TBM快速施工调度组织措施总结

TBM快速施工调度组织措施总结

中国水利水电第八工程局有限公司湖南长沙410000

摘要:根据厄瓜多尔Minas工程引水隧洞施工条件及特点,选用1台双护盾TBM进行施工,列车编组出渣方式。TBM施工调度组织的科学性、合理性是保证TBM施工的安全、质量和工期的重要措施,在实践中总结了一套TBM施工管理办法,供类似工程施工参考。

关键词:TBM;列车编组;调度组织

引言:TBM(TunnelBoringMachine)全断面隧道掘进机,掘进、支护、出渣等施工工序并行连续作业,是机、电、液、气等系统集成的工厂化流水线隧道施工装备,具有安全、掘进速度快、利于环保、综合效益高等优点,可解决传统钻爆法难以实现的复杂地理条件及埋深长隧洞的施工问题。

1工程概述

厄瓜多尔Minas水电站引水隧洞总长13896.62m,最大埋深610m,设计流量为65m³/s。取水口位于右岸,底板高程为771.48m。其中,TBM段长10360.65m,开挖断面为圆形,直径为5.67m,管片衬砌后直径为4.8m。TBM进口支洞全长1245.422m,洞口(即TBM工业广场)位于Sarayunga村,TBM滑行段214.5m,TBM入口支洞掘进1030.922m后与引水隧洞DBM出口出口段贯通,出口支洞全长374.77m,位于大坝Riojubones河右岸,下游段开挖断面尺寸均为5.70m×5.70,衬砌后断面尺寸为4.50m×4.50m,马蹄形。

“华龙号”TBM隧道硬岩掘进机为封闭式双护盾,列车编组出渣方式,由意大利SELI公司设计,开挖洞径Φ5.67m,边刀增加垫片最大开挖洞径Φ5.77,TBM硬岩掘进机整机全长180m,有主机、连接桥、13节台车组成,重2000吨,刀盘驱动功率2250kw(315KW×7),有7台变频电机驱动,刀盘转速0-9rpm,刀盘19英寸滚刀数量37把,最大推力11000KN,刀盘扭矩2000N/M。

2工程施工特点

TBM隧洞施工是以掘进作业为核心,以掘进、支护、出渣运输为主要作业,通风、供电、供水、排水、设备检修保养和延伸材料准备为辅助作业进行的,其中的施工重点和难点有设备检修保养效率和列车编组的运行调度等。TBM施工具备并行性、协调性、连续性、密集性和系统性等特点,这决定了TBM施工组织管理上的特殊性。为此,结合各特点,在TBM施工组织管理方面采取以下相关措施:

(1)确定TBM组织管理的主要内容、方法和措施;

(2)根据TBM施工特点,建立各作业工序间的合理关系;

(3)加强TBM施工设备保障措施,找出影响作业性能的因素,提高掘进速度和设备利用率。

3TBM施工组织管理

TBM施工采用的分包模式管理,分包合同负责TBM洞段的开挖、支护、衬砌、灌浆等所有项目。为使TBM施工管理模式适应TBM施工的特点,建立健全TBM的施工模式,变分散管理为集中管理,以中方工程师为主,厄方员工为辅,成立专门的掘进施工队伍,三班运行,1个检修掘进队和2个掘进队。检修掘进队每天上午安排4小时的强制维护保养、设备检修、刀具检测更换,完成检修后即刻参与TBM掘进生产。洞外各班组职责是保障TBM施工所需的通风、通电、通水、延伸材料、备品备件、机车编组运行和技术支持等。在对TBM施工组织方面管理主要是进行目标控制管理,在目标控制管理的过程中,通过对进度计划的分解,制定出日、周、月等生产计划,材料及备件需求计划等。合理组织施工,充分利用人力物力,有效使用时间和空间,保证综合协调施工,按期完成,确保质量,以较少的投资完成工程任务。

4TBM及配套设备运行管理

TBM设备是集机、电、液等技术于一体的综合大型设备,在很大程度上,TBM设备状况好坏,决定了掘进施工的生产进度。建立完善TBM及配套设备运行管理体系,制定各种规章制度。建立TBM设备检测,全面实施强制性保养措施,列车编组计划性检修。加强备品备件管理,充分保障TBM施工需要。建立现场交接班制度、班前五分钟制度、维修技术人员跟班制度、日常巡视检查制度以及设备故障抢修制度等,及时发现并解决处理施工过程中突发状况和故障。

在保障TBM设备正常、运转安全、发挥应有的施工能力方面,对设备进行严格地日常维护和检修管理,根据TBM厂商提供的技术文件,编制详细的维护保养和设备检修规程,在每天上午安排不少于4小时的强制检修,完成刀具检测更换,并组建专业的维修班组,以机械、电气、液压、刀具工程师为主,厄方员工协助,将TBM设备落实到相关责任人。坚持日常保养,以班、日、周、月、季、半年、年为周期,对TBM设备进行维护保养。

利用TBM设备检修时间,每天完成2列车编组的计划性检修和错车平台的日常检修,对列车编组行走轮轴承、威尔逊接头、机车发动机、变速箱和刹车片等计划性检修,保障满足TBM施工需要。

备品备件是确保生产连续性的重要保障,尤其项目所处海外,特别是TBM设备繁多,涉及内容多且繁杂,受施工进度、设备状况、施工环境以及采购周期等影响因素较大。在管理过程中,需要密切关注施工生产情况和市场情况。为了全面掌握施工进度和最大限度的保障TBM生产的连续性,在备品备件的管理上,首先,根据施工进度计划制定以周、月为周期的材料需求计划,统筹安排,并根据需求数量结合供货周期,统一调配采购。同时月底对现场库存进行盘点,对易损备品备件,做长期的跟踪调查,摸索总结出备件损耗率,做到备品备件需求的计划性和预见性,做到缩短供货周期同时节约成本。

5TBM掘进施工进度管理

TBM施工中的掘进作业是TBM施工的核心,TBM的掘进速度和设备利用率是衡量TBM施工技术水平的两大指标。如何保证TBM安全、快速、高效掘进作业是TBM施工管理的关键。TBM掘进阶段管理主要包括开挖、支护和出渣。

开挖管理作为施工管理的重要环节,其核心是掘进参数的选择和掘进方向的控制。要求主机操作手根据地质条件的变化,选择合理的掘进参数,提高掘进效率。轨道延伸工作也是与掘进同时进行,若工序衔接处理不好,会占用循环时间。

支护管理一般与掘进同步进行,本项目支护方式为预制管片安装,预制管片的质量,对列车编组的轨道安装质量和灌浆质量都有直接影响。要求管片操作手,责任心强,细心安装。

出渣管理是TBM施工掘进阶段的重点和难点,是项目安全管理的重大危险源之一。本项目总共有1列材料载人车、4列出渣列车、1个移动式错车平台和2个固定式错车平台。如何保证安全、高效作业是TBM施工安全管理关键。列车编组的调度由工程管理办直接负责,列车运行班负责执行,其他人员一律不得随意调动列车。编制下发《列车调度运行管理办法》、《错车平台和道岔管理》,同时,根据TBM项目工程进度,合理布置错车平台的位置,编制列车编组运行时刻表,绘制列车编组运行区间图,配合监控设备和通讯设备,随时掌控列车编组运行状况,满足TBM掘进高效生产需要。

6结语

厄瓜多尔美纳斯引水隧洞TBM工程,是公司首次涉足TBM领域,工程的成败关系到公司的转型升级的战略。根据隧洞施工的特殊技术和工期要求,对TBM的消化吸收再创新,尤其是检修掘进队的检修加掘进模式,属于一次新的创新。在TBM施工管理模式探索中,充分发挥了TBM的工作效率,有效地降低了TBM的施工成本,科学合理地利用TBM施工调度组织,创造了最高月进尺记录637m,为以后类似国际工程积累了宝贵经验。

参考文献:

[1]魏永庆,杜世斌。大断面超长输水隧洞的施工特点[J].水利水电技术,2006(3):8-11.

[2]唐志林,崔志伟,曲长海。大伙房水库输水工程TBM维修保养管理模式设计[J].水利水电技术,2006(3):28-30,33。

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