關(guān)于完善我國盾構(gòu)設(shè)備管理的思考

楊路帆/YANG Lu-fan

（中國中鐵股份有限公司，北京 100038）

隨著我國城市軌道交通建設(shè)的迅猛發(fā)展，用于地鐵隧道施工的盾構(gòu)數(shù)量急劇增加。據(jù)相關(guān)資料，截至2014年底，我國地鐵盾構(gòu)保有數(shù)量已超過800臺，盾構(gòu)已成為地鐵施工的主力軍。盾構(gòu)法施工大大提高了地鐵建設(shè)的安全性。然而，關(guān)于地鐵施工的事故，如涌砂、噴涌、地面塌陷、隧道變形等也屢見報(bào)端。這其中既有施工管理的原因，也不乏設(shè)備使用不善的因素。這里以地鐵盾構(gòu)為例來分析我國盾構(gòu)設(shè)備使用的特點(diǎn)和管理中存在的問題，并對此提出意見和建議。

1 我國盾構(gòu)使用的特點(diǎn)

盾構(gòu)作為一種隧道全斷面施工的專用設(shè)備，從施工技術(shù)角度分析，各國大同小異。但作為一種機(jī)械、一種設(shè)備的使用，我國有一些與其他國家迥然不同的地方，主要表現(xiàn)在以下方面。

1）同一臺設(shè)備常用于多個(gè)項(xiàng)目 從其誕生之初，盾構(gòu)就是根據(jù)某個(gè)具體項(xiàng)目的工程地質(zhì)與水文地質(zhì)而設(shè)計(jì)制造的。因此國外盾構(gòu)廠商介紹時(shí)，往往某臺盾構(gòu)與某一具體項(xiàng)目相連。我們認(rèn)為，這是與其使用習(xí)慣相聯(lián)系的。據(jù)1992年鐵道部組織的有關(guān)掘進(jìn)機(jī)考察的資料，當(dāng)時(shí)國外4家主要掘進(jìn)機(jī)制造公司（美國的羅賓斯，瑞典的佳伐、德國的馬克和維爾特公司）共生產(chǎn)了413臺掘進(jìn)機(jī)，在767個(gè)工程中使用，共掘進(jìn)2 740km。也即1臺設(shè)備平均掘進(jìn)6.63km，一個(gè)項(xiàng)目的長度約為3.57km，一臺盾構(gòu)平均在1.86個(gè)項(xiàng)目上使用。這些數(shù)據(jù)說明在國外的使用習(xí)慣中，一臺盾構(gòu)的使用壽命通常只有一兩個(gè)項(xiàng)目，因此專用性強(qiáng)、通用性較差。

而我國情況則有所不同，由于地鐵建設(shè)的快速發(fā)展，使盾構(gòu)需求井噴式爆發(fā)。地鐵建設(shè)受車站距離和標(biāo)段限制，掘進(jìn)區(qū)間約在1km左右。同時(shí)，城市地鐵往往分多期建設(shè)，盾構(gòu)在一個(gè)地區(qū)可長年施工。這些因素使盾構(gòu)在其壽命周期內(nèi)多次轉(zhuǎn)場有了可能。根據(jù)某項(xiàng)資料，對正在施工的139個(gè)盾構(gòu)項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)查，平均每個(gè)項(xiàng)目盾構(gòu)的掘進(jìn)里程為1.014km。大部分掘進(jìn)的里程為1 000m至3 000m，占總數(shù)量的70%以上。具體情況如表1。

表1 單個(gè)項(xiàng)目盾構(gòu)掘進(jìn)里程統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

考慮到我國企業(yè)一般以盾構(gòu)主軸承壽命作為經(jīng)濟(jì)（折舊）壽命，那么一臺盾構(gòu)往往要經(jīng)過4～5個(gè)項(xiàng)目才達(dá)到報(bào)廢條件。但在實(shí)踐中，由于購置金額較大，很少聽說盾構(gòu)到了折舊年限就報(bào)廢的事例。因此，一臺設(shè)備被多次使用已成為我們國家地鐵盾構(gòu)的習(xí)慣。

2）以施工為先導(dǎo)的理念拉動行業(yè)發(fā)展 不完全統(tǒng)計(jì)，中國中鐵和中國鐵建所擁有的地鐵盾構(gòu)數(shù)量占到全國數(shù)量的50%以上。而中國中鐵、中國鐵建以及上海隧道股份等以施工單位為主體孵化出的機(jī)械制造廠商生產(chǎn)的盾構(gòu)數(shù)量占國產(chǎn)盾構(gòu)的絕大部分。根據(jù)中國工程機(jī)械工業(yè)協(xié)會掘進(jìn)機(jī)械分會的統(tǒng)計(jì)，2012年這3家的盾構(gòu)產(chǎn)量占國內(nèi)廠家的63%以上。隨著近年來鐵工、鐵建自我保護(hù)政策的加重，這一比重只會更高。回顧我國盾構(gòu)產(chǎn)業(yè)化的歷程，發(fā)現(xiàn)我國道路既不同于歐美企業(yè)最初源于的設(shè)計(jì)公司，也不同于日本企業(yè)源于的重型制造工廠，而是形成以施工企業(yè)為核心，通過引進(jìn)、消化、仿制與再創(chuàng)新的研發(fā)路徑（圖1），研制出擁有核心技術(shù)和自主知識產(chǎn)權(quán)的設(shè)備。其產(chǎn)業(yè)化模式是從產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈的末端向前逐步延伸，而施工企業(yè)追求利潤最大化的愿望成為創(chuàng)新的主要驅(qū)動力。

圖1 中國盾構(gòu)發(fā)展路徑示意

這種以施工使用為先導(dǎo)的理念拉動行業(yè)發(fā)展是受我國市場容量、產(chǎn)業(yè)格局和市場監(jiān)管等多方面制約形成的，其成因這里不贅述。但它對具體使用帶來了不可忽視的影響，集中體現(xiàn)在施工企業(yè)在學(xué)習(xí)國外盾構(gòu)施工技術(shù)的同時(shí)，也沿襲了施工機(jī)具的管理。這樣的管理方式對長期反復(fù)使用一臺機(jī)械將造成隱患。

2 使用管理中存在的問題

盾構(gòu)在國外是一種專用、非標(biāo)、甚至是一次性使用的機(jī)械，由于我國建設(shè)的需求巨大，類似條件的項(xiàng)目數(shù)量較多，在經(jīng)濟(jì)效益驅(qū)動下，以施工單位為主導(dǎo)，盾構(gòu)逐漸成為一種反復(fù)使用的大型設(shè)備。由于各方未能對此變化給予足夠重視，在具體的設(shè)備使用管理中存在如下問題。

1）政府、行業(yè)監(jiān)管缺位 作為影響施工安全、進(jìn)度和成本的關(guān)鍵機(jī)械，盾構(gòu)的使用到底受什么樣的監(jiān)督？應(yīng)該經(jīng)過什么樣的檢驗(yàn)程序？這些在我國目前還是空白。為了預(yù)防設(shè)備事故，保障人身和財(cái)產(chǎn)安全，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，我國專門制定了《特種設(shè)備安全法》，對特種設(shè)備的生產(chǎn)（包括設(shè)計(jì)、制造、安裝、改造、修理）、經(jīng)營、使用、檢驗(yàn)、檢測等進(jìn)行了規(guī)定。但不在特種設(shè)備目錄之列的盾構(gòu)是否就意味著可以不受監(jiān)管或放松管理？企業(yè)的行為由誰來監(jiān)督呢？隨著盾構(gòu)大規(guī)模使用以及老舊盾構(gòu)的增多， 安全風(fēng)險(xiǎn)陡然增大，這個(gè)問題應(yīng)該受到有關(guān)部門的重視。

同樣，盾構(gòu)的操作人員并非普通操作工，他必須能根據(jù)下達(dá)的技術(shù)指令及現(xiàn)場測量結(jié)果，合理配置各區(qū)域千斤頂?shù)氖褂脭?shù)量、推進(jìn)油壓及速度，并正確選擇刀盤正、反轉(zhuǎn)模式等，來調(diào)整盾構(gòu)姿態(tài)，保證掘進(jìn)方向和進(jìn)度，并能正確及時(shí)處理掘進(jìn)中由于受水、土壓力及地質(zhì)變化帶來的不可預(yù)見的情況。這一過程不僅僅需要對機(jī)械有充分的了解，并需要掌握工程技術(shù)和地質(zhì)知識。所以我們認(rèn)為盾構(gòu)操作者不能簡單地按工種劃分，而是依據(jù)其技能，按管理崗位進(jìn)行評定。這樣才能確保設(shè)備的使用安全。

2）使用維修理中存在的問題 對于盾構(gòu)，應(yīng)采用什么樣的維修制度，目前還沒有一個(gè)權(quán)威的說法。一些單位通過施工實(shí)踐，總結(jié)出利用油液的鐵譜、光譜分析對盾構(gòu)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測，進(jìn)而實(shí)行項(xiàng)修的方式取得了較好效果，保證了項(xiàng)目的順利實(shí)施。我們認(rèn)為，項(xiàng)修對于使用頻率低、轉(zhuǎn)場次數(shù)少的設(shè)備不失為一種好的方式，但對于大負(fù)荷全壽命周期內(nèi)是否仍為一種可行可靠的維修方式，則仍需探討。特別是在多個(gè)項(xiàng)目使用，為了適應(yīng)不同項(xiàng)目地質(zhì)要求，要對盾構(gòu)進(jìn)行改造，如刀盤改造等，仍采用項(xiàng)修的方式，則不免頭痛醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳，缺乏了對設(shè)備整體技術(shù)狀況的分析。這樣在盾構(gòu)長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，特別是臨近技術(shù)壽命時(shí)會有很大的安全風(fēng)險(xiǎn)。

同樣，由于盾構(gòu)制造廠商的競爭激烈，一些廠商在保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)的旗號下有所保留，這樣使用單位難以獲得充分的技術(shù)資料。加之盾構(gòu)在多個(gè)項(xiàng)目之間轉(zhuǎn)場，管理人員變動，以及勞務(wù)外包等形式的出現(xiàn)，使得現(xiàn)場往往難以掌握翔實(shí)的設(shè)備資料，這些都不利于設(shè)備的技術(shù)管理和施工安全。

3）經(jīng)濟(jì)分析不完善，資料缺乏 首先從施工定額分析，盾構(gòu)作為掘進(jìn)的關(guān)鍵設(shè)備，其消耗直接影響著施工成本。據(jù)資料，設(shè)備折舊費(fèi)用是影響盾構(gòu)區(qū)間費(fèi)用的一個(gè)關(guān)鍵因素，可占其比重的15%左右。而折舊的計(jì)算方法仍舊是根據(jù)直線法，即以采購成本除以其預(yù)計(jì)壽命（8～10km）得出每延米的折舊費(fèi)用。從設(shè)備管理角度可知，8～10km或10 000h一般是指盾構(gòu)主軸承的壽命。這種以技術(shù)壽命等同于折舊壽命的提法是否合理，在普通設(shè)備都傾向于采取加速折舊的情況下，對盾構(gòu)仍采用直線法，我們認(rèn)為是不符合設(shè)備使用客觀規(guī)律的。其次，從具體消耗分析，概預(yù)算定額所針對的情況往往不能涵蓋施工中所遇到的所有工況，但是在實(shí)踐中，往往因?yàn)轫?xiàng)目部0的工程、設(shè)備、物資、成本等部門缺乏對盾構(gòu)設(shè)備消耗在施工成本中所占比重的認(rèn)識，而難以有效配合，更難以獲得完整的數(shù)據(jù)記錄與分析，也無法開展工程精細(xì)化管理和索賠。這不僅使企業(yè)承擔(dān)了較大的經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)，也不利于對設(shè)備的精細(xì)化管理。

由于以上因素，經(jīng)濟(jì)核算往往難以反映出盾構(gòu)在一個(gè)項(xiàng)目的合理使用成本，進(jìn)而導(dǎo)致無法總結(jié)規(guī)律，提高管理水平。更無從談起促進(jìn)整個(gè)行業(yè)的健康發(fā)展。

3 意見和建議

綜上，雖然盾構(gòu)施工可以借鑒國外的技術(shù)，但對盾構(gòu)的管理則無法照搬國外的經(jīng)驗(yàn)。隨著盾構(gòu)的大規(guī)模使用，其管理愈發(fā)重要。對此，提出以下意見和建議。

1）施工企業(yè)應(yīng)將盾構(gòu)比照特種設(shè)備進(jìn)行管理 在我國《設(shè)備管理?xiàng)l例》多年未修訂的情況下，特種設(shè)備安全管理是可借鑒的一種設(shè)備管理體系，施工企業(yè)應(yīng)該將盾構(gòu)比照特種設(shè)備進(jìn)行專業(yè)管理。具體措施如下：①建立設(shè)備的安全技術(shù)檔案。特別是對于設(shè)計(jì)文件、改造的技術(shù)文件等的留存，是技術(shù)檔案重要的組成部分。②明確專門的管理人員。該人員不僅需要懂得設(shè)備原理，而且應(yīng)該掌握工程施工的相關(guān)知識。只有這樣，才能切實(shí)做好盾構(gòu)設(shè)備的管理工作。③制訂完善的檢驗(yàn)制度。在日檢、周檢、月檢等檢查的基礎(chǔ)上，應(yīng)明確定期檢驗(yàn)周期，特別是項(xiàng)目轉(zhuǎn)場前后的檢查檢驗(yàn)內(nèi)容，以確保進(jìn)場設(shè)備的技術(shù)狀況。④加強(qiáng)設(shè)備操作人員的資格管理。盡管在全國職業(yè)大典修訂中提出了盾構(gòu)操作司機(jī)的名稱，但對于司機(jī)應(yīng)該具備的文化知識以及任職條件還沒有最后確定。所以施工單位應(yīng)根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)確定標(biāo)準(zhǔn)，以保證操作人員的素質(zhì)。⑤建立監(jiān)管體系。設(shè)備的產(chǎn)權(quán)單位應(yīng)履行特種設(shè)備法中的政府監(jiān)督作用。項(xiàng)目部則履行設(shè)備使用單位的責(zé)任。

2）行業(yè)應(yīng)制定有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范市場 關(guān)于盾構(gòu)及盾構(gòu)法施工，相關(guān)行業(yè)頒布了一些行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，如《?5.5m～?7m土壓平衡盾構(gòu)（軟土）》（CT/T284-2008），《泥水平衡盾構(gòu)》（CJ/T 446-2014），《盾構(gòu)法隧道施工與驗(yàn)收規(guī)范》(GB50446-2008)，《地鐵隧道工程盾構(gòu)施工技術(shù)規(guī)程》(DG/TJ08-2041-2008)等，但這些標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范由誰執(zhí)行、由誰監(jiān)督，即如何落實(shí)還需進(jìn)一步明確。同時(shí)行業(yè)應(yīng)組織制造商和使用單位制定維修規(guī)程、安全操作規(guī)程等法規(guī)文件，切實(shí)將盾構(gòu)的使用從一種機(jī)具變?yōu)橐环N設(shè)備。同時(shí)，對于近年來興起的盾構(gòu)施工監(jiān)控系統(tǒng)、盾構(gòu)再制造技術(shù)等也應(yīng)給與關(guān)注和重視，及早介入，組織相關(guān)單位制定標(biāo)準(zhǔn)，為行業(yè)內(nèi)不同企業(yè)的良性競爭奠定基礎(chǔ)。

3）適時(shí)立法，將盾構(gòu)納入特種設(shè)備目錄 由于盾構(gòu)作為盾構(gòu)法施工的配套機(jī)具引入我國，缺乏機(jī)械產(chǎn)品完整的管理體制，雖然圍繞盾構(gòu)設(shè)備已逐漸形成了一條完整的產(chǎn)業(yè)鏈條，但在國家監(jiān)管層面還不盡規(guī)范。隨著我國地鐵建設(shè)、地下管廊等地下工程建設(shè)的大規(guī)模興起，盾構(gòu)法施工越來越多，老舊盾構(gòu)的數(shù)量將與日俱增，施工的安全性，以及工程建設(shè)周邊建筑物的安全性將會受到更多關(guān)注。因此建議國家有關(guān)部門應(yīng)盡快研究將盾構(gòu)納入特種設(shè)備管理。在當(dāng)前的體制下，只有將盾構(gòu)納入特種設(shè)備管理，才能使設(shè)計(jì)、制造、使用各環(huán)節(jié)逐漸規(guī)范，也才能使主管部門在產(chǎn)業(yè)發(fā)展的規(guī)劃上注重走專業(yè)化的道路，也才能確保施工的安全。 O

[1] 再制造是盾構(gòu)下步發(fā)展的重點(diǎn)：訪北京設(shè)備管理協(xié)會盾構(gòu)專委會秘書長阮霞[J]．隧道建設(shè)，2013，33(10)：814．

[2] 殷耀章．對瑞士，美國巖石掘進(jìn)機(jī)的考察報(bào)告[J].鐵道建筑技術(shù)，1993，(4)：28-34．

[3] 俞 琚．隧道掘進(jìn)機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r及工作意見[J].建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理，2011，(5)：81-82．

[4] 牛學(xué)臣．泥水盾構(gòu)施工中的設(shè)備管理[J]．隧道建設(shè)，2006，(s1)：42-44．

[5] 羅人賓，魏白術(shù)．盾構(gòu)推進(jìn)姿態(tài)動態(tài)管理[J]．施工技術(shù)，2008，(s1)：261-264．

[6] 彭慧瓊．城市軌道交通盾構(gòu)區(qū)間造價(jià)分析[J]．鐵道勘測與設(shè)計(jì)，2011，(2)：63-65．

[7] 郭陜云．盾構(gòu)、掘進(jìn)機(jī)技術(shù)在建設(shè)體質(zhì)和管理方面應(yīng)走專業(yè)化的道路[J]．隧道建設(shè)，2013，(10)：873．