全断面隧道掘进机巡检管理的实践分析

全断面隧道掘进机作为一种重大地下工程装备，其安全可靠性、管理水平等对我国重大装备制造业的发展、施工项目工程成败、施工效率等至关重要;同时其单机产品价值高、整机集成技术高等特点，也对其运行管理等要求严格。文章主要针对其巡检管理实践中的巡检模式、主要巡检内容、设备共性问题、巡检成本等方面进行阐述，以供使用、管理、设计等单位及人员进行参考。

全断面隧道掘进机; 巡检管理; 必要性; 经济核算

U455.1   A

[定稿日期]2021-06-29

[作者简介]和伟（1980～），男，本科，从事设备管理工作。

全断面隧道掘进机作为一种高度集成化的重大地下工程装备，单机产品价值高、整机集成技术高;通常应用于地下工程开发，工程地质条件复杂施工风险源众多，安全风险高。从工程建设单位、监理单位、施工单位、设备制造厂商等都对其运行期间的管理十分重视，以保障工程建设进度、降低工程施工风险、提高工程施工效率、提升客户满意度等。因此在设备投入使用过程中，各单位通常通过设备巡检的方式及时发现设备隐患、预知其性能、做到主动维修保养，使设备始终处于良好的工况，以达到安全、高效的施工。本文从设备厂商及管理单位的角度出发，通过巡检管理的实践，对其巡检模式、巡检关键点、设备共性问题、巡检成本等方面进行研究分析。

1 巡检管理模式

作为设备制造厂商或大型施工单位，服务、管理的隧道掘进机众多，并且隧道掘进机分布区域广泛。开展巡检管理，需要设定巡检管理结构，借助已有的服务网点、专业的巡检团队进行;作为设备使用单位，也需配合厂家巡检。既设备厂商巡检管理机构制定巡检计划及标准、设备厂商服务中心开展现场巡检、设备使用单位配合巡检的模式。设备巡检管理的流程如图1所示。

2 巡检关键点

根据全断面隧道掘进机工程应用情况，一般分为硬岩隧道掘进机（TBM）、泥水平衡式盾构机（CTS）、土压平衡式盾构机（EPB），各机型配置、设备特性、应用工况不同，因此其巡检的内容、关键点又有所不同（表1）。

设备试掘进、质保期和质保期后等不同时期巡检管理侧重点也不相同（表2）。

3 巡检情况的统计分析

某单位2019年完成了690台设备巡检工作，巡檢过程中帮助使用单位解决问题、提供各项指导，并就问题较多的283台设备向客户发送巡检报告，提醒使用单位进行设备管理及维护。巡检中对的共性、关键问题进行了统计分析，对相关油品进行检测分析。

3.1 普遍共性问题

设备管理维保较差的设备，通常机、电、液系统中存在一些共性问题，如润滑不充分、电气柜内灰尘较多等。影响设备性能或引起更大设备故障（表3）。

3.2 关键系统部件问题

对关键系统部件巡检分析发现，减速机润滑油不足达86台次、砂浆罐搅拌轴密封损坏漏脂漏浆64台次、密封检测腔存在油脂32台次，扭腿裂纹等问题发生频次如图2所示，若不及时解决将引起重大设备故障甚至停工。

3.3 油品检验情况

对目视发现减速机齿轮油、液压油颜色发黑等异常情况的192台设备采集油样1 964个，其中齿轮油油样1 772个、液压油油样192个（图3）。

选取能够反映油品质量的典型检测项目进行分析，齿轮油进行机械杂质、粘度、水分、光谱元素4项指标共分析

上述表中，“√”选的项目表示该机型常用配置的巡检点，“/”选的项目表示通常该机型没有配置不是巡检点。

7 088项，液压油进行机械杂质、粘度、水分、光谱元素、污染度5项指标共分析960项，共计检测8 048项。其中不达标油样1 248个，占比65 %，具体检测详细数据见图4。

3.4 巡检情况分析

通过巡检情况统计数据发现，被巡检设备的普遍共性问题、主要系统部件的问题主要集中在设备电气元件的清洁干燥方面、转动部件的润滑方面、机械连接的紧固方面，而此类问题均是一些常规问题，并不影响设备使用，往往容易被设备运行单位忽略，从而任由其长期发展下去，对设备正常运行造成致命打击，在后续施工中大大增加维护运行成本、缩短设备正常使用寿命。

设备的油品就是设备运行的血液，油品的各项检测指标统计分析可以相对全面的反映设备的运行状况，帮助运行单位预测性的对设备进行维护保养。同时针对传统的油品巡检检测耗时时间长、难度大，可以采用线上巡检分析的方式进行，目前国内外均有较成熟的解决方案，采用的是传感器技术和互联网技术，可以线上实时对设备各部位油品进行检测分析，帮助设备运行参与各方预测性的对设备进行维护保养，最大化设备润滑管理效率。

4 巡检管理成本分析

设备巡检管理产生人工、差旅、检验检测费用，费用的统计、成本分析为巡检管理工作计划的制定、工作长期开展提供支撑。本文以某单位2019年690台设备巡检的相关费用进行分析。

4.1 人工差旅费用

巡检工作通常由1名机液工程师、1名电气工程师共同进行，一般每次巡检2台设备需要3 d时间，以片区服务中心就近开展巡检。

人工费用：fp=RVp

住宿费用：fh=2PRa

路途费用：ft=PXSLt

式中：X为每次巡检人数;T为每次巡检时间;I为每次巡检台数;D为每台人工天;R为总人工天;Vp为人工成本，1 200元/人·天;P为巡检次数;S为每次往返次数;Ra为房间均价;Lt为单张车票价格。

其中每台设备巡检需要的人工天为：D=XTI=3人工/台次

人工费用：

fp=690×3×1200=2484000元

住宿费用，按照每次3 d住宿2晚，住宿标准双人间320元/天计算，则住宿费用：

fh=2×690÷2×320=220800元

路途费用，以乘坐高鐵计算，按照每张车票400元计算：

ft=690÷2×2×2×400=552000元

则人工差旅总费用：

fta=fp+fh+ft=3256800元

4.2 油品检测费用

根据市场检测价格进行计算，涵盖其中所需的人员、耗材、检测设备折旧费用等，油品检测总费用由液压油、齿轮油检测的费用组成（表4）。

式中：Nq为驱动箱齿轮油检测量;Nz为主驱减速机齿轮油检测量;Nl为螺机减速机齿轮油检测量;Ny为液压油检测量;v为粘度检测费用;w为水分检测费用;e为光谱元素检测费用;c为污染度检测费用。

油品检测总费用：

Ftest=FQ+FZ+FL+FY=2148600元

4.3 巡检成本分析

通过以上计算分析，则年巡检管理总费用：

F=fta+Ftest=540.54万元

各机型隧道掘进机均价为5 000万元/台，一台设备巡检费用大概0.78万元/年，年巡检费用仅占盾构机成本的0.016 %，可以看出年度巡检费用占盾构机总值得比例很低。以极少的成本管理、掌握设备运行状况，为设备维护提供依据，减少设备维修的成本，延长设备使用寿命，经济效益巨大。

5 发展与展望

通过对以往人工巡检管理发现问题的总结分析，应强化对巡检工作的管理，增强对重大故障、重要隐患的预防管理，提升重大装备管理水平、效率，使地下空间开发建设的安全文明建设迈上新台阶。

而随着地下空间建设的蓬勃发展，对设备的精细化管理需求日益增加，要求更加及时、高效掌握设备信息。地理信息技术、通讯技术、工业云技术、传感技术等的融合发展，将推进全断面隧道掘进机这类地下重大工程装备智能巡检管理的逐步实现。

参考文献

[1] 邢渔斌. 全断面掘进机绿色管理与维修保养[J]. 交通世界， 2019（32）.

[2] 曹成成. 地铁盾构施工设备管理及维保技术研究[J]. 基层建设， 2020（14）.

[3] 王磊， 周斌. 地铁盾构施工设备管理及维保措施[J]. 智能城市， 2020（8）.

3208501908294