础180个，发现不同缺陷导致不合格品19个，平均每年发生土建基础合格率89.5%，为了全面提升场站土建基础合格率，完善现场施工作业流程，东非原油管道项目领导班子特制定此六西格玛绿带项目研究课题。
2.2. 定义缺陷与目标(DM阶段)
缺陷：EACOP项目场站土建基础合格率低于89.5%。
目标：将EACOP项目场站土建基础合格率的DPMO从115,000降低到23,000，改善80%。EACOP项目场站土建基础合格率不低于96.66%。
2.3. 分析缺陷(A阶段)
根据EACOP项目场站分部管理流程及业主道达尔施工规范要求，排查土建基础施工的关键质量控制点，确定关键因素X，分析过程及原因，总结出一套适合现场管理的优质方案(A阶段)。
2.3.1. 梳理土建基础施工过程
土建基础施工是场站施工过程中众多工序不可或缺的基石，是影响到场站运行时设备能否平稳运行的关键影响因素，从混凝土浇筑材料的准备、混凝土搅拌、混凝土成型、基础浇筑、养护等基础施工全过程中分析，按照道达尔规范试验批准的配合比试验报告中可以发现，石子的形状和粒径大小、沙子的含沙量、水量的多少、减水剂的类型和数量、温度的影响等，最终都会导致混凝土基础的不合格品产生，在此期间由现场属地QC (质量检查员)、业主现场质量代表、CPP质量部长对基础浇筑进行全过程自检、抽检、终检，并进行检查记录审核，上传云端进行备份，依据整个施工工序流程，绿带项目团队成员进行全年细致地逐个解析。详情分析如下：
1) 材料准备
水泥：水泥应符合BS EN 197-1标准。水泥应保持干燥、避免阳光暴晒，并在使用前进行质量检查，任何含有硬块的水泥都应拒绝使用。
骨料：粗骨料粒径应限制在20 mm，所有细骨料和粗骨料都需来自认证的单一来源，并符合BS EN 12620+A1的要求，骨料需清洁，无有害杂质。进行筛分、吸水率、机械强度等测试以确保质量。
水：混凝土搅拌水应为洁净的饮用水，避免有机物质、油类、硫酸盐或酸性物质的存在。
2) 混凝土搅拌
按照实验室批准的配合比试验报告来看，水泥用量、骨料的粒径、含沙量、水灰比等严格按照规范控制。沙的含沙量不得超过4%，在搅拌过程中应充分混合均匀，混凝土应在40分钟内使用完毕，避免材料分离。
3) 混凝土成型
模板安装：在混凝土浇筑之前，模板应安装稳固，钢筋应准确就位，确保所有构件在浇筑过程中保持不变形。
混凝土浇筑：高度超过1米时，应使用溜槽或柔性管道进行浇筑，以避免石子分离。混凝土应一次性浇筑到设计厚度，避免分层。
4) 基础浇筑
基础应平整，确保底层无水、泥和杂物。在炎热天气下，混凝土温度应低于30℃，使用减水剂来防止混凝土早期失水，在混凝土浇筑后应立即进行振捣，确保每个部分均匀压实，避免空隙和弱点的形成。使用高频低振幅的外部振动器时，振动点应相距不超过1.2米。
5) 基础养护
在混凝土初期养护期间，应确保表面保持湿润，避免因过早干燥导致裂缝产生。可以使用洒水、覆盖塑料薄膜等方法进行湿养护，至少要保持7天的湿养护，以确保达到规定的强度。
6) 质量控制
根据EN 12390标准进行混凝土立方体测试，每50立方米取一个样品进行压碎强度测试，7天和28天分别进行测试。确保水灰比、骨料粒径等符合配合比实验报告。
2.3.2. 利用六西格玛工具，寻找影响因素
六西格玛[1]绿带项目是一个基于六西格玛管理方法的实际改进项目，旨在应用六西格玛的工具和技术来解决具体的业务问题或提高流程效率。作为六西格玛绿带(Green Belt)，将负责领导或参与这些项目，目标是通过系统化的改进提高业务绩效，使用各种工具和技术来分析数据、识别问题根源、制定改进措施以及监控改进效果，通过SIPOC图(Supplier, Input, Process, Output, Customer)、流程图、因果图、Pareto分析、直方图、控制图、设计实验(Design of Experiments, DOE)、关键绩效指标(KPI)、Kano模型等专业分析工具根据道达尔和项目程序文件要求，对流程和施工工序进行剖析，利用头脑风暴法收集全部相关因素、然后列出因果图，利用六西格玛绿带项目数据分析软件minitab [2]分析出关键X，得到终解。
根据EACOP项目场站管理流程及业主道达尔施工UT-MID-60-WPR2-230006_06_AFC_20230907 (陆上钢筋混凝土规范)规范要求，由场站项目经理、施工经理、质量员、工程师、采办经理、土建机组长组建的绿带团队成员，通过全体组员进行头脑风暴针对影响混凝土浇筑质量的全过程进行分析，将现场潜在可能影响到的因素进行罗列，本着追求数量最大量、最大化原则，由绿带项目主持人对全部因素整理、分类，通过因果图进行分析。
2.3.3. 收集、分析数据，确定关键X
针对土建基础浇筑过程中影响因素进行收集、整理，根据数据不同类型、种类，提出数据收集整体需求数量，收集的数据多少依据数据能够体现出事件的规律性为依据，然后将整理后完成的数据利用minitab [2]软件或者analysis数据进行系统分析，根据数据类型绘制散点图和直方图，可以看出水量的多少、水温的高低、石子的类型对土建基础合格率的影响非常明显，经绿带团队成员研究分析后，决定使用minitab软件对石子类型进行简单线性回归分析、水温和水量这两个影响因素进行多元线性回归分析，之后对其进行计算得出关键X对土建基础合格率的贡献度的高低，最终确定影响土建基础合格率的关键X贡献率。
针对X1进行简单线性回归分析：
回归分析：土建基础合格率与石子类型
回归方程为
土建基础合格率 = 5.29 + 0.989 石子类型
自变量 系数 系数标准误 T P
常量 5.2567 0.4747 11.98 0.000
配件质量 0.79975 0.05132 16.20 0.000
S = 3.98013 R-Sq = 84.8% R-Sq (调整) = 84.6%
方差分析
来源 自由度 SS MS F P
回归 1 4986.8 4986.8 361.27 0.000
残差误差 91 1104.9 15.3
合计 92 5935.6
针对X2、X3进行多元线性回归分析：
·回归分析：土建基础合格率与水温、水量
·回归方程为
·检验周期 = − 0.000000 + 1.00技术等级+ 1.00维修经验
·自变量 系数 系数标准误 T P
·常量 −0.00000000 0.00000000 * *
·检验等待 2.00000 0.00000 * *
·编制报告 2.00000 0.00000 * *
·检验 2.00000 0.00000 * *
·S = 0 R-Sq = 97.0% R-Sq (调整) = 97.7%
·方差分析
·来源 自由度 SS MS F P
·回归 5 29.130 10.041 * *
·残差误差 18 0.000 0.000
·合计 24 29.330
·来源 自由度 Seq SS
·检验等待 1 5.915
·编制报告 1 0.875
·检验 1 21.897
对影响因素相关数据进行分析后可见，关键X1贡献率为84.6%、X2 X3贡献率达到97.7%，显而易见项目采购的石子类型、水温及水量直接影响土建基础合格率。
3. 根据道达尔标准及项目程序文件要求，提出解决方案(IC阶段)
通过minitab软件[3]分析得知，项目采购的石子类型、水温及水量是影响土建基础合格率的关键因素，根据道达尔标准及UT-MID-60-WPR2-230006_06_AFC_20230907 (陆上钢筋混凝土规范)要求，结合实际施工状态和记录数据，召集六西格玛绿带课题团队全部成员，再次利用头脑风暴工具搜集解决方案，团队成员对方案进行风险评估，可行性分析等，分析并且通过STQ (现场配合比试验报告数据变更)审批，将改进方案最终确定。
对于关键因素X1石子类型对混凝土基础合格率的影响，绿带团队成员对石子类型进场前的验收标准和流程、进场后的业主代表验收和现场实验室试验流程进行调整，并按照程序文件要求严格落实，执行，项目行政部对此管理问题进一步完善奖惩制度，加强现场的落实和执行，对试验结果进行与业主、实验室、质量部联合检查，对发现重大质量问题的管理人员进行奖励，设立荣誉榜。对累计出现50立方以上不合格石子类型的物资供应商列入黑名单且进行全部退货的惩罚措施，确保每批次石子的供应质量能够满足质量控制的要求。
10~14 mm石子类型检测报告 6~10 mm石子类型检测报告
水量和水温的控制一直是困扰团队成员的一大难题，搅拌站自带的水量控制系统由于多种因素影响，无法准确的反应出配合比实验报告上的需求数据，通过一系列原因查找和分析，最终决定对控制系统进行改造，在搅拌站原有控制系统基础上加装流量计式阀门，一边通过控制系统控制加水时间，一边通过流量计进行计量，二者相互对比、计算，通过三十余次的反复试验，最终确定09秒时间为最佳水量，多次测试混凝土塌落度在有效范围内，技术部立即编制STQ (现场配合比试验报告数据变更)变更审批，将改进方案最终确定下来，解决了水量对混凝土合格率的影响。
通过加入冰块和水罐防护降温措施将水温控制在配合比试验报告标准内，按照道达尔标准及EACOP项目程序文件要求，配合比试验规定温度不高于30˚，对于具有“世界屋脊”之称的坦桑尼亚来说，想要控制好温度更是难上加难，经过现场技术人员和采办人员多方市场调研，最终确定2家符合水质要求的冰块供应商，将冰块加入水罐中，使温度降低到18˚左右，当混凝土搅拌混合后释放热量导致温度升高亦可控制在26˚~28˚之间，完全符合标准要求，保证浇筑之后成品基础合格。
混凝土成品温度检测 塌落度检测报告
现场绿带团队成员根据关键影响因素改善方案现场实践，浇筑21个基础，通过实验室检测，各试验结果符合标准要求，通过业主质量经理、CPP质量经理和现场质检员验收。事实证明此方法完全有效且效果突显，经计算土建基础合格率的DPMO降至8700，改善超过97%满足团队成员和业主代表的期望，此绿带项目缺陷DPMO改善情况如下：
7天强度检测报告 28天强度检测报告
4. 结论
通过六西格玛方法[4] (如DMAIC过程——定义、测量、分析、改进、控制)在AGI土建基础施工中的应用与探讨过程中，不但解决了现场实际生产中遇到的困难，而且进一步增强了东非原油管道项目团队的凝聚力和战斗力，促使东非原油管道项目整体管理水平有一个质的飞跃。