復合式土壓平衡盾構機監造過程淺析

張華清

（中交第三航務工程局有限公司南京分公司， 江蘇 南京 210000）

我們國家自1950年東北阜新煤礦通過用手掘式盾構修建了國內首條盾構機挖掘的隧道起，至今也有近70年的發展時間。隨著技術不斷革新與各種工程需要，目前國內和國外廠家所生產的盾構機正朝著超大化和微小化的兩個極端方向發展。例如由我國中鐵裝備集團公司自主設計制造，直徑達15.03m的泥水平衡盾構機，是目前國內最大的盾構機。

本文作者結合親身參與監造2臺，觀摩學習8臺φ8580mm的復合式土壓平衡盾構機監造的經歷，總結了一些心得體會，并通過多方協作探索解決監造問題的有效方式方法，希望可以起到拋磚引玉的作用，為以后的盾構機監造工作提供借鑒。

1 盾構機設備的基本情況

結合成都市軌道交通17號線某標工程地質特點，盾構區間采用國內某盾構機生產廠家φ8580復合式土壓平衡盾構機進行掘進。該型號盾構機主驅動額定扭矩24324,3KNm，脫困扭矩達36486.5KNm，最大推力76000kN，18寸單刃滾刀36把，最大工作荷載250KN，滾刀伸出量170mm，具備100MPa強度的破巖（硬土）掘進能力。 盾構機具備12路同步注漿管路（其中6路備用），刀盤上共有10路添加劑注入管路，其中9路泡沫、4路膨潤土，而膨潤土有3路與泡沫共用，滿足本標段地層對盾構機渣土改良的需求。

2 盾構機監造工作內容

2.1 監造工作流程

盾構機設備的監造工作主要包括：設備結構制造階段、設備裝配調試階段的質量管理和進度管理。質量管理控制是監造工作的重點，貫穿于整個盾構機監造工作的全過程。

2.2 監造大綱

監造大綱的編制需要以盾構機設備采購合同、國家有關法規技術標準、所監造盾構機設備的設計圖紙規格書和技術協議、所監造盾構機制造裝配相關的質量規范和工藝文件為依據。

盾構機監造大綱的主要內容有：（1）明確盾構機監造地點、監造單位及其組織機構與職責；（2）明確盾構機的監造過程。審查盾構機制造廠質量檢查驗收報告、質量驗收文件、質量保證體系、施工技術文件等；審查施工組織設計和進度計劃；審查原材料、外檢質量證明文件及復驗報告；設置監造監督點，現場見證點、停工待檢點、文件見證點。（3）明確盾構機監造計劃及進行控制和管理的措施。以制造廠家提供的盾構機設備制造工藝流程及質量檢驗驗收標準為依據，編制監造計劃和控制管理措施。

2.3 監造質量控制

借鑒設備監造通用的質量監造形式，盾構機設備的監造質量控制主要有車間現場見證、文件見證和停工待檢點見證三種方式。

（1）現場見證（W）：；針對盾構機安全或性能重要的相關檢驗、試驗而設置（如外觀質量、規格尺寸、制造加工工藝等），監造人員需要在現場對試驗過程進行監視。如果監造人員未能在場見證，那么廠家可繼續進行相應的工序操作，經相關檢驗合格后，可以轉入下道制造生產工序，但必須將相關檢驗結果交給監造人員審查認可。

（2）文件見證（R）：要求盾構機廠家提供合格的檢驗記錄、試驗報告以及原材料與配套零部件的合格證或質保書等技術文件，使盾構機監造人員確信盾構機制造相應的工序和試驗已處于可控狀態。

（3）停工待檢見證（H）：主要以關系到盾構機設備安全或性能的檢驗、試驗為對象而設置，例如重要的工序節點、隱蔽工程、不可重復試驗的驗收點。盾構機刀盤注水泡沫管路焊后質量檢驗屬于隱蔽工程，它就是一個重要的停工待檢見證點。

2.4 監造進度控制

盾構機的制造、裝配、調試進度，應與采購合同規定的工期相符合。但盾構機監造過程中總會出現影響生產進度的情況，例如外購件到貨時間滯后、外協件制造進度延后、制造工序銜接不合理以及不必要的返工等。監造人員就需要通過一些監造方式方法來控制盾構機生產的總體進度，確保盾構機如期交驗現場項目部。

（1）采購合同控制進度

合同明確規定的交貨日期，是盾構機制造、裝配、調試進度計劃編制的總體依據。監造人員以采購合同要求的交貨日期為主要依據，監督盾構機制造廠家編制總體生產進度計劃。

（2）審查進度計劃

（2）過敏反應。在轉基因食品中常常含有能夠引起部分人過敏的基因，比如轉基因玉米極易造成某類人群出現過敏的情況。

對廠家提供的盾構機生產制造過程各個項目的進度計劃，監造人員應主要審查以下內容：各個項目制造完成時間與盾構制造完工總工期目標的符合性；重要零部件、關鍵工序制造的均衡進展以及各工序銜接的合理性；關鍵工作關鍵線路的合理性；生產資料、生產人員配置的合理性和充沛性（尤其在趕進度時，制造廠家是否有能力提供充足的生產人員、設備、物資等資源）；外購件（主要是進口件的到貨進度，比如主軸承、刀盤電機減速機的到貨進度計劃等）到貨進度與總體制造進度的符合性等。審查完成后，監造人員要根據這份進度計劃進行監督和檢查。

（3）監造會議控制進度

監造人員發現制造廠家的生產進度計劃與車間實際進度有出入時，可以要求廠家組織相關職能部門（例如計劃協調部門、經營部門、車間生產部門以及技術部門）召開盾構機生產進度控制調整專題會議。主要討論以下內容：確認進度滯后具體情況、監督分析進度滯后原因、制定趕工措施、監督執行趕工計劃和監督檢查實施情況等內容。每次監造會議都要留有會議記錄及影像記錄，作為盾構機監造文件記錄在檔備查。

（4）聯系函件形式控制進度

監造人員可以結合監造會議的開展執行情況，上報盾構機采購單位并提出以公文函件形式，強制要求制造廠家必須按照合同規定的工期節點完成各個分部分項工作，如期交貨驗收。這也是一種強制手段和方式，保障盾構機生產制造進度。

2.5 監造記錄

2.6 監造總結

盾構機監造工作的主要內容有：

① 盾構機設計 、制作和試驗中出現的問題、處理情況和處理結果 。

② 對該盾構機的技術檔次 、工藝水平 、質量 、整體狀況的綜合評價。

③ 對本次監造的自評。

監造人員應該實事求是地進行深入剖析，總結監造工作中的經驗與不足，為以后的盾構機監造提供借鑒和參考。

3 監造實例

成都地鐵17號線計劃采用國內某盾構機生產廠家20臺Φ8580mm復合土壓平衡盾構機，其中包括我們標段的2臺，盾構機制造工期約8個月。海外采購件主要有：主驅動的主軸承、主軸承密封、導向系統、PLC控制系統、刀盤電機減速機、液壓泵液壓馬達等，其他結構件國內生產，總裝、調試和驗收在國內某廠進行。

3.1 監造問題統計

監造過程中發現的問題主要有：質量方面（分為機械結構部分、液壓流體部分、電氣部分、裝配部分）、進度方面、設計優化方面等。

表1 盾構機監造主要問題統計

由于篇幅限制，本文簡要對監造過程中出現的代表性問題做出了統計。

3.2 監造方法分析

通過對監造過程中遇到的問題進行分析，總結得出解決此類問題行之有效的具體方法如下：與同廠監造的其他單位溝通交流，借鑒改造經驗；簽發監造聯系整改單；與廠家技術負責人當面討論方案，參與新方案可行性研究；公文函件形式；審查追加設備報價單，控制成本；車間現場見證復核整改；組織召開質量進度協調會議，驗收會議。

觀察柱狀圖不難發現，“與同廠監造的其他單位溝通交流，借鑒改造經驗”、“與廠家技術負責人當面討論方案，參與新方案可行性研究”、“簽發監造聯系整改單”、“車間現場見證復核整改”，是解決大部分監造問題最常用的具體方法。而其他三種方法，是最后殺手锏，一般針對爭議較大不容易解決的問題。

例如，“刀盤泡沫注入口結構形式易堵塞且無法拆卸更換”的問題，鑒于自身監造經驗的不足，我們認真研究了設計圖紙，主動與監造同機型的其他單位監造人員溝通交流。明確問題的整改方向，同時帶著整改要求與廠家技術負責人當面討論整改方案，要求給出具體的改造工藝措施，監造人員可以參與新方案可行性研究，加強過程監督。新方案通過后，簽發監造聯系整改單，留下文字記錄備查。監造人員要現場見證新方案實施的全過程。在發生廠家拒絕或者拖延整改時，監造人員除了按照上述方法進行督促外，還要及時向上級單位或業主單位反應情況，申請簽發公司公函強制執行整改。對于需要增加設備的，要嚴格對比審查報價單控制成本，同時組織召開相關會議形成紀要備查。

原設計泡沫注入口

改造后泡沫注入口

為了做出對比，我們監造的2臺盾構機，1臺采用原設計方案另1臺采用新方案，比較結果如表2所示：

4 結束語

盾構機監造是一項很具有挑戰性的工作，不僅要求監造人員對盾構機設備具備一定的認知，而且還要掌握一套行之有效的監造方式方法。隨著盾構機國產化、產業化進程的不斷加速，國內針對盾構機監造的國家行業標準規范亟待完善。這就需要我們不斷嘗試新的方式方法，敢于打破既有常規，不斷總結經驗，為盾構機監造工作更加程序化、規范化提供借鑒。