全斷面隧道掘進機巡檢管理的實踐分析

全斷面隧道掘進機作為一種重大地下工程裝備，其安全可靠性、管理水平等對我國重大裝備制造業的發展、施工項目工程成敗、施工效率等至關重要;同時其單機產品價值高、整機集成技術高等特點，也對其運行管理等要求嚴格。文章主要針對其巡檢管理實踐中的巡檢模式、主要巡檢內容、設備共性問題、巡檢成本等方面進行闡述，以供使用、管理、設計等單位及人員進行參考。

全斷面隧道掘進機; 巡檢管理; 必要性; 經濟核算

U455.1?? A

[定稿日期]2021-06-29

[作者簡介]和偉（1980～），男，本科，從事設備管理工作。

全斷面隧道掘進機作為一種高度集成化的重大地下工程裝備，單機產品價值高、整機集成技術高;通常應用于地下工程開發，工程地質條件復雜施工風險源眾多，安全風險高。從工程建設單位、監理單位、施工單位、設備制造廠商等都對其運行期間的管理十分重視，以保障工程建設進度、降低工程施工風險、提高工程施工效率、提升客戶滿意度等。因此在設備投入使用過程中，各單位通常通過設備巡檢的方式及時發現設備隱患、預知其性能、做到主動維修保養，使設備始終處于良好的工況，以達到安全、高效的施工。本文從設備廠商及管理單位的角度出發，通過巡檢管理的實踐，對其巡檢模式、巡檢關鍵點、設備共性問題、巡檢成本等方面進行研究分析。

1 巡檢管理模式

作為設備制造廠商或大型施工單位，服務、管理的隧道掘進機眾多，并且隧道掘進機分布區域廣泛。開展巡檢管理，需要設定巡檢管理結構，借助已有的服務網點、專業的巡檢團隊進行;作為設備使用單位，也需配合廠家巡檢。既設備廠商巡檢管理機構制定巡檢計劃及標準、設備廠商服務中心開展現場巡檢、設備使用單位配合巡檢的模式。設備巡檢管理的流程如圖1所示。

2 巡檢關鍵點

根據全斷面隧道掘進機工程應用情況，一般分為硬巖隧道掘進機（TBM）、泥水平衡式盾構機（CTS）、土壓平衡式盾構機（EPB），各機型配置、設備特性、應用工況不同，因此其巡檢的內容、關鍵點又有所不同（表1）。

設備試掘進、質保期和質保期后等不同時期巡檢管理側重點也不相同（表2）。

3 巡檢情況的統計分析

某單位2019年完成了690臺設備巡檢工作，巡檢過程中幫助使用單位解決問題、提供各項指導，并就問題較多的283臺設備向客戶發送巡檢報告，提醒使用單位進行設備管理及維護。巡檢中對的共性、關鍵問題進行了統計分析，對相關油品進行檢測分析。

3.1 普遍共性問題

設備管理維保較差的設備，通常機、電、液系統中存在一些共性問題，如潤滑不充分、電氣柜內灰塵較多等。影響設備性能或引起更大設備故障（表3）。

3.2 關鍵系統部件問題

對關鍵系統部件巡檢分析發現，減速機潤滑油不足達86臺次、砂漿罐攪拌軸密封損壞漏脂漏漿64臺次、密封檢測腔存在油脂32臺次，扭腿裂紋等問題發生頻次如圖2所示，若不及時解決將引起重大設備故障甚至停工。

3.3 油品檢驗情況

對目視發現減速機齒輪油、液壓油顏色發黑等異常情況的192臺設備采集油樣1 964個，其中齒輪油油樣1 772個、液壓油油樣192個（圖3）。

選取能夠反映油品質量的典型檢測項目進行分析，齒輪油進行機械雜質、粘度、水分、光譜元素4項指標共分析

上述表中，“√”選的項目表示該機型常用配置的巡檢點，“/”選的項目表示通常該機型沒有配置不是巡檢點。

7 088項，液壓油進行機械雜質、粘度、水分、光譜元素、污染度5項指標共分析960項，共計檢測8 048項。其中不達標油樣1 248個，占比65 %，具體檢測詳細數據見圖4。

3.4 巡檢情況分析

通過巡檢情況統計數據發現，被巡檢設備的普遍共性問題、主要系統部件的問題主要集中在設備電氣元件的清潔干燥方面、轉動部件的潤滑方面、機械連接的緊固方面，而此類問題均是一些常規問題，并不影響設備使用，往往容易被設備運行單位忽略，從而任由其長期發展下去，對設備正常運行造成致命打擊，在后續施工中大大增加維護運行成本、縮短設備正常使用壽命。

設備的油品就是設備運行的血液，油品的各項檢測指標統計分析可以相對全面的反映設備的運行狀況，幫助運行單位預測性的對設備進行維護保養。同時針對傳統的油品巡檢檢測耗時時間長、難度大，可以采用線上巡檢分析的方式進行，目前國內外均有較成熟的解決方案，采用的是傳感器技術和互聯網技術，可以線上實時對設備各部位油品進行檢測分析，幫助設備運行參與各方預測性的對設備進行維護保養，最大化設備潤滑管理效率。

4 巡檢管理成本分析

設備巡檢管理產生人工、差旅、檢驗檢測費用，費用的統計、成本分析為巡檢管理工作計劃的制定、工作長期開展提供支撐。本文以某單位2019年690臺設備巡檢的相關費用進行分析。

4.1 人工差旅費用

巡檢工作通常由1名機液工程師、1名電氣工程師共同進行，一般每次巡檢2臺設備需要3 d時間，以片區服務中心就近開展巡檢。

人工費用：fp=RVp

住宿費用：fh=2PRa

路途費用：ft=PXSLt

式中：X為每次巡檢人數;T為每次巡檢時間;I為每次巡檢臺數;D為每臺人工天;R為總人工天;Vp為人工成本，1 200元/人·天;P為巡檢次數;S為每次往返次數;Ra為房間均價;Lt為單張車票價格。

其中每臺設備巡檢需要的人工天為：D=XTI=3人工/臺次

人工費用：

fp=690×3×1200=2484000元

住宿費用，按照每次3 d住宿2晚，住宿標準雙人間320元/天計算，則住宿費用：

fh=2×690÷2×320=220800元

路途費用，以乘坐高鐵計算，按照每張車票400元計算：

ft=690÷2×2×2×400=552000元

則人工差旅總費用：

fta=fp+fh+ft=3256800元

4.2 油品檢測費用

根據市場檢測價格進行計算，涵蓋其中所需的人員、耗材、檢測設備折舊費用等，油品檢測總費用由液壓油、齒輪油檢測的費用組成（表4）。

式中：Nq為驅動箱齒輪油檢測量;Nz為主驅減速機齒輪油檢測量;Nl為螺機減速機齒輪油檢測量;Ny為液壓油檢測量;v為粘度檢測費用;w為水分檢測費用;e為光譜元素檢測費用;c為污染度檢測費用。

油品檢測總費用：

Ftest=FQ+FZ+FL+FY=2148600元

4.3 巡檢成本分析

通過以上計算分析，則年巡檢管理總費用：

F=fta+Ftest=540.54萬元

各機型隧道掘進機均價為5 000萬元/臺，一臺設備巡檢費用大概0.78萬元/年，年巡檢費用僅占盾構機成本的0.016 %，可以看出年度巡檢費用占盾構機總值得比例很低。以極少的成本管理、掌握設備運行狀況，為設備維護提供依據，減少設備維修的成本，延長設備使用壽命，經濟效益巨大。

5 發展與展望

通過對以往人工巡檢管理發現問題的總結分析，應強化對巡檢工作的管理，增強對重大故障、重要隱患的預防管理，提升重大裝備管理水平、效率，使地下空間開發建設的安全文明建設邁上新臺階。

而隨著地下空間建設的蓬勃發展，對設備的精細化管理需求日益增加，要求更加及時、高效掌握設備信息。地理信息技術、通訊技術、工業云技術、傳感技術等的融合發展，將推進全斷面隧道掘進機這類地下重大工程裝備智能巡檢管理的逐步實現。

參考文獻

[1] 邢漁斌. 全斷面掘進機綠色管理與維修保養[J]. 交通世界， 2019（32）.

[2] 曹成成. 地鐵盾構施工設備管理及維保技術研究[J]. 基層建設， 2020（14）.

[3] 王磊， 周斌. 地鐵盾構施工設備管理及維保措施[J]. 智能城市， 2020（8）.

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