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一场别开生面的大实验——中铁一局郑万高铁湖北段“大机配套”施工试点工作调查

时间:2017年10月09日    作者:《铁路建设报》记者 薛亮 特约通讯员 吉祥庆 通讯员 张天良    点击量:     来源:谢光德

编者按:
    近年来,随着劳动力人口老龄化加剧,人工成本逐步提高,隧道机械化施工已成为大势所趋。采用机械化施工,不仅满足了国家各部委安全要求及业主的设备强履要求,也是现代化企业提升品牌实力和核心竞争力的需要。当前,中铁一局在郑万高铁湖北段8标建设中,积极兑现合同要求,加大设备投入,有序推行大型机械配套(简称“大机配套”)施工试点工作,取得了一定的成绩。与此同时,随着试点工作的纵深推进,大机施工投入高、进度不快、市场前景不明朗等方面的隐忧也逐渐呈现。本报记者通过实地采访调查,列述“大机配套”施工的喜与忧,供大家学习与思考。

    中铁一局正在续写30多年前的一个梦想,地点在郑万高铁湖北段8标。
    梦想之名,叫隧道机械化施工。

    业主强力推行-----“今天欧洲国家隧道机械化施工的先进技术,是我们努力追赶的明天。”

    2016年11月25日,新建郑州至重庆万州高速铁路湖北段正式开工建设。中铁一局承建郑万高铁站前工程8标,管段全长36公里,其中四座隧道总长34公里。由五公司委托管理和施工。
较以往不同的是,围绕“建设中国高速铁路标准化管理示范工程”的建设目标,建设单位武九客运湖北公司专门为各参建单位下了一条“紧箍咒”。
选取一定数量的工点,试行加强型机械化施工!
    在8标,业主关于大机配套的文件一环扣一环:
    先是《指导性施工组织》,明确该项目5个大机配套工点,采用加强型机械化施工;
    然后是《合同协议书》要求:承包人在隧道工程施工中未按合同约定和施组要求配置专用机械设备的,发包人在工程计价时按隧道综合单价下浮10%给予计价;
    紧接着,是进行软弱围岩大断面开挖工法现场试验的通知:郑万高铁湖北段最长隧道,全长18.7公里的新华隧道出口,为项目大机配套条件下大断面开挖试验工点。
    毫无疑问,这是一次中国隧道施工领域的创新与尝试。
    在“大机配套”施工环境下,人们通过使用全电脑三臂凿岩台车,湿喷机械手,自行式液压仰拱栈桥,拱架安装台车,二衬台车等,实现隧道施工机械化、专业化、智能化,以达到快速优质安全高效的施工目标。
    业主为何强力推行“大机配套”施工?
    源于他们对中外隧道施工水平的差距的认识与追赶意识。
    国内,从上世纪50年代至今,在隧道施工领域,传统人工钻爆法长期居于主导地位。
    反观国外,隧道施工技术机械化发展时间早,尤其是以中欧、北欧国家为代表,于上世纪90年代已实现隧道工程全工序机械化作业。
    特别对隧道软弱围岩、破碎带,欧洲国家普遍采用预加固后,进行大断面机械开挖、专业化施工,施工安全得到保证,施工效率高。
    关于大机配套施工,武九客专湖北公司董事长王志坚多次在会上表示:今天欧洲国家隧道机械化施工的先进技术,是我们努力追赶的明天。

    企业积极响应-----“以郑万高铁建设为契机,快速推进企业隧道施工机械化水平。”

    施工现代化,离不开机械化、智能化。
    2017年2月工作会上,中铁一局主要领导在谈到“系统推进工厂化、机械化、信息化、标准化施工”时要求:在各个业务板块打造能够代表一局最高水平的示范工程,在各个项目打造能够展现项目最高水平的标准区段,促进先进经验及时传递,推动现场管控上水平、出亮点。
    随后召开的中铁一局2017年设备管理工作会上,对如何大力推进隧道施工机械化进一步明确:“以郑万铁路隧道施工机械化为契机,推进机械化作业进程,实现装备专业化。”
    如何做好“大机配套”施工试点工作?
    中铁一局与五公司两级单位高度重视,项目一进场便成立了大机配套施工领导小组,明确分管领导,为大机配套施工提供有力的组织保障。中铁一局主管领导带领相关部门,进驻郑万高铁湖北段项目现场,召开大机配套施工专题会,对大机设备配置和施工管理提出了要求,为深入推行机械化施工注入了强心剂。
    五公司举全公司之力,深入推进郑万高铁湖北段项目机械化施工。多次组织召开大机配套座谈会,进一步坚定员工信心,明确分工职责,明晰管理边界;坚持“先行先试,总结提升”的原则,从设备购置模式、专业人才培养及管理团队建设等方面,全面做出了工作部署,奏响了机械化施工最强音。
    据悉,五公司早在大秦铁路花果山隧道、西康铁路秦岭隧道、朔黄铁路长梁山隧道、西南铁路东秦岭隧道中使用过电脑台车,对大机施工曾进行过有益的尝试。
    截至8月底,郑万高铁项目部共进场全电脑三臂凿岩台车7台,机械湿喷手12台,防水板、钢筋台车1套,自行式仰拱栈桥1台,拱架安装台车1台,二衬台车3台,多功能养护台车1台,其余配套设备将陆续进场集结。
    一场大型机械配套施工的“饕餮盛宴”正有序展开。

    一线职工反响----“操作轻松,而且不再像以前那样担惊受怕了,施工安全有保障,心踏实了很多。”

    毋庸置疑,以机械施工代替人工作业,是历史发展的一大进步。
    据项目部大机配套施工的《工作写实》,他们所取得的成果有(以辅助坑道施工数据为参考):
    首先,钻孔速度加快。采用凿岩台车进出掌子面快速便捷,较以往人工打眼钻孔节约半个小时到1个小时。
    其次,信息化水平提高。凿岩台车可对施工中的数据进行记录,输出的多种数据和报表,并即时传输实现信息实时共享,加强隧道施工安全、质量的信息化管理。
    再次,适用性强。凿岩台车除日常开挖作业外,还可进行小导管、中管棚、加深炮孔、超前水平钻、锚杆、隧底钻孔等施工,适用范围广,设备利用率高。
    ……
    上述成果中,比较值得津津乐道的是,对一线作业人员的安全保护。
    一是劳动强度大大降低;二是减少了掌子面作业人员数量,且距掌子面有至少10米的安全距离,有效保证了人身安全;三是凿岩台车凿岩系统由电力驱动,减少了尾气排放,有效改善了作业环境。
    五公司第七隧道作业队学员杨云飞,早前在蒙华铁路练习三臂凿岩台车,去年底被调到郑万项目,说起大机施工时兴高采烈:“人只要坐在车内,对照提供好的钻爆设计图,布好点、找角度、再钻孔。一两分钟就钻好了三个孔,不用再像以前那样扶着、托着,干活轻松多了!”
    铁道部“火车头”奖章获得者、五公司第四隧道作业队副队长、开挖班班长李春浓谈到自己第一次操作凿岩台车时的体会:“不再像以前那样担惊受怕了,施工安全有保障,大伙(工友)的心踏实了好多。”
    “看到大机配套试点,想起了机械化,感到我们年轻时参加工作的梦想快要实现了。”一位参加工作30多年的中层管理人员颇有感触。

试点单位喜忧----“这场大实验尽管‘外表’光鲜夺目,但更像一把‘双刃剑’。既有担心,更有决心,完成这项重任。”

    有人说,这是一场具有“划时代”意义的大考验。
    在郑万高铁湖北段,大机试点配置的数量之多、规模之大、投入之高,可谓前所未有。按照业主要求,中铁一局项目部设有5个大机工点,需配置各类大型设备,累计总价值接近3亿元。
    然而,实现隧道机械化施工,是一个漫长的过程。
    “目前的试点处于 ‘加强型’机械化阶段,远未达到‘全工序’机械化水平,存在投入较大、进度不快等客观情况。” 中铁一局五公司常务副总经理、郑万高铁湖北段项目部项目负责人李秀君直言不讳。
    以前是人机混合施工,目前试点是人配合机械。比如,在隧道开挖时,虽然采用机械钻眼,却是人工装炸药,总体效率较低;采用拱架安装机时,只是减少了人去抬拱架。
    制约施工进度的地质条件等因素客观存在。当围岩状况好时,使用大型机械,展开全断面开挖,工效明显提高;当围岩状况差时,机械化施工受到束缚。
     数据为证,作为大机配套施工试点的新华隧道3号横洞、新华隧道斜井、甘家山隧道横洞,施工进度分别是4个月完成开挖569米、3个月327米、3个月346米。
    而项目大机施工成本情况是:随着隧道施工步入正常,凿岩台车开挖成本呈现下降趋势,但目前最低平均值远高于传统人工的劳务限价。
    前方项目的喜与忧,更牵动着后台管控单位的心。
    在托管模式下,中铁一局郑万高铁湖北段8标既由五公司托管,又只有这一家参与全部土建施工。
    在五公司总经理余维东看来,项目大机配套施工这场大实验,尽管“外表”光鲜夺目,但更像一把“双刃剑”。
    相比全线其他标段(二级企业直管),郑万高铁湖北段8标以一家三级施工企业之力,开展大机配套施工试点,充满了无法预料的风险与挑战:
    一是投入较大,设备购置后纳入企业资产,将大大提高企业的资产负债率;
    二是今后一段时期大机施工的市场前景尚不明朗;
    三是触及深层次、全方位的变革,从传统隧道施工,到现代机械化施工的过渡与转型,是一场管理体制机制和架构上的完全颠覆与革命。
    比如,传统的钻爆法施工,针对五级软弱围岩,采用三台阶七步开挖法,而现在大机配套施工,采取预加固措施,进行全断面开挖,这在国内还只是一种探索。而超挖15厘米不可避免,关于混凝土回填的费用,国内对此预算定额与否,一切还是未知数。在国内市场环境下,大机售后服务体系尚不成熟,操作与维修保养人员异常紧缺、素质亟待提升……
    一切彷如“摸着石头过河”。
    “目前,大机配套施工试点工作正如火如荼。我们要努力转变观念,加强施工组织管理,加快试点施工进度;并继续联系业主,积极争取相关支持。同时,作为试点项目的托管单位,也希望集团公司,能在试点期限内给予一定的优惠政策。如何更快更好完成郑万高铁的建设任务?我们既有担心,更有决心,不论付出多大代价,也要完成这项重任。”余维东表示。

领导嘉宾观看三臂凿岩台车

人机配合装炸药

全电脑三臂凿岩台车正在钻孔作业

一名嘉宾正在拍摄台车作业

摆放在洞口的大型机械设备

三臂台车操作员在洞外向记者演示

一台三臂凿岩台车在洞内作业

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