宋卿
中国水利水电第三工程局有限公司 陕西 西安 710032
摘要：双护盾TBM在隧道施工中，即可用于硬岩又可用于软岩，适用性非常广泛，施工使隧道掘进、出渣、衬砌、运输作业完全在护盾和管片的保护下完成，具有高效、快速、安全等特点。本文从施工工程中的应用情况来阐述相应的掘进施工管理，为类似工程提供借鉴和参考。
关键词：管理；高效；组织；绩效考核
1工程概况
兰州水源地输水隧道工程TBM2施工洞段长13.4km，隧洞为压力引水隧洞，开挖洞径为5.49m，逆坡掘进，坡度为0.485‰，采用管片衬砌内径为4.6m。施工洞段共分为三段：第一段掘进长度5.68km，本段主要以泥质粉砂岩为主，夹砂质泥岩，抗压强度约15~30Mpa；滑行段长度0.93km；第二段掘进长6.77km，其中5.7km为变质安山岩，抗压强度约40~60Mpa，1.07km为粉砂岩、砂岩互层，抗压强度约20~40MPa。最大的埋深约900m。
2施工情况简述
2016年1月21日TBM设备开始进场，由于工业广场狭小，不具备318m长的设备一次性组装调试完成再始发，所以在组装期间开始边组装、边调试、边掘进，利用组装期调试、机车出渣等方式掘进；于2016年5月18日，TBM全部组装完成，连续皮带系统具备出渣条件，开启了连续、高效的掘进施工。
第一段掘进2017年3月5日实现贯通；滑行段于2017年4月15日完成；第二段掘进于2018年3月12日全线贯通。整个掘进过程中，项目团队充分发挥了TBM施工的快速、高效等特点，创造了最高日进尺61.5m、周高周进尺304.85m、最高月进尺1251.82m的国产双护盾TBM施工记录，同时连续两个月进尺突破千米大关（2017年6月为1002m、2017年7月为1019m）。
TBM掘进过程中，先后经历4次卡机。2017年9月13日，当TBM掘进至10692米处，遭遇断层破碎带，围岩为极破碎的Ⅴ类围岩，掌子面出现大量的渗水，盾体前部被松散岩渣埋压，经超前地质预报探测破碎带长度为30余米，对掌子面前方及盾体顶部松散岩体采用化学灌浆及超前水泥灌浆的处理方法，历经90天的艰苦施工，TBM成功通过该断层破碎带。
3施工组织机构设置
本文中的组织机构设置只介绍掘进中各作业班组的分配及施工范围，如何快速、高效的完成TBM掘进施工，各班组间的分工、配合、交接等工作显得尤为重要，结合本项目的施工运行情况分配如下：
（1）各作业班组的分类
主要分为六个作业班组：掘进一队、掘进二队、维护保养队、起重运输队、综合保障队、文明施工队。
（2）各作业班组的分工
1）掘进队：主要承担TBM的掘进施工，内容为：TBM设备操作、管片的吊运及安装、管片勾缝、底部灌注砂浆、豆砾石吹填、边顶拱灌注水泥、行走轨道安装、连续皮带出渣系统支架延伸、通风管延伸、供排水管及高压电缆从卷筒上释放、施工排水及管片修补等工作。
2）维护保养队：主要承担TBM设备的维护保养，内容为：TBM设备上机械、液压、电气等的维护、保养、检修及清理工作，TBM刀盘上刀具的检查、更换及维修保养，风筒仓风带储存及更换，供排水管路的延伸，照明系统的布设，高压电缆的引接及敷设等工作。
3）起重运输队：主要承担材料、物料、设备、人员的运输保障，内容为：机车设备的运行、维护、保养及检修工作，洞外起重设备运行、维护、保养及检修工作，场内管片卸车、配环及止水条的粘贴，洞内运行轨道的巡查及维护工作。
4）综合保障队：主要承担出渣系统的日常巡检、故障抢修及零星加工件的制作，内容为：连续皮带及转渣皮带系统的运行、维护、保养及检修工作，连续皮带的硫化，小型金结制作等工作。
5）文明施工队：台车尾部至洞口范围内淤泥、垃圾等清理打包，洞内积水抽排等工作。
4施工作业时间安排
TBM施工的作业时间主要以充分发挥设备的掘进效率为主，正常施工时作业时间安排为4+10+10的工作时间，即：8:00—12:00共计四小时为设备的维护保养时间，12:00—22:00共计十小时为其中一个班的掘进时间，22:00—次日8:00共计十小时为其中另一个班的掘进时间。
（1）两个掘进班组：正常掘进施工时严格按照掘进时间进行作业，倒班时原则上按照每掘进300m或是600m，两个掘进班组在连续皮带硫化时进行倒班作业，在皮带引接完成后，TBM开始掘进。如遇到破碎带或是其他影响因素，导致TBM无法正常掘进，倒班按照每半个月进行。
（2）维护保养队：在四小时内尽快将影响TBM掘进的故障处理完成，在TBM掘进时，进行其他相应设备的故障排除、维护、保养等工作；正常情况下，工作的时间为：8:00—18:00。如掘进中，出现TBM停机故障时，及时到TBM设备上进行故障排除，确保正常掘进。
（3）其他的作业班组：严格按照两个掘进班组的作息时间进行作业。
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5施工绩效考核
为确保实现TBM高效、快速等特点，调动作业人员的积极性，提高设备完好率和施工质量，按照多劳多得的分配原则，制定施工绩效考核管理办法。
（1）绩效考核的标准
1）考核标准是按每日每班安装管片环数、豆砾石回填、勾缝、回填灌浆等工序的综合进尺为基准以及TBM相关的配套辅助工序施工质量，结合安全文明施工和出勤等对各施工队进行奖励考核。考核按日按班进行统计，每周进行一次考核。
2）每月的月进尺考核奖励：月进尺超过一定米数后，每人每月进行相应的考核奖励，如进尺每月递增，还进行更新记录奖励。
（2）各作业班组的考核
1）掘进队：先行设置两个掘进队（白班、夜班）基本的完成标准后进行考核，考核是按考核标准为1的系数进行队内考核，相应的负责人再乘以一定系数进行考核；勾缝在完成基本的施工标准后，在进行没超过勾缝环数后，进行逐环递增的奖励；水泥注浆在满足TBM掘进条件下，经验收并取芯合格后，按照灌浆的环数进行相应的考核。
2）维护保养队：考核是按照两个掘进队考核系数的平均数乘以低于系数1的标准进行考核，同时要求确保设备故障排除快速和设备处于良好状态，当月设备故障率在允许范围内，不耽误掘进，且对各种材料消耗控制在项目部下达的消耗指标范围内的，经考核确认给予奖励。
3）其他作业班组：考核是按照两个掘进队考核系数的平均数乘以低于系数1的标准进行考核，同时要求各作业班组保证满足掘进所需的材料、设备及时供应，各相关系统不能影响掘进的施工效率。
（3）绩效考核的兑现
绩效考核按日按班进行统计计算，每周进行考核并兑现到个人。
6施工中的质量控制
TBM施工是集开挖、管片安装、豆砾石回填灌浆等各工序同时进行施工的工厂化作业，结合本项目来进行这三道工序现场的施工质量管理和质量控制，影响TBM施工质量的因素主要有设备姿态、围岩条件和组织管理，只有具备设备良好的姿态、地质预判的准确、有很强执行力的施工团队就能够保证TBM的施工质量。
（1）TBM掘进工序
影响TBM施工质量的第一个重要环节就是设备的掘进姿态，即隧洞轴线的垂直偏差和水平偏差，此项控制是由设备上的自动导向系统进行控制，需要测量人员和TBM设备操作手实时对导向系统进行检查复核及校准，确保导向系统的准确性。由于本项目的围岩主要为泥质砂岩，遇水软化，无法承受TBM盾体的重量，导致TBM机头下沉，这就需要及时调整垂直偏差、水平偏差、滚动角、俯仰角等掘进参数控制TBM的掘进姿态。
（2）管片安装工序
在保证掘进的姿态后，进行管片的安装，首先对底管片进行定位，管片安装器上有四个定位传感器，在吊装管片时，管片上预留的定位小坑需对准四个传感器，同时用水平尺、直角尺进行管片的定位安装，如遇到泥岩时，需采用底部垫块或是豆砾石，保证底管片定位准确，依次在安装剩余管片。控制管片的接缝缝宽、错台、挤压破损等。
（3）豆砾石回填工序
豆砾石回填灌浆，首先要保证豆砾石原材料的质量，在吹填豆砾石时，需将围岩与管片间的空隙吹填饱满，灌注水泥浆液时，在试验室调整好相应的配合比，现场将水泥浆液搅拌均匀，压力要控制在0.2Mpa～0.3Mpa范围内。依照从下到上，左右交替的原则进行，各灌浆孔所注浆量、灌注压力、灌注时间等相关参数需现场及时记录。保证回填灌浆的密实度。
7施工中的成本控制
由于TBM设备自身造价高，所附属的运输设备、设备配件、延伸所需的材料、人员投入等成本费高，所以在TBM施工中成本如何控制对整个项目的运营十分重要，同时TBM施工是流水线作业，任何一个环节出现故障将会使全线瘫痪，这将会导致施工成本极具增大。
（1）设备的成本控制
1）充分发挥TBM掘进施工的快速、高效的特点，在最短的时间完成TBM施工任务。
2）利用维保时间将TBM设备及各系统故障快速的排除，提高设备的有效利用率及TBM的掘进效率。
3）在TBM掘进时，对相应的设备进行维护保养，分析TBM设备经常出现故障的原因，同时对TBM设备各系统进行排查，提高设备的完好率。
4）建立设备的备品备件库及相应的货源，在设备出现故障时，能够及时的更换。
（2）材料的成本控制
1）建立材料的领用台账，各作业班组按照施工部位进行材料的领用，及时进行盘库工作。
2）每周进行物资核销工作。
（3）人员的成本控制
1）利用绩效考核奖励最大限度的调动人员的劳动积极性，提高劳动效率。
2）提高作业人员的技术水平和各作业班组的组织管理水平。
3）根据现场施工情况（正常掘进时、处理破碎带时），进行人员的调整，进行弹性管理，打破工种、作业班组的界限，提高作业人员劳动力的利用效率。
8结语
在本工程的施工管理工作中，多次受到了业主单位的好评，通过项目管理，充分地发挥了TBM掘进施工的高效、快速、安全等特点，施工质量满足设计及规范要求，本文的管理总结可以为类似工程的应用提供一些相应的宝贵经验。
参考文献
[1]山西省万家寨引黄工程管理局，双护盾TBM的应用与研究[M].北京：水利水电出版社，2011
[2]全断面岩石隧道掘进机-监测诊断与维护保养.武汉：华中科技大学出版社，2013
[3]TBM设计与施工.北京：人民交通出版社股份有限公司，2018.7
作者简介
宋卿（1984-），男，工程师，研究方向：水利、机电施工技术管理。
论文作者:宋卿
论文发表刊物:《防护工程》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/11
标签：管片论文; 作业论文; 设备论文; 班组论文; 进尺论文; 砾石论文; 高效论文; 《防护工程》2018年第30期论文;