全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)巡檢管理的實(shí)踐分析

全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)作為一種重大地下工程裝備，其安全可靠性、管理水平等對(duì)我國(guó)重大裝備制造業(yè)的發(fā)展、施工項(xiàng)目工程成敗、施工效率等至關(guān)重要;同時(shí)其單機(jī)產(chǎn)品價(jià)值高、整機(jī)集成技術(shù)高等特點(diǎn)，也對(duì)其運(yùn)行管理等要求嚴(yán)格。文章主要針對(duì)其巡檢管理實(shí)踐中的巡檢模式、主要巡檢內(nèi)容、設(shè)備共性問(wèn)題、巡檢成本等方面進(jìn)行闡述，以供使用、管理、設(shè)計(jì)等單位及人員進(jìn)行參考。

全斷面隧道掘進(jìn)機(jī); 巡檢管理; 必要性; 經(jīng)濟(jì)核算

U455.1?? A

[定稿日期]2021-06-29

[作者簡(jiǎn)介]和偉（1980～），男，本科，從事設(shè)備管理工作。

全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)作為一種高度集成化的重大地下工程裝備，單機(jī)產(chǎn)品價(jià)值高、整機(jī)集成技術(shù)高;通常應(yīng)用于地下工程開(kāi)發(fā)，工程地質(zhì)條件復(fù)雜施工風(fēng)險(xiǎn)源眾多，安全風(fēng)險(xiǎn)高。從工程建設(shè)單位、監(jiān)理單位、施工單位、設(shè)備制造廠商等都對(duì)其運(yùn)行期間的管理十分重視，以保障工程建設(shè)進(jìn)度、降低工程施工風(fēng)險(xiǎn)、提高工程施工效率、提升客戶滿意度等。因此在設(shè)備投入使用過(guò)程中，各單位通常通過(guò)設(shè)備巡檢的方式及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患、預(yù)知其性能、做到主動(dòng)維修保養(yǎng)，使設(shè)備始終處于良好的工況，以達(dá)到安全、高效的施工。本文從設(shè)備廠商及管理單位的角度出發(fā)，通過(guò)巡檢管理的實(shí)踐，對(duì)其巡檢模式、巡檢關(guān)鍵點(diǎn)、設(shè)備共性問(wèn)題、巡檢成本等方面進(jìn)行研究分析。

1 巡檢管理模式

作為設(shè)備制造廠商或大型施工單位，服務(wù)、管理的隧道掘進(jìn)機(jī)眾多，并且隧道掘進(jìn)機(jī)分布區(qū)域廣泛。開(kāi)展巡檢管理，需要設(shè)定巡檢管理結(jié)構(gòu)，借助已有的服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)、專業(yè)的巡檢團(tuán)隊(duì)進(jìn)行;作為設(shè)備使用單位，也需配合廠家巡檢。既設(shè)備廠商巡檢管理機(jī)構(gòu)制定巡檢計(jì)劃及標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備廠商服務(wù)中心開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)巡檢、設(shè)備使用單位配合巡檢的模式。設(shè)備巡檢管理的流程如圖1所示。

2 巡檢關(guān)鍵點(diǎn)

根據(jù)全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)工程應(yīng)用情況，一般分為硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)（TBM）、泥水平衡式盾構(gòu)機(jī)（CTS）、土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)（EPB），各機(jī)型配置、設(shè)備特性、應(yīng)用工況不同，因此其巡檢的內(nèi)容、關(guān)鍵點(diǎn)又有所不同（表1）。

設(shè)備試掘進(jìn)、質(zhì)保期和質(zhì)保期后等不同時(shí)期巡檢管理側(cè)重點(diǎn)也不相同（表2）。

3 巡檢情況的統(tǒng)計(jì)分析

某單位2019年完成了690臺(tái)設(shè)備巡檢工作，巡檢過(guò)程中幫助使用單位解決問(wèn)題、提供各項(xiàng)指導(dǎo)，并就問(wèn)題較多的283臺(tái)設(shè)備向客戶發(fā)送巡檢報(bào)告，提醒使用單位進(jìn)行設(shè)備管理及維護(hù)。巡檢中對(duì)的共性、關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)相關(guān)油品進(jìn)行檢測(cè)分析。

3.1 普遍共性問(wèn)題

設(shè)備管理維保較差的設(shè)備，通常機(jī)、電、液系統(tǒng)中存在一些共性問(wèn)題，如潤(rùn)滑不充分、電氣柜內(nèi)灰塵較多等。影響設(shè)備性能或引起更大設(shè)備故障（表3）。

3.2 關(guān)鍵系統(tǒng)部件問(wèn)題

對(duì)關(guān)鍵系統(tǒng)部件巡檢分析發(fā)現(xiàn)，減速機(jī)潤(rùn)滑油不足達(dá)86臺(tái)次、砂漿罐攪拌軸密封損壞漏脂漏漿64臺(tái)次、密封檢測(cè)腔存在油脂32臺(tái)次，扭腿裂紋等問(wèn)題發(fā)生頻次如圖2所示，若不及時(shí)解決將引起重大設(shè)備故障甚至停工。

3.3 油品檢驗(yàn)情況

對(duì)目視發(fā)現(xiàn)減速機(jī)齒輪油、液壓油顏色發(fā)黑等異常情況的192臺(tái)設(shè)備采集油樣1 964個(gè)，其中齒輪油油樣1 772個(gè)、液壓油油樣192個(gè)（圖3）。

選取能夠反映油品質(zhì)量的典型檢測(cè)項(xiàng)目進(jìn)行分析，齒輪油進(jìn)行機(jī)械雜質(zhì)、粘度、水分、光譜元素4項(xiàng)指標(biāo)共分析

上述表中，“√”選的項(xiàng)目表示該機(jī)型常用配置的巡檢點(diǎn)，“/”選的項(xiàng)目表示通常該機(jī)型沒(méi)有配置不是巡檢點(diǎn)。

7 088項(xiàng)，液壓油進(jìn)行機(jī)械雜質(zhì)、粘度、水分、光譜元素、污染度5項(xiàng)指標(biāo)共分析960項(xiàng)，共計(jì)檢測(cè)8 048項(xiàng)。其中不達(dá)標(biāo)油樣1 248個(gè)，占比65 %，具體檢測(cè)詳細(xì)數(shù)據(jù)見(jiàn)圖4。

3.4 巡檢情況分析

通過(guò)巡檢情況統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，被巡檢設(shè)備的普遍共性問(wèn)題、主要系統(tǒng)部件的問(wèn)題主要集中在設(shè)備電氣元件的清潔干燥方面、轉(zhuǎn)動(dòng)部件的潤(rùn)滑方面、機(jī)械連接的緊固方面，而此類問(wèn)題均是一些常規(guī)問(wèn)題，并不影響設(shè)備使用，往往容易被設(shè)備運(yùn)行單位忽略，從而任由其長(zhǎng)期發(fā)展下去，對(duì)設(shè)備正常運(yùn)行造成致命打擊，在后續(xù)施工中大大增加維護(hù)運(yùn)行成本、縮短設(shè)備正常使用壽命。

設(shè)備的油品就是設(shè)備運(yùn)行的血液，油品的各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)分析可以相對(duì)全面的反映設(shè)備的運(yùn)行狀況，幫助運(yùn)行單位預(yù)測(cè)性的對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。同時(shí)針對(duì)傳統(tǒng)的油品巡檢檢測(cè)耗時(shí)時(shí)間長(zhǎng)、難度大，可以采用線上巡檢分析的方式進(jìn)行，目前國(guó)內(nèi)外均有較成熟的解決方案，采用的是傳感器技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以線上實(shí)時(shí)對(duì)設(shè)備各部位油品進(jìn)行檢測(cè)分析，幫助設(shè)備運(yùn)行參與各方預(yù)測(cè)性的對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，最大化設(shè)備潤(rùn)滑管理效率。

4 巡檢管理成本分析

設(shè)備巡檢管理產(chǎn)生人工、差旅、檢驗(yàn)檢測(cè)費(fèi)用，費(fèi)用的統(tǒng)計(jì)、成本分析為巡檢管理工作計(jì)劃的制定、工作長(zhǎng)期開(kāi)展提供支撐。本文以某單位2019年690臺(tái)設(shè)備巡檢的相關(guān)費(fèi)用進(jìn)行分析。

4.1 人工差旅費(fèi)用

巡檢工作通常由1名機(jī)液工程師、1名電氣工程師共同進(jìn)行，一般每次巡檢2臺(tái)設(shè)備需要3 d時(shí)間，以片區(qū)服務(wù)中心就近開(kāi)展巡檢。

人工費(fèi)用：fp=RVp

住宿費(fèi)用：fh=2PRa

路途費(fèi)用：ft=PXSLt

式中：X為每次巡檢人數(shù);T為每次巡檢時(shí)間;I為每次巡檢臺(tái)數(shù);D為每臺(tái)人工天;R為總?cè)斯ぬ?Vp為人工成本，1 200元/人·天;P為巡檢次數(shù);S為每次往返次數(shù);Ra為房間均價(jià);Lt為單張車票價(jià)格。

其中每臺(tái)設(shè)備巡檢需要的人工天為：D=XTI=3人工/臺(tái)次

人工費(fèi)用：

fp=690×3×1200=2484000元

住宿費(fèi)用，按照每次3 d住宿2晚，住宿標(biāo)準(zhǔn)雙人間320元/天計(jì)算，則住宿費(fèi)用：

fh=2×690÷2×320=220800元

路途費(fèi)用，以乘坐高鐵計(jì)算，按照每張車票400元計(jì)算：

ft=690÷2×2×2×400=552000元

則人工差旅總費(fèi)用：

fta=fp+fh+ft=3256800元

4.2 油品檢測(cè)費(fèi)用

根據(jù)市場(chǎng)檢測(cè)價(jià)格進(jìn)行計(jì)算，涵蓋其中所需的人員、耗材、檢測(cè)設(shè)備折舊費(fèi)用等，油品檢測(cè)總費(fèi)用由液壓油、齒輪油檢測(cè)的費(fèi)用組成（表4）。

式中：Nq為驅(qū)動(dòng)箱齒輪油檢測(cè)量;Nz為主驅(qū)減速機(jī)齒輪油檢測(cè)量;Nl為螺機(jī)減速機(jī)齒輪油檢測(cè)量;Ny為液壓油檢測(cè)量;v為粘度檢測(cè)費(fèi)用;w為水分檢測(cè)費(fèi)用;e為光譜元素檢測(cè)費(fèi)用;c為污染度檢測(cè)費(fèi)用。

油品檢測(cè)總費(fèi)用：

Ftest=FQ+FZ+FL+FY=2148600元

4.3 巡檢成本分析

通過(guò)以上計(jì)算分析，則年巡檢管理總費(fèi)用：

F=fta+Ftest=540.54萬(wàn)元

各機(jī)型隧道掘進(jìn)機(jī)均價(jià)為5 000萬(wàn)元/臺(tái)，一臺(tái)設(shè)備巡檢費(fèi)用大概0.78萬(wàn)元/年，年巡檢費(fèi)用僅占盾構(gòu)機(jī)成本的0.016 %，可以看出年度巡檢費(fèi)用占盾構(gòu)機(jī)總值得比例很低。以極少的成本管理、掌握設(shè)備運(yùn)行狀況，為設(shè)備維護(hù)提供依據(jù)，減少設(shè)備維修的成本，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，經(jīng)濟(jì)效益巨大。

5 發(fā)展與展望

通過(guò)對(duì)以往人工巡檢管理發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的總結(jié)分析，應(yīng)強(qiáng)化對(duì)巡檢工作的管理，增強(qiáng)對(duì)重大故障、重要隱患的預(yù)防管理，提升重大裝備管理水平、效率，使地下空間開(kāi)發(fā)建設(shè)的安全文明建設(shè)邁上新臺(tái)階。

而隨著地下空間建設(shè)的蓬勃發(fā)展，對(duì)設(shè)備的精細(xì)化管理需求日益增加，要求更加及時(shí)、高效掌握設(shè)備信息。地理信息技術(shù)、通訊技術(shù)、工業(yè)云技術(shù)、傳感技術(shù)等的融合發(fā)展，將推進(jìn)全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)這類地下重大工程裝備智能巡檢管理的逐步實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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