苏红立

铁路运输是最为经济的一种运输方式,但是国内铁路的建设水平还远不能满足现有的需求。据统计,全国铁路客货运输需求的满足率只有35%～40%,中国的铁路运营里程虽居世界第三,但中国铁路系统却是全世界最繁忙的运输通道。目前,新建铁路以高速铁路客运专线工程为主,这类工程以桥梁和隧道为主。施工中,除了使用如提梁机、运梁车、架桥机和移动模架造桥机等大量客运专线的专用设备外,对混凝土生产、运输和泵送设备、起重机械、土石方施工设备的使用量也很大。为节约成本,获得良好的经济效益,在铁路工程建设中就要重视机械设备的选型配置和技术管理问题,本文阐释了铁路工程机械设备配置和管理的方法和原则。

1 机械配置原则

1.1 隧道工程

1.1.1 隧道掘进机械配套的原则

1)施工流程中各工序尽可能采取机械化施工,如：凿岩、装载、运输机械化流水作业。2)各工序使用的设备生产能力上要匹配合理,相互适应,如：压风站供风能力要大于凿岩能力,运输能力要大于装岩能力。3)配套设备在布置、操作等方面互不干扰,保证作业安全。机械规格和结构形式必须适应施工条件、工程规格及作业方式的要求。对于隧道施工来说,主要以顺序作业的方式来考虑。4)尽量选择操作方便、性能稳定、质量可靠、易损件消耗少、易补充、可靠性和通用性强的设备选配使用。5)配套的机械在生产能力和数量上要有一定的备用量。6)要根据本单位现有设备、操作技术水平和经济可行性等情况来确定机械化作业方式和配套设备,在满足工期、质量等要素基础上,尽量选择技术合理、经济有利、适应性强的配套设备。

1.1.2 凿岩机的选择

凿岩设备的选用应充分考虑岩石性质、断面大小、进度要求、工程量大小和工程造价等因素。

正常开挖段每工作面需气腿式凿岩机20台～21台,对岩质整体性好、坚硬围岩,钻孔深度可适当增加,中等强度爆破;围岩破碎、节理发育明显等施工困难段,采取弱爆破进行开挖,挖掘机和凿岩机辅助开挖;对于土质隧道,采用挖掘机配合凿岩机辅助,三台阶七步流水、仰拱衬砌紧跟的开挖方式。

1.1.3 装载和运输机械的选择

在开挖施工工序中,装砟和运输所占时间比例较大,所以正确选好装运设备、设计好装运作业线和作业配合步骤对开挖进度起着重要作用。根据目前国内装运设备类型、特点和使用要求等,多采用无轨装运方式。比较目前国内常用的无轨装运设备的不同性能和自由设备情况,装运设备选用20 t级反铲挖掘机、ZL50C侧卸轮式装载机和12 m3斯太尔自卸车,实践证明效果较好。

1.2 轨道施工

轨道施工机械主要包括无砟轨道道床施工设备、无砟轨道铺轨机、移动接触焊机、焊轨生产线、大型养路机械等。其中大部分机械设备需从国外引进。据资料显示,与有砟轨道相比,无砟轨道具有更好的结构连续性、平顺性、稳定性、恒定性、耐久性和节省维护性,可以避免各级道砟的使用和环境破坏,避免列车高速运行中道砟飞溅的危险。结构高度低、自重轻、有利于地形选线。尽管技术较复杂,且一次性投资远大于有砟轨道,但使用寿命长,运行过程中的维修工作量减少70%以上,能够有效缓解高速铁路运行与维修的矛盾,其优越性可见一斑。无砟轨道客运专线可以从根本上改变我国铁路客货运混线的状况,无砟轨道客运专线系统,列车可承受近400 km/h运行速度,并大大减少维护频率和运行成本。无砟轨道施工设备由6个独立作业单元组成,轨枕通过振动现浇并振捣的混凝土中,轨枕通过精确测量定位的支脚上的专用框架定位,形位误差控制在0.5 mm精度范围内。作业生产率可达200 m/10 h,无砟轨道的高性能混凝土耐久性要求为100年,工后沉降要求在2 cm以内,而一般铁路20 cm以内即可达标。无砟轨道设备的大规模采用,将改变中国150多年来铁路铺设历史,为高速铁路的发展提供基石作用。

1.3 其他施工设备

1)桥梁。移梁机应提前研发、制造,在预制梁场建成之前1个月运抵施工现场,以便提梁、移梁存放作业。架桥机、运梁车应在第一施工年度内完成设备的研发、制造或引进,并在架设作业开始之前2个月以上运抵施工现场。移动模架造桥机最迟应在下部工程开工2个月时,完成研发、制造,并运抵施工现场。以上设备的配套应遵循类型、数量和进场时间与工程计划工期相一致并适当超前的原则,此外,由于此类设备具有体积庞大、单台造价高、专用性强和不可替代性,直接影响到工程质量和工期,故设备性能的可靠性至关重要。

2)电气化设备。所需专用设备和特种设备,如：电气化接触网工程所需的旋式自行钻机、横张力放架线车、接触网作业车、接触网动态检测车、牵引供电专业需要的高压电器试验车、微机检测低压电器试验车等,为满足国内客运专线总工期4年左右的要求,应在第三施工年度的上半年内完成设备的研发和引进工作。

2 技术管理

2.1 安全管理

1)根据大型设备作业特点,推出一系列格式化的安全检查制度。我们的管理首先从设备的安全状态检查入手,逐台制订出全面满足设备安全和使用性能要求所必须检查到位的具体内容,将检查内容格式化、模块化,设计成表格,明确规定了每个岗位、每个工序的工作质量要求。分别制定了提梁机、运梁车、架桥机和移动模架的每日安全检查表、关键工序检查表等系列检查表格,并通过管理手段在施工中强制执行。施工实践证明,这些检查表中的检查内容都得到了落实,签认手续完备,责任明确,各岗位人员易于操作,对大型设备作业安全起到了很好的保证作用。2)施行安全风险抵押金制度,建立奖罚机制。a.相关安全人员和作业层所有上岗人员必须与项目部签订安全风险抵押合同。b.由项目部财务统一向操作岗位工人收取1个月～3个月工资作为风险抵押金(或分次从其收入中扣除),岗位安全风险不同,抵押金数额不同。c.安全风险抵押合同期间内,未发生任何与操作者本人有关的安全责任事故,除将抵押金(含银行同期定期存款利息)退归本人(或直接纳入下一个考核单元)外,给予与抵押金等额数量的奖金作为奖励,该奖项独立于项目部其他统一发放的奖励之外。d.安全风险抵押合同期间内,发生任何一起及以上与操作者本人有关的安全责任事故,除承担其他相关责任外,根据事故情节扣除(或部分扣除)其风险抵押金作为处罚。3)充分发挥设备制造厂方作用,共同做好安全管理工作。a.与设备制造厂合作,把培训工作做到位。对所有经选拔初选的管理和操作人员举办设备技术讲座、岗前技术培训和技术考试,严格考试合格上岗制度。b.共同承担安全责任。设备使用初期,协调厂方专家常驻现场,与我方共同做好设备安全管理检查指导和建章立制工作,共同监控和渡过设备使用之初的不稳定期。施工实践证明,这种供方和用方的合作方式对工作起到了很好的促进作用。施工初期,管理和操作人员迅速适应和胜任了各自工作岗位,设备一开始就处在规范使用状态下,双方共同承担安全管理职责和安全风险。c.讲究处理问题的策略。机械设备运行中出现问题在所难免,何况当前大型设备确实存在一些内在的质量问题。一旦大型设备出问题,没有租用替代的可能,会直接造成停工。所以,当设备出现质量问题的时候,依托集团公司和工程公司后方主管部门首先协调厂方决策者和技术专家尽快赶到现场,在最短时间内拿出解决问题方案并尽快落实。把设备出现问题对施工所造成的影响降到最低。解决问题前对厂方人员的抱怨不利于解决问题,是不明智的。

2.2 积极推进设备作业程序标准化技术管理,提高工作效率

大型设备施工作业有一个共同点：设备的一个工作循环都是以一片梁为单位的,例如：运梁车的工作循环是由提梁机吊装一片梁开始,自制梁场运至架梁现场,与架桥机对接,完成喂梁后返回梁场,结束一个工作循环。除作业环境外,每个工作循环的基本内容一致。因此,研究在确保安全的前提下,怎样合理配置人力、辅助设备机具、物流和用最短时间逐项完成各工序作业,就可以最大程度上提高设备作业效率。我们的具体做法是：从每台设备的每个施工作业工序入手,通过培训将每个操作者的每一个动作、设备的每一个动作、各种机具和辅助设备的每一个动作都规范化。分析工序之间的每一项配合和保障等等对工效有影响的一切因素,消除错误和无用动作,改进不合理动作。逐渐将每个工序流程的工作质量和完成的时间定量化,进而形成大型设备施工标准作业流程。

施工中,项目部在明确规定每道工序的工作标准的同时,将每道工序的标准作业时间设为工序定额时间,完成者给予奖励,未完成者适当处罚,逐月考核。每个工作循环结束进行一次总结,巩固成绩,纠正错误,工作效率不断提高。上行式模架制梁工作循环周期由开始的18 d以上逐渐缩短,最终将工作循环周期控制在 15 d以内,并创造了1套12 d/孔的最快记录和 3套模架月制梁7孔的月记录。

3 结语

1)工程机电设备的各项技术指标必须适应具体的地理、地形、地质环境特性。2)满足施工负荷、强度及性能可靠性的要求。3)关键设备必须具有完全的可靠性,应选择设备性能稳定、产品业绩好的厂家的产品,才能确保工程质量和计划工期目标的实现。4)通用设备和小型设备尽可能选择市场占有率高的产品,既可减少投入,又便于配件供应和维修。5)同一个工程项目上,在满足设备功能和生产能力的前提下,统筹安排,资源共享,尽量降低设备投资成本,避免重复投入,进行成本跟踪分析,及时调整,实现效益最大化。6)建立和落实设备安全和技术管理责任制,技术是基础,责任制是落实工作标准、发挥设备效能和确保安全的保障。

[1]曹 红.筑路机械使用管理的几点体会[J].山西建筑,2008,34(12)：341-342.