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10月的??悼h,陽光正好,秋色宜人,處處洋溢著一派豐收氣息。
10月1日,全國上下共同迎來新中國75周年華誕的重要時刻,在引江補漢工程土建施工4標的8號檢修交通洞洞口施工場地里,南水北調中線引江補漢工程首臺TBM“江漢先鋒號”開始現場組裝。5天前,這臺隧洞施工的“重器”,剛剛在570公里以外的鄭州市中鐵工程裝備集團隧道設備制造有限公司車間下線驗收。
引江補漢工程建設迎來新的重要節(jié)點。
TBM(硬巖掘進機)是目前隧洞掘進工程的關鍵設備,有“穿山甲”之稱?!敖瓭h先鋒號”TBM為單護盾式,具備超前探測、智能掘進、安全可靠等優(yōu)點,最大開挖直徑12.23米,總長約160米,整機總重約2800噸。如此一項重大設備,怎樣確保制造過程順利,確保質量安全可靠,成了工程建設者高度關心關注的關鍵問題。
加強過程管控——全生命周期跟進確保如期進場
進度管理是確保項目如期建成并發(fā)揮效益的核心要素。引江補漢工程建設管理二部高度重視TBM進度管理,在確保質量和安全的前提下,通過組織各參建單位深入研究、科學分析,合理制定詳細的設備建造進度計劃,按照進度計劃目標,結合設備建造不同階段的節(jié)奏特點,細化分解進度計劃、定期檢查與評估,建立有效的溝通協調與激勵約束機制,有效保證了TBM建造進度受控,為順利實現設備進場組裝目標提供了重要條件。
在設計階段,從2023年12月到2024年3月,建管二部全程參與信息機電部組織的三次設計聯絡會,明確各個不同建造階段的目標任務和工作要求,并嚴格督促落實。在監(jiān)造階段,多次組織審核并確定TBM監(jiān)造大綱、監(jiān)造細則,同時組織中鐵十八局土建4標及黃河設計院監(jiān)理2標開展TBM監(jiān)造,實施日報和周報機制,按期報送監(jiān)造進展,對建造進度問題,及時介入糾偏。同步堅持統籌部署,系統推進TBM現場施工管理體系構建、TBM專項方案編審工作、TBM供電工作、協調地方政府有關部門等,為TBM順利驗收并進場組裝做好了充分準備。
注重精細管理——精益求精傾力鑄就精品
建管二部在TBM設備建造伊始便把確保建造質量作為管理工作的重點。在管理體系上,從項目團隊的組建,到項目評估的組織,到項目策劃的實施,到進度控制的把控,再到項目預警和技術交底的前置等,均做到了全鏈條跟蹤、全時態(tài)管控。
在生產管控模式上,要求裝備制造單位按照TBM設備生產的全生命周期,建立“結構件制造—總成件組裝—整機組裝調試—包裝發(fā)運”全流程管理模式,針對每一環(huán)節(jié)的工作難度和可能存在的質量風險點,組織專業(yè)化制造、標準化組裝、屬地化總裝和專門化管理。
在質量保證體系上,組織裝備制造和監(jiān)造單位建立“事前策劃—事中控制—事后檢驗”工作機制,全鏈條跟蹤管理建造質量。在“事前策劃”中,精準識別關鍵部件風險變化點、關鍵點和薄弱點,根據不同風險等級和類型,有針對性地制定預防措施并明確落實責任人。在“事中控制”中,結合上一流程中的風險內容,編制關鍵工序的專項工藝或可視化作業(yè)指導書,并根據重要程度分級管理;根據工藝文件及工序分級編制檢驗計劃,規(guī)范制造過程檢驗;作業(yè)前和過程中均注重交底工作,有效避免質量事故發(fā)生。在“事后檢驗”中,設備制造完成后,全面檢查過程檢驗記錄及產品最終尺寸并形成檢驗報告,為綜合掌握設備性態(tài)、把脈設備質量提供詳實完備的依據。
強化科技攻關——大力推進新技術研發(fā)與應用
建管二部始終堅持高標準、高質量推進工程全方位、全要素、全過程建設和管理,積極響應水利部、南水北調集團和江漢水網公司關于建設智慧水利和數字孿生引江補漢工程的工作部署,努力推進“機械化換人,自動化減人,智能化少人”在重大設備裝備應用上落地落實。“江漢先鋒號”搭載了超前地質預報、刀具監(jiān)測系統、同步推拼、卡機預警、智能掘進等多項創(chuàng)新技術,是TBM設備制造技術的集大成者,將有效提升施工效率20%至40%,其成功下線并進場組裝標志著國產高端裝備及創(chuàng)新技術應用的又一次突破,為引江補漢工程高質量建設提供了強有力的保障。
“江漢先鋒號”施工洞段地質條件復雜、技術難度大、施工風險高。針對工程難點,在江漢水網公司的高度重視和統一部署下,建管二部、中鐵十八局和中鐵裝備集團等相關單位密切協作、聯合攻關,綜合考慮安全、效益等因素,將“江漢先鋒號”設計為單護盾式TBM,集掘進、同步拼裝管片、豆礫石回填灌漿、出渣、除塵、通風、激光導向、超前探測、防爆等于一體,帶動了隧洞工程施工技術新提升。
針對大直徑長距離巖層掘進難題,通過研究增強刀盤強度和耐磨性、提高刀盤破巖及出渣效率、加強關鍵部位可靠性設計等,可有效克服這一難題。
TBM6隧洞施工中的另一項難題是軟巖變形。圍巖變形后易造成握裹刀盤和護盾造成卡機、掘進軸線、管片拼裝精度超限造成后配套通過困難以及成環(huán)管片裂縫等問題。TBM6施工洞段軟巖變形問題洞段占比約42.8%,嚴重、極嚴重變形洞段長788米,占比約6.8%,這些對TBM掘進帶來了不小的挑戰(zhàn)。研究和設計人員通過將刀盤與盾體偏心、雙速減速機及盾體減磨設計、增大盾體頂部間隙、設立護盾卡機預警及評估系統設計等,最大化地化解或降低潛在的施工風險。
TBM6掘進段主要穿越百峰斷層、榨溪溝斷層、歇馬河斷層等,斷層最大寬度177米,對隧洞掘進帶來較大的影響。針對這一問題,研究設計過程中提出了通過建立聲波法超前地質預報和卡機預警及評估系統、超前地質加固、增大推力和扭矩、主機防卡設計、刀盤擴挖及刀盤出渣可控等設計,提高了TBM應對風險挑戰(zhàn)的能力。
此外,還分別針對有害氣體超標、提高TBM設備掘進智能化水平等,作了創(chuàng)新性的研究和設計。一系列用心、精準的舉措,有力地提升了TBM6的創(chuàng)新指數與技術含量,也很大程度上提高了同類設備制造的技術標準。
注重溝通協作——構建高質量建造TBM的協作聯盟
TBM設備的制造和應用涉及多領域、多行業(yè)、多專業(yè),是復雜且高度專業(yè)化的過程。“江漢先鋒號”的高效建成并進場組裝充分體現了多單位協作的重要性和必要性。
建管二部在信息機電部、科技部等部門的指導與支持下,充分發(fā)揮主觀能動性,多次組織TBM制造相關單位研究明確設備制造工作思路、目標任務和過程控制要求等,統一思想、凝聚共識、整合資源、凝聚力量,形成了強有力的協同推進TBM建造體系。
黃河設計院充分發(fā)揮監(jiān)理職能作用,通過過程中加強審核把關、領先開展TBM監(jiān)造首件制,抓住事前控制和制造過程控制兩個關鍵點,從原材料進場到結構件出廠實施清單式管理等,確保了TBM制造有序實施、有力推進。
企業(yè)間的合作與協同也是TBM制造中不可或缺的重要組成部分。中鐵裝備作為制造單位,依托自身雄厚的人才、技術、資源儲備,全力組織做好TBM設計及建造各項工作;中鐵十八局作為TBM設備的使用單位,在全過程開展設備監(jiān)造的同時,結合施工經驗,提出多項優(yōu)化調整的意見建議,充分組織做好相關配套工作,全力協調做好設備進場前各項準備工作。
同時,產學研用深度融合在TBM6的制造工作中也扮演了關鍵角色。各參建單位合理安排創(chuàng)新資源,與相關科研院校深度合作,來自武漢大學、石家莊鐵道大學等專業(yè)院校的專家學者積極出謀劃策,針對性提出意見建議等,深度參與TBM研制和建造,這不僅大大提高了TBM建造質量和進度,還有力促進了新技術創(chuàng)新研發(fā)和應用,為后續(xù)TBM設備迭代升級提供了寶貴的實踐積累和技術支持。
努力開拓新局——“江漢先鋒號”爭創(chuàng)隧洞掘進先鋒
國之重器,要制造好,更要管理好、運用好。引江補漢工程首臺TBM的進場組裝,加快了引江補漢工程高標準高質量建設的步伐。作為首臺下線驗收并進場開始組裝的重裝設備,TBM6被命名為“江漢先鋒號”,這昭示了這臺TBM的光榮使命:要以先遣軍的姿態(tài)奮勇向前、一掘到底,探索并引領引江補漢工程TBM施工洞段的掘進。建管二部將在江漢水網公司的堅強領導下,深入學習貫徹黨的二十大和黨的二十屆三中全會精神,錨定高標準高質量工程建設目標,組織各參建單位,加快完成TBM設備組裝和步進工作,按計劃推進設備正式始發(fā)。同時全過程加強設備管理和施工管理,確保設備安全和生產安全,確保掘進質量和進度,早日完成掘進目標,助力建設“安全、精品、綠色、智慧、陽光”引江補漢工程,努力打造南水北調后續(xù)工程高質量建設標桿,以高標準推進TBM掘進的實效和高質量推進引江補漢工程建設管理成效向新中國成立七十五周年獻禮!