提高TBM设备利用率的主要影响因素

曲连辉 吴宪

(中国水利水电第六工程局有限公司,辽宁沈阳 110179)

提高TBM设备利用率的主要影响因素

曲连辉 吴宪

(中国水利水电第六工程局有限公司,辽宁沈阳 110179)

高效的设备利用率是设备快速、优质、安全、经济的重要体现,如何提高设备利用率是设备开发商和施工方共同为之努力的方向。大伙房水库输水工程TBM3施工达到了国际先进水平。根据现场施工记录分析总结,提高设备利用率主要因素包括:正确的指挥调度、畅通的施工通讯、监测维修保养、合理充足的备品配件储备。

TBM 设备利用率 影响 因素

目前,TBM在我国水利、交通工程施工中得到了广泛的使用,正朝着机械、电气、液压和自动化的一体化、智能化方向发展。TBM作为专门用于地下隧道工程开挖施工的高科技施工装备,具有开挖快、优质、安全、经济并有利于环境保护和降低劳动强度的优点。高效的设备利用率是设备快速、优质、安全、经济的重要体现,如何提高设备利用率是设备开发商和施工方共同为之努力的方向。下面根据大伙房水库输水工程TBM3施工段的工程实例谈谈施工管理对设备利用率的影响。

1 现场施工分析

大伙房水库输水工程TBM3施工段,主洞开挖直径8m,总长18.5km,主要岩石为凝灰质粉砂岩、火山角砾岩、混合岩,单轴抗压强度30～120MPa。TBM3在整个工程中软弱破碎段比例最长,并通过查梁子和大洛两处不良地质段。在工程施工过程中通过科学合理的施工管理,该工程创造了最高月进尺1111m(日历月进尺1208m)、周进尺313m、日进尺63.5m的掘进记录,居亚洲第一,名列世界前茅;创造了月掘进作业利用率59%、日掘进作业利用率78%、平均月掘进作业利用率44.3%(2005年12月至2007年3月)的国内记录,达到了国际先进水平。TBM经过试掘进,进入正常掘进阶段平均月进尺685m,较好岩石情况下连续3个月平均月进尺931m的好成绩;成功地穿越了查梁子和大洛河谷严重不良地质段,在连续3个月大塌方的情况下,创造了大直径TBM在不良地质段平均每月565m的高进尺;成功实现高精度贯通,贯通精度达到:轴心竖向偏高11mm、水平向偏左28mm,纵向偏差21mm。详细数据见表1。

通过对大伙房水库输水工程TBM3施工段的现场施工记录分析总结,影响TBM设备利用率的因素有下面几个方面:

2 正确的指挥调度

施工前根据掌握的资料编制了详尽的施工方案、针对地下施工中各种不良地质情况的应对措施和各种突发情况的应急预案,现场生产指挥调度人员要熟悉掌握TBM施工现场所有工作流程和突发事件的相应处理措施,按照现场实际情况根据工作流程和突发事件采取相应的措施。保证各工序之间顺畅衔接,节省辅助工作占用的时间;出现特殊情况采取切实可行的应对措施,做到处理及时有效,减少处理时间,提高设备的利用率。

表1 大伙房水库输水工程TBM3施工段进度表

3 畅通的施工通讯

为确保施工现场的指挥调度信息及时到位,在施工现场要布置畅通有效的通信网络,保证施工现场生产情况能够及时反馈、指挥调度信息能够及时传达到现场的每个位置,并得到落实。

TBM3施工段施工现场配备了有线和无线两套通讯系统,保证了施工通讯的畅通。在仓库、拌和站、金属结构加工区、材料装卸区、转载皮带机、洞内连续皮带机、TBM主机操作室、支护区、辅助区等处安装有线电话;现场各部位生产指挥人员配备无线对讲机,同时在洞内安装信号泄漏电缆,在洞口安装无线信号放大器,保证了无线通讯的畅通。避免由于通讯不畅造成的窝工,提高设备的利用率。

4 监测维修保养

TBM设备完好是提高设备利用率的前提条件,必须按照生产商的要求对设备进行正常的维修保养,尽量满足设备良好的工作环境,加强对设备的监测及时提前发现故障,迅速排出故障,严禁设备带病工作。

利用TBM现有监测硬件配置进行检查,依照设备结构特点和运转规律,采用TBM机载在线监测装置、数据采集系统与离线的振动分析、油样检测等手段相结合、简易诊断与精密诊断相接合、在线监测与离线监测相结合的方法进行。在定期监测的前提下,遵循由易而难、按需增加诊断项目和变更监测周期的诊断原则,发现异常立即复核,精确诊断,慎重处理、维修和备案。TBM主轴承及其唇型密封、主电机、变速箱、主液压泵站及液压系统等重点部位,实施重点监测。

TBM3施工段在现场油样分析室配置了相应的检测设备,对油样定期取样监测,发现异常加密检测频率,并及时通报运行和维修班组,由运行班组在运行中监测,需要维修时维修班组及时进行相应的维修。为了强化故障监测、诊断和处理;聘请机械、液压、电器的故障诊断专家常驻现场,对监测资料进行分析、诊断、及时提出相应的处理措施。制定切实可行的规章制度,在运行中保持TBM设备清洁,并监控设备异常,在日常维修保养中,对重点部位必须进行检查维护,根据监测情况和专家的意见维修保养。由表中可以看出维护保养的时间长,设备故障的时间就相应较短,反之设备故障时间就相应较长,因此必须加强维修保养,保证设备完好,严禁设备带病工作,致使设备出现更大的故障而影响施工生产。

保持设备清洁往往不被人重视,施工中喷射混凝土、落石、泥渣、渗漏水等因素对设备污染严重,不及时清理,不仅影响场容还会引起设备故障。在前期TBM施工中,曾发生由于联接部件泥渣堆积导致运动部件失灵的事故。

在诸多系统故障中,需要特殊强调的是电气问题,它不仅关系到施工进度问题,也涉及到人身、设备安全问题。根据施工统计电气故障占了总系统故障的16%,可见,电气问题已经成为制约TBM掘进的主要因素。施工中,TBM掘进距离越长,电气问题暴露的越多,因洞内潮湿导致跳闸和线路老化、磨损造成的停机事件频繁发生,必须加强检查、更换、维修。

5 备品配件储备

与TBM生产商沟通并结合实际使用情况提出合理的备品配件计划,既要保证及时供应,又要避免积压浪费。现场使用的油料和配件均需满足TBM生产商的技术文件要求,避免由于油料配件不合格造成设备故障。现场油料配件储存要按照储存要求做好防雨、防冻、防锈等措施,避免油料和配件在储存过程中变质、污染等造成油料配件不合格。由于油料和配件品种规格较多,在仓库要分类堆存做好标识,避免在出库时由于包装相同出现错误耽误施工生产。每班进洞前由上班提出使用材料工具清单,保证材料工具配件等供应不占用时间,由表1中可以看到材料供应占用时间很少,可以有效地提高设备利用率。

6 结语

总之TBM是一个设备的集合体,各部位之间的工作相互制约,影响设备利用率的因素很多,合理的TBM及配套设备选型、切合实际的现场布置、合理的掘进参数、不良地质条件、合理的人员安排等均对TBM设备利用率影响较大。

曲连辉(1970.06.28—),男(汉),本科,工程师,毕业院校:中央广播电视大学,身份证号:211011197006280578。

吴宪(1974.10.18—),男(汉),本科,工程师,毕业院校:北京工业大学,身份证号:211202197410181293。