TBM維修改造可行性論證及思考

曲長(zhǎng)海，吳根生

（中國(guó)水利水電第六工程局有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110000）

1 舊機(jī)翻新意義

按照資產(chǎn)管理辦法，無(wú)論設(shè)備閑置與否，在設(shè)備折舊沒(méi)有足額提取完畢前，很多企業(yè)均按照平均年限法進(jìn)行折舊費(fèi)的提取。由于新設(shè)備投標(biāo)時(shí)一次攤銷較低，導(dǎo)致TBM設(shè)備凈值較高，每年TBM折舊費(fèi)達(dá)數(shù)千萬(wàn)元，TBM設(shè)備的閑置造成企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本的增加。

從國(guó)外TBM制造商的總體業(yè)績(jī)中可以看出，其維修和改造設(shè)備的數(shù)量遠(yuǎn)大于新設(shè)計(jì)制造的設(shè)備數(shù)量。很多完成幾公里或十幾公里的TBM設(shè)備，按照設(shè)計(jì)壽命，工程完工主機(jī)關(guān)鍵部件應(yīng)有可觀的富裕壽命，都可以進(jìn)行維修改造,再次使用。TBM修復(fù)后投入新項(xiàng)目，既能實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)的增值，又可使設(shè)備投資能夠盡快回收。與同期新設(shè)備制作周期相比，TBM維修改造工期相對(duì)新制造工期縮短約4個(gè)月，即可投入掘進(jìn)施工，而且維修成本相對(duì)較少，具有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

TBM維修方式一般有兩種：1）以自身企業(yè)維修為主，自身不具備能力修理的部件，外委其它具有資質(zhì)能力的企業(yè)，設(shè)備質(zhì)量自身負(fù)責(zé)；2）設(shè)備系統(tǒng)整體委托國(guó)內(nèi)TBM制造商負(fù)責(zé)，設(shè)備系統(tǒng)質(zhì)量由制造商負(fù)責(zé)。

2 維修再生可行性

國(guó)際TBM維護(hù)水準(zhǔn)較好設(shè)備的最終壽命，基本維持在40 km，最長(zhǎng)的新西蘭達(dá)到創(chuàng)記錄的60 km。遼寧省水利水電工程局2004年采購(gòu)的TBM（編號(hào)MB264-311），用于遼寧省大伙房水庫(kù)輸水工程T3標(biāo)段的隧洞開(kāi)挖。2005年 8月15日開(kāi)始試掘進(jìn)，2007年12月19日完成整個(gè)工程項(xiàng)目的開(kāi)挖任務(wù)，累計(jì)掘進(jìn)長(zhǎng)度14.3 km，掘進(jìn)6780 h，設(shè)備剩用壽命約8230 h。

該設(shè)備在大伙房施工全過(guò)程維護(hù)良好，狀態(tài)穩(wěn)定，運(yùn)行平穩(wěn)，正常磨損居多，重大機(jī)械故障和部件損毀事故從未發(fā)生，在同期施工的設(shè)備中口碑很好。而且設(shè)備存放期間，遮蓋良好，安放可靠，電氣、液壓件不可避免出現(xiàn)老化。由于后續(xù)工程即將上馬，開(kāi)挖直徑Φ8.0 m，開(kāi)挖長(zhǎng)度14.5 km，所以委托專業(yè)廠家初步技術(shù)鑒定和評(píng)估，認(rèn)為該設(shè)備雖然工程完工停放時(shí)間很久，其修復(fù)再生的價(jià)值巨大。

3 TBM維修實(shí)例

3.1 確定維修目標(biāo)

TBM設(shè)備維修主要任務(wù)是按進(jìn)度完成修復(fù)工作，并保證設(shè)備維修后的質(zhì)量滿足項(xiàng)目要求，達(dá)到以下目的：保證設(shè)備維修改造后能夠順利完成18 km的主洞開(kāi)挖任務(wù)；所有維修改造組裝調(diào)試工作必須在6個(gè)月內(nèi)完成。

3.2 選擇維修方式

由于該設(shè)備系統(tǒng)由美國(guó)Robbins公司設(shè)計(jì)，尋求其它企業(yè)進(jìn)行維修改造，都需要設(shè)備的詳細(xì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖紙。但購(gòu)買(mǎi)設(shè)備時(shí)，廠家出于技術(shù)保密，只提供設(shè)備裝配圖紙，因此其它企業(yè)維修不對(duì)設(shè)備的整機(jī)質(zhì)量負(fù)責(zé)，最終選擇羅賓斯（上海）地下工程設(shè)備有限公司進(jìn)行維修改造。

3.3 制定維修階段，編制TBM維修工作總體進(jìn)度計(jì)劃

TBM設(shè)備維修改造項(xiàng)目總體分為3個(gè)階段，即：設(shè)備狀況評(píng)估；制定維修改造方案；設(shè)備修復(fù)與工廠組裝調(diào)試。

1）第一階段：設(shè)備狀況評(píng)估。TBM設(shè)備清點(diǎn)與狀況評(píng)估。

2）第二階段：制定維修改造方案。編制維修改造方案 、編制維修改造概算、聘請(qǐng)專家團(tuán)隊(duì)對(duì)方案進(jìn)行優(yōu)化、設(shè)備維修改造項(xiàng)目資源配置，關(guān)鍵部件是否新購(gòu)的分析與決策。

TBM主軸承是新工程能否順利實(shí)施的關(guān)鍵，舊軸承經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行，已有相當(dāng)公里的壽命折損，雖然2013年拆檢結(jié)果還算樂(lè)觀，但對(duì)于遼寧錦州地區(qū)新工程混合花崗巖居多地段的掘進(jìn)是個(gè)嚴(yán)峻考驗(yàn)，況且舊軸承拆解時(shí)表面有幾處裂痕和較深凹坑，其疲勞磨損的程度無(wú)法準(zhǔn)確考量，根據(jù)國(guó)內(nèi)翻新設(shè)備使用現(xiàn)狀的了解，多數(shù)由于循環(huán)荷載的交變作用，疲勞損傷比較嚴(yán)重，掘進(jìn)中驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)輪齒折斷的例子為數(shù)不少，嚴(yán)重影響工程的順利開(kāi)展。為此，新工程仍沿用舊軸承，綜合權(quán)衡的結(jié)論風(fēng)險(xiǎn)太大，建議新工程使用全新軸承，其余對(duì)工程影響不大的部件進(jìn)行修復(fù)再制造。

3）第三階段：設(shè)備修復(fù)與調(diào)試

對(duì)維修工作進(jìn)行任務(wù)分解并編制網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃、維修廠家的選擇與合同確定、維修過(guò)程控制、出廠前質(zhì)量驗(yàn)收。

3.4 維修方案實(shí)施

按照TBM施工期各部位工種的需要配備人員，如電氣、機(jī)械、液壓、皮帶、鉆機(jī)、噴射混凝土等。

實(shí)際總體進(jìn)度執(zhí)行情況控制：TBM維修合同簽訂，并按合同約定完成第二次付款后合同生效；主軸承包裝運(yùn)輸；關(guān)鍵零部件運(yùn)輸至各維修廠；安排人員駐場(chǎng)監(jiān)造；根據(jù)合同約定時(shí)間，召開(kāi)設(shè)計(jì)技術(shù)聯(lián)絡(luò)會(huì)。

1）進(jìn)場(chǎng)準(zhǔn)備：參加維修TBM人員陸續(xù)進(jìn)場(chǎng)，電源保障、保證電焊、氣焊、橋吊、叉車(chē)、汽車(chē)吊、平板運(yùn)輸車(chē)。零星工器具、勞保用品、消耗材料的采購(gòu)。

2）設(shè)備清點(diǎn)、包裝。

3）裝車(chē)發(fā)貨，三方簽單。

4 TBM設(shè)備維修進(jìn)度和質(zhì)量控制

建立與國(guó)內(nèi)TBM公司的駐場(chǎng)監(jiān)造周例會(huì)制度，時(shí)時(shí)掌握維修進(jìn)度和存在的質(zhì)量問(wèn)題，督促國(guó)內(nèi)TBM公司與國(guó)外總部之間的密切溝通，根據(jù)總體進(jìn)度安排，已完成圖紙及時(shí)釋放，加快進(jìn)口部件的采購(gòu)，已采購(gòu)的部件加快辦理裝船手續(xù)，加強(qiáng)國(guó)內(nèi)TBM公司與各維修工廠的協(xié)調(diào)。

監(jiān)造人員分工合作，緊密配合，信息渠道保持暢通，互相之間信息及時(shí)溝通；同時(shí)，必須要在抓住重點(diǎn)、把握關(guān)鍵的前提下，努力全面了解設(shè)備的生產(chǎn)質(zhì)量、進(jìn)度以及工藝。

盯住關(guān)鍵部件的修復(fù)進(jìn)展，抓住控制工期的瓶頸要素，穩(wěn)妥落實(shí)。尤其是工廠裝復(fù)前的技術(shù)鑒定測(cè)試，利用成熟的無(wú)損探傷技術(shù)，重點(diǎn)關(guān)注零部件表面疲勞缺陷是否潛在，嚴(yán)格監(jiān)理焊接工藝，杜絕開(kāi)裂和疲勞隱患[2]。

TBM生產(chǎn)過(guò)程中工作面很多，外協(xié)、外購(gòu)設(shè)備或部件很多。各部件生產(chǎn)過(guò)程不同步，這就需要與生產(chǎn)廠商有效溝通。要求生產(chǎn)廠商提供每周的生產(chǎn)計(jì)劃和總結(jié)，及時(shí)掌控生產(chǎn)進(jìn)度與總進(jìn)度之間的差距，及時(shí)調(diào)整，并且能很好地把握關(guān)鍵部件、關(guān)鍵工序的時(shí)間進(jìn)行重點(diǎn)檢查。

監(jiān)造過(guò)程中嚴(yán)格把關(guān)，所有對(duì)部件強(qiáng)度有影響的工藝、工序及產(chǎn)品檢驗(yàn)檢測(cè)情況均需嚴(yán)密監(jiān)控。生產(chǎn)廠商按照設(shè)計(jì)要求的檢驗(yàn)計(jì)劃和檢驗(yàn)要求進(jìn)行制造過(guò)程的檢驗(yàn)工作并做好檢驗(yàn)記錄，監(jiān)造人員需要跟蹤檢驗(yàn)并對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行審核。

5 修復(fù)狀況

TBM設(shè)備主機(jī)關(guān)鍵部件于2012年3月發(fā)往維修廠進(jìn)行拆解檢測(cè)由于關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)口件國(guó)外采購(gòu)周期長(zhǎng)滯后1個(gè)月交貨。2012年末完成TBM主機(jī)聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)，2013年1至3月完成試掘進(jìn)1 km的試掘進(jìn)目標(biāo)，試掘進(jìn)期間設(shè)備利用率達(dá)39%，2013年4至7月設(shè)備正常掘進(jìn)，設(shè)備利用率為40%～44.7%。經(jīng)過(guò)7個(gè)月的設(shè)備運(yùn)行及性能考核，TBM設(shè)備經(jīng)過(guò)維修改造后各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足設(shè)備各項(xiàng)性能參數(shù)要求。

6 結(jié)語(yǔ)

TBM是一個(gè)大型綜合設(shè)備，集機(jī)械、電氣、液壓、計(jì)算機(jī)、激光導(dǎo)向等于一體，零部件繁多、相關(guān)聯(lián)部位復(fù)雜。部件或配件均需經(jīng)國(guó)內(nèi)拆解檢測(cè)鑒定后，才能確定部件狀況，很多部件或配件均為國(guó)外企業(yè)生產(chǎn)，現(xiàn)訂購(gòu)及海運(yùn)周期較長(zhǎng)，有些部件國(guó)內(nèi)又沒(méi)有適合可以替代，有些關(guān)鍵部件不敢自行制作。建議國(guó)內(nèi)企業(yè)一方面加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量，另一方面，國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)與科研或高校、施工企業(yè)聯(lián)合，共同研制，盡早地實(shí)現(xiàn)TBM完全國(guó)產(chǎn)化，節(jié)省采購(gòu)制造時(shí)間，降低成本。

［1］杜彥良，徐明新.TBM舊件修復(fù)和再制造［C］.第十一次全國(guó)機(jī)械維修學(xué)術(shù)會(huì)議論文集.武漢：中國(guó)工程機(jī)械學(xué)會(huì)維修工程分會(huì)，2007：215-218.

［2］鄧勇，齊夢(mèng)學(xué).硬巖掘進(jìn)機(jī)施工技術(shù)與工程實(shí)踐［M］.天津：天津大學(xué)出版社，2010.