TBM,向前冲

铁路一线   2015-09-06 20:20:11  230浏览 作者:杨三柱 齐梦学

8月7日青岛地铁二号线TBM1第一区间掘进贯通,8月11日陕西引汉济渭工程秦岭隧洞越岭段岭北TBM第一阶段掘进提前3个月贯通,8月18日辽宁LXB工程TBM段掘进高精度提前1.个半月贯通,吉林引松连续两个月月掘进超过900米,中铁十八局集团隧道公司TBM掘进实现了一月三通,TBM向前,再向前;TBM,向前冲……开创了中国铁建TBM掘进施工史上最高月进尺922.6米、平均月进尺705米、最高日进尺73.9米的新纪元。

作为中国TBM施工领域的先锋队,中铁十八局集团隧道公司从1997年操作施工中国第一台TBM开始至今已有18年,一路走来,风雨兼程,经百难但始终勇往直前,初告捷而逐步涅槃重生。

主动求变,创新转型,打造TBM施工管理模式的升级版

“单价低,投入大,竞争激烈,在地质不适应地段,掘进效率低,效益差,TBM品牌优势如何转化为效益优势?”隧道公司曾经为TBM这个“大家伙”伤透脑筋。

TBM,全称全断面隧道硬岩掘进机,一度专家们叫它“特别猛”,因为它的“钢牙铁齿”可以把抗压强度高达200Mpa的岩石轻松咬碎,施工效率达到普通钻爆法的3—5倍。但后来也有人戏称它为“特别慢”,因为对地质条件适应性差,在不适合的地质条件下,虽然消耗大量的资源,它却寸步难行。

隧道公司承建过一个20多公里的特长隧道项目,采用TBM和钻爆法相向掘进。由于掘进距离的太长,TBM严重老化、岩石过于坚硬,TBM掘进一年下来,平均每个月只有几十米,还赶不上钻爆法的速度,而TBM整个作业人员达到四五百人,却是钻爆法的3—4倍。

如何管理好使用好TBM,发挥它的最大效率?如何避免TBM高配置、高成本、低效率、低效益?经历秦岭隧道“辉煌”,熬过中天山隧道“低谷”,大家陷入了深深的反思。

“以前我们只有1台TBM,现在最多管理使用11台;以前我们用TBM只施工铁路隧道,现在水利、水电、市政、轨道交通,全面开花;必须创新转型,打造TBM施工管理模式的升级版”。大家思想空前统一。

TBM采购成本高昂,配套施工设备配置成本高,设备成本回收期长是制约TBM发展的头号难题。隧道公司主动求变,突破“施工+TBM”、“谁施工、谁购置”的模式,千方百计争取条件,采取业主购置、合作购买、融资、租赁等方式,分摊设备巨额资金费用;加强TBM配套施工设备周转使用,降低TBM采购成本;同时,千方百计加快TBM掘进速度,争取业主“追加任务”,减少完工后TBM的资产净值。此外,针对液压油、刀具等周转材料等品种单一、互换性好、用量或金额大的备品备件及物资,公司统一签订框架集采合同,坚持“严管、少投、盘活、确保”,以最少的支出争取最大的经济效益。

以往TBM施工借鉴国外和秦岭隧道施工的经验,普遍采用“TBM项目部—工班”的架构。作为TBM掘进队队长(项目经理),一般从具有TBM施工经验的机械、液压、电气专业技术人员中选拔。

“专业人干专业事儿”,“项目管理要和设备管理分开”,“非TBM专业技术人员也能管好TBM”。 先破后立,思路一开,满盘皆活。隧道公司实行TBM项目经理职业化,选拔一批经验丰富、管理能力强,思路开阔的优秀职业项目经理担任TBM项目部经理,按“梯队原则”配备土木和TBM专业人员,规定TBM所有岗位人员工资标准在原有的基础上高定一档,并增加一线TBM技术人员施工补助。

不同专业的融合,不同思维的碰撞,带来了管理转型,最大、最直接的变化就是精兵简政、减员增效。TBM打破原来的编制定员,按需设岗,按岗设人,定编定岗定责,施工一线人员从四五百人一下子精简到一百七八。“以前两台TBM一个整备工班配六七十人,我按岗一个一个地抠,最后硬生生减到三十几人”,青岛地铁项目经理施红忠不无自豪地说。

TBM以往现场管理采用“项目经理—副经理—工班长”的模式,现场调度协调十分困难。管理转型后,“精细化管理”、“标准化施工”的模式成功被“嫁接”、“移植”。增加现场总调度,加强工序衔接,统一协调各工序;项目领导轮流现场值班,工前工后进行交底和讲评,安全质量微信群平台即时监控……上下配合、密切协调,无缝对接。

“以前,我们采用“架子队”模式,技术干部直接带工人,又累又不能发挥其技术优势;现在采用“工序承包、技术监管”,“解放”了大量施工技术人员,施工效率不降反升”。吉林引松项目经理陈立和乐呵呵地讲到。管理转型后,技术干部“松绑了”,处处充满活力。“以前我们安装一榀钢拱架,需要两三个小时,现在最快只要半个小时;以前TBM机子等人,现在人等机子”。

机器也是有感情的,你对它好,它就会用高效率来回报你

“地质问题老天爷说了算,TBM设备问题我们自己说了算”,隧道公司分管TBM的副总经理齐梦学说,“提高TBM的掘进速度,关键在于“两率”,即TBM设备的完好率,TBM纯掘进时间利用率。”

TBM掘进要高产,更要稳产,TBM掘进必须要持续、均衡、快速。TBM要实现真正的“综合进尺高”,而不是“过山车”式的形象进度图,隧道公司在实践中独创出先进的“TBM施工SPS作业法”。

设备的完好率,“要”在规范的施工操作,“重”在有效的维修保养。隧道公司编制的“TBM管理手册”,从TBM选型、配置、采购、设计联络、监造、验收、运输、组装调试、掘进、支护、运输、维修保养,直至拆卸,所有工序做到全覆盖,使操作有规范,作业有标准,办事有程序,管理有制度。TBM设备维修保养一律按“规矩”办:每掘进9小时,强制维修保养6小时,“9+9+6”模式,让TBM“身强体奖。隧道公司在建的4个TBM项目,设备完好率始终保持在90%以上,最高达到95.7%。

提高TBM掘进纯工时利用率,不仅是一个施工问题,也是一个经济问题。TBM掘进施工期间开挖、支护、运输、轨道延伸、皮带延伸、风水电延伸同步作业,施工环节众多,环环相扣,任何一个环节出现问题,都有可能导致设备停机,造成巨大的损失和影响。

公司和项目两级TBM技术部门实时对TBM掘进进行动态监测,对TBM工时利用率动态分析优化。项目部TBM技术工程师随机跟班进行技术保障,24小时全天候“候诊”,坚持日汇总日分析;机关周汇总周分析,上下联动,共同监控,为TBM保持了良好状态上了“双保险”。 TBM纯掘进时间从秦岭隧道的26.15%,桃花铺一号隧道的29.77%,提升到辽宁LXB的60.5%,实现了质的飞跃。

TBM组织管理也是影响进度一个重要因素。隧道公司实行工期网络计划,定期收集、统计、汇总、分析TBM掘进参数、地质条件、刀具消耗、配件采购和库存情况,及时优化调整,动态管理控制。“如果TBM进尺未达到计划任务,立即组织召开进度分析会,研究解决存在的问题”。引汉济渭TBM分部经理吕二超说。项目部领导轮流现场值班、总调度综合综合把控、工序衔接紧密、监督到位、执行有力……多管齐下,“硬措施”改变了以往“软落实”的困境。

TBM掘进稳扎稳打,平均月进尺从301米、310米,提高到551、616米,甚至突破700米,TBM转场步进平均日进尺突破140米,最高日进尺220米,在国际上处于领先水平。

打铁还靠自身硬,自主创新,是TBM创造奇迹的强力引擎

要想掌握TBM关键核心技术,掌握TBM施工的主动权,学习、消化、实践、积累、总结、创新,是TBM管理技术成长的路线图。

TBM是高精尖的非标设备,大多是进口产品,掘进过了“试掘进段”以后,一旦出现问题,如果一味等外国专家维修,不但费用高,而且停工停产损失极大。怎么办?只有努力加强TBM技术管理人员培养,开展技术积累、技术创新和科技攻关,一步步地提高TBM工程技术管理人员“观察—发现—思考—解决”实际问题的能力。

刀盘是TBM的核心部件,其设计制造质量对TBM施工效率的影响至关重要。辽宁LXB项目TBM刀盘焊接,正值东北的三九天,环境温度低,焊接工作不规范。公司分管TBM的副总经理齐梦学,经过多次艰难的协调与沟通,据理力争最终得以圆满修复。吉林引松项目TBM刀盘焊接工艺设计不够完善,通过聘请TBM专家和焊接专家现嘲把脉”会诊,最终把盾构机刀盘焊接标工艺准调整到TBM标准。

“物料运输由边侧改到中间”、“扩充TBM备件仓库面积”,“增加TBM物料堆放平台”,““喷射混凝土机械手前后布置增加作业范围”,“左右两台锚杆钻机可独立移动和工作”,吉林引松项目书记邓敏说起在长沙TBM工厂监造的设备“方案优化”如数家珍,脸上写满了自豪。

TBM要“提速”,TBM队伍也必须“提素”。辽宁LXB项目经理王文建把公司首届TBM技术大比武“请”到了工地。观摩学习、现场培训,岗位练兵、技术比武,以老带新、导师带徒,工地不断掀起学技练兵的热潮。集团公司副总工程师王雁军和TBM专家把TBM培训送到现场,一边培训,一边深入现场解决实际问题,刮渣斗隔板、刮渣斗刮刀,经过优化改造后,适用性更强,现嘲拍手叫好”。

“TBM连续皮带硫化作业时间一般为14—16小时,经过工艺改进,采取双头硫化的方式,作业时间最多缩短到5个多小时”。辽宁LXB项目TBM分部经理曾绍毅在“TBM大讲堂”上侃侃而谈“创新经”,最近荣获天津市第二届“最美青工”称号,成为公司TBM“创新能手”中的杰出代表。“TBM电气火灾疏散逃生应急演练桌面推演”,“隧道掘进机消防安全预警系统”,专利发明人青岛地铁项目经理施红忠最近光荣当寻最美青岛地铁人”。

面对复杂地质、TBM疑难故障等施工技术难题,TBM施工技术人员与业主、设计、监理、设备制造厂家、高校科研机构等单位一道研究,合作开发,超前谋划,开展技术攻关。TBM组装、关键部件维保、油液监测、步进技术、TSP探测、皮带硫化、刀盘整修、掘进与二次衬砌同步等,一个个技术瓶颈被突破,一项项技术成果不断涌现,使TBM工程适应性不断增强。 

“墙内开花墙外香”,几年来,隧道公司累计取得科研成果45项,其中国家级工法1项,省部级工法4项,省部级科技进步奖5项,已经公开和获得授权的发明专利9项,已获授权实用新型专利24项,成为TBM创造奇迹的强力引擎。

“引领隧道科技,缔造TBM品牌”。 “隧道公司人”始终保持着TBM“特别猛”的冲劲韧劲,像TBM一样敢于碰硬、勇往直前、争创一流……

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