PDCA循環控制在毗河供水一期工程掘進機隧洞施工進度控制中的應用

(資陽市水務投資有限責任公司，四川 資陽，641300)

1 基本概念

PDCA循環最早是由休哈特于1930年構想，美國質量管理專家戴明博士在1950年再度提出的一個質量管理學通用模型，其基本內涵主要包括四個階段：第一階段是計劃(Plan)包括方針和目標的確定；第二階段是執行(Do)，根據已知的信息，進行具體運作，實現計劃中的內容；第三階段是檢查(Check)，總結執行計劃的結果，分析原因，明確效果，找出問題；第四階段是糾正(Action)，對總結檢查的結果進行處理，對成功的經驗加以肯定，并予以標準化，對失敗的教訓進行總結，引起重視。以上四個過程不是運行一次就結束，而是周而復始地進行，一個循環解決一些問題，未解決的問題進入下一個循環，這樣階梯式上升。

圖1 PDCA循環控制法示意

2 工程應用

2.1 試點工程基本情況

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，洞身穿越低矮山丘，最大埋深24m，圍巖主要由侏羅系上統蓬萊鎮組下段J3p1-(7)層粉砂質泥巖組成，產狀近水平，地下水活動較強。隧洞設計全長821.01m，位于第四流量段，引水流量22m3/s，斷面采用城門洞型，結構尺寸為4.7m×4.7m。洞挖施工采用EBZ260型懸臂式掘進機，并在施工過程中邀請了掘進機生產廠家山西美佳礦業裝備有限公司有關技術人員來到工程現場，以殷家廟隧洞施工為試點，積極探求PDCA循環控制法在懸臂式掘進機隧洞施工進度控制中的應用，為全面推廣積累經驗。

2.2 PDCA循環控制模型建立

懸臂式掘進機隧洞開挖與傳統火工爆破作業相比較，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。就其開挖作業的進度和質量控制而言，主要取決于掘進機操作人員技術水平、開挖與支護工序的銜接情況、機械后勤保障和工程地質等情況。懸臂式掘進機進行隧洞開挖具有施工連續性強、作業管理環節少、但專業性要求高等特點。因此，在經過綜合分析后，可在圖1的基礎上進行細化，建立懸臂式掘進機隧洞開挖施工進度管理的PDCA循環控制管理模型(圖2)，應用于管理具體施工過程是否按照計劃執行。

圖2 懸臂式掘進機隧洞開挖施工進度管理PDCA循環控制模型

2.3 影響因素分析

PDCA循環管理機制的重點在于對運行過程中的干擾因素進行分析，并提出相應的管理措施和計劃來解決這些問題，建立一套有效的應對體系，并可以將之進行標準化、規范化，借此來提高工程管理水平，達到預期目的。具體在本項目中，即是對干擾懸臂式掘進機開挖的相關因素進行分析，收集有關資料數據，提出措施計劃，進行施工過程中的糾偏與管理。

經過對殷家廟隧洞開挖施工期間進行PDCA運行管理分析，可以得出影響其作業效果的因素主要有以下幾項：

一是人員問題。施工人員的技術水平偏低，掘進機操作手只會操作不會修理，初期支護工程的效率偏低，與開挖工序銜接不足，同時項目部派駐現場管理人員缺乏對掘進機施工管理經驗，管理能力不足；

二是機械故障問題。在進行掘進機選型時，主要是根據地勘報告中對圍巖強度和巖性的判定，但由于地下環境復雜，局部地質條件出現變化，造成了施工中掘進機易出現機械故障；

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，出現了測量控制滯后，排水、通風設備未及時跟進的情況；

四是洞內地質問題。洞內地下水位較高，滲水嚴重，底板在經水浸泡后極易軟化，造成洞內積水積淤問題嚴重，同時在施工至樁號四0+218.84～四0+272.85段時，出現了水平斷層；

五是當地民情、社情問題。由于掘進機隧洞作業施工主要采用的是切削的作業方式，洞渣料破碎較為徹底，加之粉砂質泥巖遇水軟化的特點，直接導致了出渣時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。

以上各項基本囊括了懸臂式掘進機施工中出現的問題，按照PDCA循環控制管理原則，在對上述各項進行細化后，建立了相應的解決措施，基本情況如表1所示。

表1 影響因素分析及解決方案

對整個施工期間出現的各影響因素對總進度影響時間進行統計分析，可以建立影響因素頻數圖如圖3所示

圖3 影響因素頻數分布

由圖3分析可知，操作手的技術水平和工序間的銜接問題對施工進度的影響較強，因此，在進行PDCA循環控制管理時，可以將以上幾個因素納入先期的循環之中，優先進行解決。

3 應用效果分析

3.1 試點效果分析

在隧洞開挖總體進度目標確定以后，它的各分項目標在受到干擾因素的作用下是不斷變化的，而不斷地變化、不斷地調整就構成了整個PDCA循環控制管理過程，而PDCA循環控制管理的各目標，就是盡量保證每一個進度指標都能按時完成。在殷家廟隧洞施工完成后，將現場實際施工進度數據進行收集和統計處理，按照100m為單位，對結構相似和地質條件相仿，采用火工爆破施工和雖然采取了掘進機施工但未采取PDCA循環控制的隧洞進行比較分析，對比結果如表2所示。

表2 進度情況對比分析 (h)

通過表2可以發現，采用PDCA循環控制后，施工每100m累計用時從516小時下降至372小時，效率提升38.7%，相比于傳統火工爆破施工，效率提高約54%，同時比計劃用時減少87h，效率提升34%，施工工期明顯縮短，施工進度明顯加快，完全符合進度計劃要求。

3.2 推廣后的效果

殷家廟隧洞開挖施工完全按照PDCA循環控制理念進行管理，每次循環解決一個問題，若在本次PDCA循環中未能解決的問題則及時轉入下一循環，確保每一次PDCA循環都能解決一項關鍵問題。實踐結果證明，在PDCA循環控制下，懸臂式掘進機隧洞開挖施工工效提高約40%，是采用傳統火工爆破施工的1.5～2倍，為此，在總結經驗后進行全線推廣，并選取了5個具有相對普遍性的隧洞進行進度統計，具體如表3所示。

表3 其他隧洞情況統計表

通過表3可以發現，采用PDCA循環控制施工的隧洞平均每延米進尺和初期支護耗時在4h左右，工效大大提高，效果良好，為工程推進打下了良好基礎。

4 結論

PDCA循環控制原理應用于施工進度控制時，其側重點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盡量減少，根據PDCA循環管理應用于懸臂式掘進機隧洞施工的相關情況，可以得出以下結論：

(1)PDCA循環控制法的應用，可以使隧洞施工的各個工序統一成一個有機的整體，每個影響因素都能夠被進行實時控制，保證了每次PDCA循環都能對關鍵影響因素進行處理，極大地保證了每次作業循環的效率；

(2)PDCA循環控制在應用到隧洞施工管理中時，其雖然側重于進度管理，但很大程度上也將質量控制納入了管理體系當中，在對各項影響因素進行處理的同時，也保證了工程的施工質量，實現了質量和進度管理的雙贏。