試論客運專線施工設備配置和技術管理

蘇紅立

鐵路運輸是最為經濟的一種運輸方式,但是國內鐵路的建設水平還遠不能滿足現有的需求。據統計,全國鐵路客貨運輸需求的滿足率只有35%～40%,中國的鐵路運營里程雖居世界第三,但中國鐵路系統卻是全世界最繁忙的運輸通道。目前,新建鐵路以高速鐵路客運專線工程為主,這類工程以橋梁和隧道為主。施工中,除了使用如提梁機、運梁車、架橋機和移動模架造橋機等大量客運專線的專用設備外,對混凝土生產、運輸和泵送設備、起重機械、土石方施工設備的使用量也很大。為節約成本,獲得良好的經濟效益,在鐵路工程建設中就要重視機械設備的選型配置和技術管理問題,本文闡釋了鐵路工程機械設備配置和管理的方法和原則。

1 機械配置原則

1.1 隧道工程

1.1.1 隧道掘進機械配套的原則

1)施工流程中各工序盡可能采取機械化施工,如：鑿巖、裝載、運輸機械化流水作業。2)各工序使用的設備生產能力上要匹配合理,相互適應,如：壓風站供風能力要大于鑿巖能力,運輸能力要大于裝巖能力。3)配套設備在布置、操作等方面互不干擾,保證作業安全。機械規格和結構形式必須適應施工條件、工程規格及作業方式的要求。對于隧道施工來說,主要以順序作業的方式來考慮。4)盡量選擇操作方便、性能穩定、質量可靠、易損件消耗少、易補充、可靠性和通用性強的設備選配使用。5)配套的機械在生產能力和數量上要有一定的備用量。6)要根據本單位現有設備、操作技術水平和經濟可行性等情況來確定機械化作業方式和配套設備,在滿足工期、質量等要素基礎上,盡量選擇技術合理、經濟有利、適應性強的配套設備。

1.1.2 鑿巖機的選擇

鑿巖設備的選用應充分考慮巖石性質、斷面大小、進度要求、工程量大小和工程造價等因素。

正常開挖段每工作面需氣腿式鑿巖機20臺～21臺,對巖質整體性好、堅硬圍巖,鉆孔深度可適當增加,中等強度爆破;圍巖破碎、節理發育明顯等施工困難段,采取弱爆破進行開挖,挖掘機和鑿巖機輔助開挖;對于土質隧道,采用挖掘機配合鑿巖機輔助,三臺階七步流水、仰拱襯砌緊跟的開挖方式。

1.1.3 裝載和運輸機械的選擇

在開挖施工工序中,裝砟和運輸所占時間比例較大,所以正確選好裝運設備、設計好裝運作業線和作業配合步驟對開挖進度起著重要作用。根據目前國內裝運設備類型、特點和使用要求等,多采用無軌裝運方式。比較目前國內常用的無軌裝運設備的不同性能和自由設備情況,裝運設備選用20 t級反鏟挖掘機、ZL50C側卸輪式裝載機和12 m3斯太爾自卸車,實踐證明效果較好。

1.2 軌道施工

軌道施工機械主要包括無砟軌道道床施工設備、無砟軌道鋪軌機、移動接觸焊機、焊軌生產線、大型養路機械等。其中大部分機械設備需從國外引進。據資料顯示,與有砟軌道相比,無砟軌道具有更好的結構連續性、平順性、穩定性、恒定性、耐久性和節省維護性,可以避免各級道砟的使用和環境破壞,避免列車高速運行中道砟飛濺的危險。結構高度低、自重輕、有利于地形選線。盡管技術較復雜,且一次性投資遠大于有砟軌道,但使用壽命長,運行過程中的維修工作量減少70%以上,能夠有效緩解高速鐵路運行與維修的矛盾,其優越性可見一斑。無砟軌道客運專線可以從根本上改變我國鐵路客貨運混線的狀況,無砟軌道客運專線系統,列車可承受近400 km/h運行速度,并大大減少維護頻率和運行成本。無砟軌道施工設備由6個獨立作業單元組成,軌枕通過振動現澆并振搗的混凝土中,軌枕通過精確測量定位的支腳上的專用框架定位,形位誤差控制在0.5 mm精度范圍內。作業生產率可達200 m/10 h,無砟軌道的高性能混凝土耐久性要求為100年,工后沉降要求在2 cm以內,而一般鐵路20 cm以內即可達標。無砟軌道設備的大規模采用,將改變中國150多年來鐵路鋪設歷史,為高速鐵路的發展提供基石作用。

1.3 其他施工設備

1)橋梁。移梁機應提前研發、制造,在預制梁場建成之前1個月運抵施工現場,以便提梁、移梁存放作業。架橋機、運梁車應在第一施工年度內完成設備的研發、制造或引進,并在架設作業開始之前2個月以上運抵施工現場。移動模架造橋機最遲應在下部工程開工2個月時,完成研發、制造,并運抵施工現場。以上設備的配套應遵循類型、數量和進場時間與工程計劃工期相一致并適當超前的原則,此外,由于此類設備具有體積龐大、單臺造價高、專用性強和不可替代性,直接影響到工程質量和工期,故設備性能的可靠性至關重要。

2)電氣化設備。所需專用設備和特種設備,如：電氣化接觸網工程所需的旋式自行鉆機、橫張力放架線車、接觸網作業車、接觸網動態檢測車、牽引供電專業需要的高壓電器試驗車、微機檢測低壓電器試驗車等,為滿足國內客運專線總工期4年左右的要求,應在第三施工年度的上半年內完成設備的研發和引進工作。

2 技術管理

2.1 安全管理

1)根據大型設備作業特點,推出一系列格式化的安全檢查制度。我們的管理首先從設備的安全狀態檢查入手,逐臺制訂出全面滿足設備安全和使用性能要求所必須檢查到位的具體內容,將檢查內容格式化、模塊化,設計成表格,明確規定了每個崗位、每個工序的工作質量要求。分別制定了提梁機、運梁車、架橋機和移動模架的每日安全檢查表、關鍵工序檢查表等系列檢查表格,并通過管理手段在施工中強制執行。施工實踐證明,這些檢查表中的檢查內容都得到了落實,簽認手續完備,責任明確,各崗位人員易于操作,對大型設備作業安全起到了很好的保證作用。2)施行安全風險抵押金制度,建立獎罰機制。a.相關安全人員和作業層所有上崗人員必須與項目部簽訂安全風險抵押合同。b.由項目部財務統一向操作崗位工人收取1個月～3個月工資作為風險抵押金(或分次從其收入中扣除),崗位安全風險不同,抵押金數額不同。c.安全風險抵押合同期間內,未發生任何與操作者本人有關的安全責任事故,除將抵押金(含銀行同期定期存款利息)退歸本人(或直接納入下一個考核單元)外,給予與抵押金等額數量的獎金作為獎勵,該獎項獨立于項目部其他統一發放的獎勵之外。d.安全風險抵押合同期間內,發生任何一起及以上與操作者本人有關的安全責任事故,除承擔其他相關責任外,根據事故情節扣除(或部分扣除)其風險抵押金作為處罰。3)充分發揮設備制造廠方作用,共同做好安全管理工作。a.與設備制造廠合作,把培訓工作做到位。對所有經選拔初選的管理和操作人員舉辦設備技術講座、崗前技術培訓和技術考試,嚴格考試合格上崗制度。b.共同承擔安全責任。設備使用初期,協調廠方專家常駐現場,與我方共同做好設備安全管理檢查指導和建章立制工作,共同監控和渡過設備使用之初的不穩定期。施工實踐證明,這種供方和用方的合作方式對工作起到了很好的促進作用。施工初期,管理和操作人員迅速適應和勝任了各自工作崗位,設備一開始就處在規范使用狀態下,雙方共同承擔安全管理職責和安全風險。c.講究處理問題的策略。機械設備運行中出現問題在所難免,何況當前大型設備確實存在一些內在的質量問題。一旦大型設備出問題,沒有租用替代的可能,會直接造成停工。所以,當設備出現質量問題的時候,依托集團公司和工程公司后方主管部門首先協調廠方決策者和技術專家盡快趕到現場,在最短時間內拿出解決問題方案并盡快落實。把設備出現問題對施工所造成的影響降到最低。解決問題前對廠方人員的抱怨不利于解決問題,是不明智的。

2.2 積極推進設備作業程序標準化技術管理,提高工作效率

大型設備施工作業有一個共同點：設備的一個工作循環都是以一片梁為單位的,例如：運梁車的工作循環是由提梁機吊裝一片梁開始,自制梁場運至架梁現場,與架橋機對接,完成喂梁后返回梁場,結束一個工作循環。除作業環境外,每個工作循環的基本內容一致。因此,研究在確保安全的前提下,怎樣合理配置人力、輔助設備機具、物流和用最短時間逐項完成各工序作業,就可以最大程度上提高設備作業效率。我們的具體做法是：從每臺設備的每個施工作業工序入手,通過培訓將每個操作者的每一個動作、設備的每一個動作、各種機具和輔助設備的每一個動作都規范化。分析工序之間的每一項配合和保障等等對工效有影響的一切因素,消除錯誤和無用動作,改進不合理動作。逐漸將每個工序流程的工作質量和完成的時間定量化,進而形成大型設備施工標準作業流程。

施工中,項目部在明確規定每道工序的工作標準的同時,將每道工序的標準作業時間設為工序定額時間,完成者給予獎勵,未完成者適當處罰,逐月考核。每個工作循環結束進行一次總結,鞏固成績,糾正錯誤,工作效率不斷提高。上行式模架制梁工作循環周期由開始的18 d以上逐漸縮短,最終將工作循環周期控制在 15 d以內,并創造了1套12 d/孔的最快記錄和 3套模架月制梁7孔的月記錄。

3 結語

1)工程機電設備的各項技術指標必須適應具體的地理、地形、地質環境特性。2)滿足施工負荷、強度及性能可靠性的要求。3)關鍵設備必須具有完全的可靠性,應選擇設備性能穩定、產品業績好的廠家的產品,才能確保工程質量和計劃工期目標的實現。4)通用設備和小型設備盡可能選擇市場占有率高的產品,既可減少投入,又便于配件供應和維修。5)同一個工程項目上,在滿足設備功能和生產能力的前提下,統籌安排,資源共享,盡量降低設備投資成本,避免重復投入,進行成本跟蹤分析,及時調整,實現效益最大化。6)建立和落實設備安全和技術管理責任制,技術是基礎,責任制是落實工作標準、發揮設備效能和確保安全的保障。

[1]曹 紅.筑路機械使用管理的幾點體會[J].山西建筑,2008,34(12)：341-342.