提高TBM設備利用率的主要影響因素

曲連輝 吳憲

(中國水利水電第六工程局有限公司,遼寧沈陽 110179)

提高TBM設備利用率的主要影響因素

曲連輝 吳憲

(中國水利水電第六工程局有限公司,遼寧沈陽 110179)

高效的設備利用率是設備快速、優質、安全、經濟的重要體現,如何提高設備利用率是設備開發商和施工方共同為之努力的方向。大伙房水庫輸水工程TBM3施工達到了國際先進水平。根據現場施工記錄分析總結,提高設備利用率主要因素包括:正確的指揮調度、暢通的施工通訊、監測維修保養、合理充足的備品配件儲備。

TBM 設備利用率 影響 因素

目前,TBM在我國水利、交通工程施工中得到了廣泛的使用,正朝著機械、電氣、液壓和自動化的一體化、智能化方向發展。TBM作為專門用于地下隧道工程開挖施工的高科技施工裝備,具有開挖快、優質、安全、經濟并有利于環境保護和降低勞動強度的優點。高效的設備利用率是設備快速、優質、安全、經濟的重要體現,如何提高設備利用率是設備開發商和施工方共同為之努力的方向。下面根據大伙房水庫輸水工程TBM3施工段的工程實例談談施工管理對設備利用率的影響。

1 現場施工分析

大伙房水庫輸水工程TBM3施工段,主洞開挖直徑8m,總長18.5km,主要巖石為凝灰質粉砂巖、火山角礫巖、混合巖,單軸抗壓強度30～120MPa。TBM3在整個工程中軟弱破碎段比例最長,并通過查梁子和大洛兩處不良地質段。在工程施工過程中通過科學合理的施工管理,該工程創造了最高月進尺1111m(日歷月進尺1208m)、周進尺313m、日進尺63.5m的掘進記錄,居亞洲第一,名列世界前茅;創造了月掘進作業利用率59%、日掘進作業利用率78%、平均月掘進作業利用率44.3%(2005年12月至2007年3月)的國內記錄,達到了國際先進水平。TBM經過試掘進,進入正常掘進階段平均月進尺685m,較好巖石情況下連續3個月平均月進尺931m的好成績;成功地穿越了查梁子和大洛河谷嚴重不良地質段,在連續3個月大塌方的情況下,創造了大直徑TBM在不良地質段平均每月565m的高進尺;成功實現高精度貫通,貫通精度達到:軸心豎向偏高11mm、水平向偏左28mm,縱向偏差21mm。詳細數據見表1。

通過對大伙房水庫輸水工程TBM3施工段的現場施工記錄分析總結,影響TBM設備利用率的因素有下面幾個方面:

2 正確的指揮調度

施工前根據掌握的資料編制了詳盡的施工方案、針對地下施工中各種不良地質情況的應對措施和各種突發情況的應急預案,現場生產指揮調度人員要熟悉掌握TBM施工現場所有工作流程和突發事件的相應處理措施,按照現場實際情況根據工作流程和突發事件采取相應的措施。保證各工序之間順暢銜接,節省輔助工作占用的時間;出現特殊情況采取切實可行的應對措施,做到處理及時有效,減少處理時間,提高設備的利用率。

表1 大伙房水庫輸水工程TBM3施工段進度表

3 暢通的施工通訊

為確保施工現場的指揮調度信息及時到位,在施工現場要布置暢通有效的通信網絡,保證施工現場生產情況能夠及時反饋、指揮調度信息能夠及時傳達到現場的每個位置,并得到落實。

TBM3施工段施工現場配備了有線和無線兩套通訊系統,保證了施工通訊的暢通。在倉庫、拌和站、金屬結構加工區、材料裝卸區、轉載皮帶機、洞內連續皮帶機、TBM主機操作室、支護區、輔助區等處安裝有線電話;現場各部位生產指揮人員配備無線對講機,同時在洞內安裝信號泄漏電纜,在洞口安裝無線信號放大器,保證了無線通訊的暢通。避免由于通訊不暢造成的窩工,提高設備的利用率。

4 監測維修保養

TBM設備完好是提高設備利用率的前提條件,必須按照生產商的要求對設備進行正常的維修保養,盡量滿足設備良好的工作環境,加強對設備的監測及時提前發現故障,迅速排出故障,嚴禁設備帶病工作。

利用TBM現有監測硬件配置進行檢查,依照設備結構特點和運轉規律,采用TBM機載在線監測裝置、數據采集系統與離線的振動分析、油樣檢測等手段相結合、簡易診斷與精密診斷相接合、在線監測與離線監測相結合的方法進行。在定期監測的前提下,遵循由易而難、按需增加診斷項目和變更監測周期的診斷原則,發現異常立即復核,精確診斷,慎重處理、維修和備案。TBM主軸承及其唇型密封、主電機、變速箱、主液壓泵站及液壓系統等重點部位,實施重點監測。

TBM3施工段在現場油樣分析室配置了相應的檢測設備,對油樣定期取樣監測,發現異常加密檢測頻率,并及時通報運行和維修班組,由運行班組在運行中監測,需要維修時維修班組及時進行相應的維修。為了強化故障監測、診斷和處理;聘請機械、液壓、電器的故障診斷專家常駐現場,對監測資料進行分析、診斷、及時提出相應的處理措施。制定切實可行的規章制度,在運行中保持TBM設備清潔,并監控設備異常,在日常維修保養中,對重點部位必須進行檢查維護,根據監測情況和專家的意見維修保養。由表中可以看出維護保養的時間長,設備故障的時間就相應較短,反之設備故障時間就相應較長,因此必須加強維修保養,保證設備完好,嚴禁設備帶病工作,致使設備出現更大的故障而影響施工生產。

保持設備清潔往往不被人重視,施工中噴射混凝土、落石、泥渣、滲漏水等因素對設備污染嚴重,不及時清理,不僅影響場容還會引起設備故障。在前期TBM施工中,曾發生由于聯接部件泥渣堆積導致運動部件失靈的事故。

在諸多系統故障中,需要特殊強調的是電氣問題,它不僅關系到施工進度問題,也涉及到人身、設備安全問題。根據施工統計電氣故障占了總系統故障的16%,可見,電氣問題已經成為制約TBM掘進的主要因素。施工中,TBM掘進距離越長,電氣問題暴露的越多,因洞內潮濕導致跳閘和線路老化、磨損造成的停機事件頻繁發生,必須加強檢查、更換、維修。

5 備品配件儲備

與TBM生產商溝通并結合實際使用情況提出合理的備品配件計劃,既要保證及時供應,又要避免積壓浪費。現場使用的油料和配件均需滿足TBM生產商的技術文件要求,避免由于油料配件不合格造成設備故障。現場油料配件儲存要按照儲存要求做好防雨、防凍、防銹等措施,避免油料和配件在儲存過程中變質、污染等造成油料配件不合格。由于油料和配件品種規格較多,在倉庫要分類堆存做好標識,避免在出庫時由于包裝相同出現錯誤耽誤施工生產。每班進洞前由上班提出使用材料工具清單,保證材料工具配件等供應不占用時間,由表1中可以看到材料供應占用時間很少,可以有效地提高設備利用率。

6 結語

總之TBM是一個設備的集合體,各部位之間的工作相互制約,影響設備利用率的因素很多,合理的TBM及配套設備選型、切合實際的現場布置、合理的掘進參數、不良地質條件、合理的人員安排等均對TBM設備利用率影響較大。

曲連輝(1970.06.28—),男(漢),本科,工程師,畢業院校:中央廣播電視大學,身份證號:211011197006280578。

吳憲(1974.10.18—),男(漢),本科,工程師,畢業院校:北京工業大學,身份證號:211202197410181293。