PDCA循環(huán)控制在毗河供水一期工程掘進(jìn)機(jī)隧洞施工進(jìn)度控制中的應(yīng)用

(資陽市水務(wù)投資有限責(zé)任公司，四川 資陽，641300)

1 基本概念

PDCA循環(huán)最早是由休哈特于1930年構(gòu)想，美國質(zhì)量管理專家戴明博士在1950年再度提出的一個(gè)質(zhì)量管理學(xué)通用模型，其基本內(nèi)涵主要包括四個(gè)階段：第一階段是計(jì)劃(Plan)包括方針和目標(biāo)的確定；第二階段是執(zhí)行(Do)，根據(jù)已知的信息，進(jìn)行具體運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)計(jì)劃中的內(nèi)容；第三階段是檢查(Check)，總結(jié)執(zhí)行計(jì)劃的結(jié)果，分析原因，明確效果，找出問題；第四階段是糾正(Action)，對總結(jié)檢查的結(jié)果進(jìn)行處理，對成功的經(jīng)驗(yàn)加以肯定，并予以標(biāo)準(zhǔn)化，對失敗的教訓(xùn)進(jìn)行總結(jié)，引起重視。以上四個(gè)過程不是運(yùn)行一次就結(jié)束，而是周而復(fù)始地進(jìn)行，一個(gè)循環(huán)解決一些問題，未解決的問題進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)，這樣階梯式上升。

圖1 PDCA循環(huán)控制法示意

2 工程應(yīng)用

2.1 試點(diǎn)工程基本情況

毗河供水一期工程殷家廟隧洞位于成都龍泉山以東的川中丘陵地貌區(qū)，洞身穿越低矮山丘，最大埋深24m，圍巖主要由侏羅系上統(tǒng)蓬萊鎮(zhèn)組下段J3p1-(7)層粉砂質(zhì)泥巖組成，產(chǎn)狀近水平，地下水活動(dòng)較強(qiáng)。隧洞設(shè)計(jì)全長821.01m，位于第四流量段，引水流量22m3/s，斷面采用城門洞型，結(jié)構(gòu)尺寸為4.7m×4.7m。洞挖施工采用EBZ260型懸臂式掘進(jìn)機(jī)，并在施工過程中邀請了掘進(jìn)機(jī)生產(chǎn)廠家山西美佳礦業(yè)裝備有限公司有關(guān)技術(shù)人員來到工程現(xiàn)場，以殷家廟隧洞施工為試點(diǎn)，積極探求PDCA循環(huán)控制法在懸臂式掘進(jìn)機(jī)隧洞施工進(jìn)度控制中的應(yīng)用，為全面推廣積累經(jīng)驗(yàn)。

2.2 PDCA循環(huán)控制模型建立

懸臂式掘進(jìn)機(jī)隧洞開挖與傳統(tǒng)火工爆破作業(yè)相比較，主要是省略了鉆孔、裝藥、連線、排危等諸多中間程序，減少了施工中間影響因素，提升了施工安全。就其開挖作業(yè)的進(jìn)度和質(zhì)量控制而言，主要取決于掘進(jìn)機(jī)操作人員技術(shù)水平、開挖與支護(hù)工序的銜接情況、機(jī)械后勤保障和工程地質(zhì)等情況。懸臂式掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行隧洞開挖具有施工連續(xù)性強(qiáng)、作業(yè)管理環(huán)節(jié)少、但專業(yè)性要求高等特點(diǎn)。因此，在經(jīng)過綜合分析后，可在圖1的基礎(chǔ)上進(jìn)行細(xì)化，建立懸臂式掘進(jìn)機(jī)隧洞開挖施工進(jìn)度管理的PDCA循環(huán)控制管理模型(圖2)，應(yīng)用于管理具體施工過程是否按照計(jì)劃執(zhí)行。

圖2 懸臂式掘進(jìn)機(jī)隧洞開挖施工進(jìn)度管理PDCA循環(huán)控制模型

2.3 影響因素分析

PDCA循環(huán)管理機(jī)制的重點(diǎn)在于對運(yùn)行過程中的干擾因素進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的管理措施和計(jì)劃來解決這些問題，建立一套有效的應(yīng)對體系，并可以將之進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，借此來提高工程管理水平，達(dá)到預(yù)期目的。具體在本項(xiàng)目中，即是對干擾懸臂式掘進(jìn)機(jī)開挖的相關(guān)因素進(jìn)行分析，收集有關(guān)資料數(shù)據(jù)，提出措施計(jì)劃，進(jìn)行施工過程中的糾偏與管理。

經(jīng)過對殷家廟隧洞開挖施工期間進(jìn)行PDCA運(yùn)行管理分析，可以得出影響其作業(yè)效果的因素主要有以下幾項(xiàng)：

一是人員問題。施工人員的技術(shù)水平偏低，掘進(jìn)機(jī)操作手只會(huì)操作不會(huì)修理，初期支護(hù)工程的效率偏低，與開挖工序銜接不足，同時(shí)項(xiàng)目部派駐現(xiàn)場管理人員缺乏對掘進(jìn)機(jī)施工管理經(jīng)驗(yàn)，管理能力不足；

二是機(jī)械故障問題。在進(jìn)行掘進(jìn)機(jī)選型時(shí)，主要是根據(jù)地勘報(bào)告中對圍巖強(qiáng)度和巖性的判定，但由于地下環(huán)境復(fù)雜，局部地質(zhì)條件出現(xiàn)變化，造成了施工中掘進(jìn)機(jī)易出現(xiàn)機(jī)械故障；

三是施工配套問題。殷家廟隧洞在具體施工過程中，由于管理不到位，出現(xiàn)了測量控制滯后，排水、通風(fēng)設(shè)備未及時(shí)跟進(jìn)的情況；

四是洞內(nèi)地質(zhì)問題。洞內(nèi)地下水位較高，滲水嚴(yán)重，底板在經(jīng)水浸泡后極易軟化，造成洞內(nèi)積水積淤問題嚴(yán)重，同時(shí)在施工至樁號(hào)四0+218.84～四0+272.85段時(shí)，出現(xiàn)了水平斷層；

五是當(dāng)?shù)孛袂?、社情問題。由于掘進(jìn)機(jī)隧洞作業(yè)施工主要采用的是切削的作業(yè)方式，洞渣料破碎較為徹底，加之粉砂質(zhì)泥巖遇水軟化的特點(diǎn)，直接導(dǎo)致了出渣時(shí)在村道上散落大量泥水混合物，影響村民出行引起阻工和糾紛。

以上各項(xiàng)基本囊括了懸臂式掘進(jìn)機(jī)施工中出現(xiàn)的問題，按照PDCA循環(huán)控制管理原則，在對上述各項(xiàng)進(jìn)行細(xì)化后，建立了相應(yīng)的解決措施，基本情況如表1所示。

表1 影響因素分析及解決方案

對整個(gè)施工期間出現(xiàn)的各影響因素對總進(jìn)度影響時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，可以建立影響因素頻數(shù)圖如圖3所示

圖3 影響因素頻數(shù)分布

由圖3分析可知，操作手的技術(shù)水平和工序間的銜接問題對施工進(jìn)度的影響較強(qiáng)，因此，在進(jìn)行PDCA循環(huán)控制管理時(shí)，可以將以上幾個(gè)因素納入先期的循環(huán)之中，優(yōu)先進(jìn)行解決。

3 應(yīng)用效果分析

3.1 試點(diǎn)效果分析

在隧洞開挖總體進(jìn)度目標(biāo)確定以后，它的各分項(xiàng)目標(biāo)在受到干擾因素的作用下是不斷變化的，而不斷地變化、不斷地調(diào)整就構(gòu)成了整個(gè)PDCA循環(huán)控制管理過程，而PDCA循環(huán)控制管理的各目標(biāo)，就是盡量保證每一個(gè)進(jìn)度指標(biāo)都能按時(shí)完成。在殷家廟隧洞施工完成后，將現(xiàn)場實(shí)際施工進(jìn)度數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和統(tǒng)計(jì)處理，按照100m為單位，對結(jié)構(gòu)相似和地質(zhì)條件相仿，采用火工爆破施工和雖然采取了掘進(jìn)機(jī)施工但未采取PDCA循環(huán)控制的隧洞進(jìn)行比較分析，對比結(jié)果如表2所示。

表2 進(jìn)度情況對比分析 (h)

通過表2可以發(fā)現(xiàn)，采用PDCA循環(huán)控制后，施工每100m累計(jì)用時(shí)從516小時(shí)下降至372小時(shí)，效率提升38.7%，相比于傳統(tǒng)火工爆破施工，效率提高約54%，同時(shí)比計(jì)劃用時(shí)減少87h，效率提升34%，施工工期明顯縮短，施工進(jìn)度明顯加快，完全符合進(jìn)度計(jì)劃要求。

3.2 推廣后的效果

殷家廟隧洞開挖施工完全按照PDCA循環(huán)控制理念進(jìn)行管理，每次循環(huán)解決一個(gè)問題，若在本次PDCA循環(huán)中未能解決的問題則及時(shí)轉(zhuǎn)入下一循環(huán)，確保每一次PDCA循環(huán)都能解決一項(xiàng)關(guān)鍵問題。實(shí)踐結(jié)果證明，在PDCA循環(huán)控制下，懸臂式掘進(jìn)機(jī)隧洞開挖施工工效提高約40%，是采用傳統(tǒng)火工爆破施工的1.5～2倍，為此，在總結(jié)經(jīng)驗(yàn)后進(jìn)行全線推廣，并選取了5個(gè)具有相對普遍性的隧洞進(jìn)行進(jìn)度統(tǒng)計(jì)，具體如表3所示。

表3 其他隧洞情況統(tǒng)計(jì)表

通過表3可以發(fā)現(xiàn)，采用PDCA循環(huán)控制施工的隧洞平均每延米進(jìn)尺和初期支護(hù)耗時(shí)在4h左右，工效大大提高，效果良好，為工程推進(jìn)打下了良好基礎(chǔ)。

4 結(jié)論

PDCA循環(huán)控制原理應(yīng)用于施工進(jìn)度控制時(shí)，其側(cè)重點(diǎn)在于盡量提升每一道工序的工效，使各施工工序疊加后的總耗時(shí)盡量減少，根據(jù)PDCA循環(huán)管理應(yīng)用于懸臂式掘進(jìn)機(jī)隧洞施工的相關(guān)情況，可以得出以下結(jié)論：

(1)PDCA循環(huán)控制法的應(yīng)用，可以使隧洞施工的各個(gè)工序統(tǒng)一成一個(gè)有機(jī)的整體，每個(gè)影響因素都能夠被進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，保證了每次PDCA循環(huán)都能對關(guān)鍵影響因素進(jìn)行處理，極大地保證了每次作業(yè)循環(huán)的效率；

(2)PDCA循環(huán)控制在應(yīng)用到隧洞施工管理中時(shí)，其雖然側(cè)重于進(jìn)度管理，但很大程度上也將質(zhì)量控制納入了管理體系當(dāng)中，在對各項(xiàng)影響因素進(jìn)行處理的同時(shí)，也保證了工程的施工質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量和進(jìn)度管理的雙贏。