樂業(yè)清

（中國港灣工程有限責任公司，北京 100027）

0 引言

內(nèi)挖式港口因其獨特的地質(zhì)條件和施工工藝，在港口建造史上并不多見，參閱最近20 a國內(nèi)文獻資料[1-4]，1992年竣工的京唐港位于渤海灣北側(cè)，介于秦皇島港與天津港之間，是新中國第一個內(nèi)挖式萬噸級港口，分東西2個港區(qū)，占地面積20 km2，具有投資省，船舶作業(yè)條件好，施工方便且施工期短，挖填基本平穩(wěn)及擋沙堤建設(shè)靈活等優(yōu)點。相比填筑式港口，內(nèi)挖式港口節(jié)省投資、港內(nèi)泊穩(wěn)條件好、節(jié)省陸運土方并且建設(shè)的靈活性好。

內(nèi)挖式干施工方法即土石方圍堰形成干施工環(huán)境后，在基坑內(nèi)進行土方開挖，巖石爆破，運出土石方，當開挖達到設(shè)計高程后，在基坑內(nèi)進行碼頭結(jié)構(gòu)的干施工，形成靠泊碼頭和港池。

在大型內(nèi)挖式港口石方開挖施工中，爆破方案經(jīng)常受到各方面條件制約而不能正常進行，利用機械設(shè)備進行開挖施工成為必備方案?，F(xiàn)代化機械施工設(shè)備規(guī)模大，樣式新，有效掌握設(shè)備性能，提高綜合管理水平成為內(nèi)挖式港口施工的重要課題。

1 工程概述

多哈新港項目位于卡塔爾半島東南部，沃克拉鎮(zhèn)以南約22 km，占地面積約23 km2，主要工程內(nèi)容包括7 845 m碼頭岸線，2.76 km的防波堤以及大規(guī)模的港池開挖施工。其中港池部分約7 000萬m3的土石方開挖，港池面積400 m2，最大挖深為-19.7 m，港池底標高為-17 m，降水后進行干施工，主要采用機械開挖和巖石爆破2種方式進行。

場區(qū)巖層為中始新世晚期達曼地層（Simsima）的白云巖和石灰?guī)r組成，地勘資料顯示，現(xiàn)場巖層分布極不均勻，部分區(qū)域巖石硬度較硬，最硬可達80 MPa，部分區(qū)域巖石又相對較軟，-6 m以下較軟區(qū)域巖石硬度只有15 MPa，同時，在-11~-13 m之間，由于長期地質(zhì)板結(jié)，預(yù)壓等各類原因，存在一個巖石硬殼層，硬殼巖石硬度約50 MPa，厚度在1 m左右。

多哈新港在石方開挖施工中，分表層土方開挖和深層石方開挖，表層土方開挖主要采用挖掘機進行開挖作業(yè)，-6 m以下區(qū)域為深層石方開挖，開挖設(shè)備采用目前世界上最先進的挖巖機（ Tesmec、Vermeer）和露天采礦機（Wirtgen）。根據(jù)實際工作情況，結(jié)合現(xiàn)有管理方法實踐研究，對這類石方作業(yè)設(shè)備的性能和管理方法進行了分析和總結(jié)。

2 性能分析

2.1 Tesmec“噬齒式”挖巖機

“噬齒式”硬巖破碎開溝機拓展了可應(yīng)用連續(xù)破碎工藝采集的巖石范圍，使原本必須使用爆破的礦巖也可通過破碎機進行開采，甚至可以挖掘最難開采的整塊硬巖。在較低磨損度和層狀巖石的情況下，應(yīng)用“噬齒式”硬巖破碎工藝的每m3或每t礦料的生產(chǎn)成本要低于使用鉆機—爆破—初級破碎工藝的成本。

Tesmec“噬齒式”（Rock Hawg）采礦機[6]通過1套靜液壓系統(tǒng)進行動力傳輸，并通過終端的飛輪變速器驅(qū)動破碎機構(gòu)執(zhí)行作業(yè)動作。多哈新港采購2種型號的Tesmec“噬齒式”機型TRS1475型和TRS1150型用于現(xiàn)場石方開挖。

2.2 Wirtgen露天采礦機

多哈新港采用的露天采礦機Wirtgen 2500SM[7]能夠精確進行挖巖作業(yè)，在一次作業(yè)中完成采掘、破碎和裝運工作，省去了初級破碎環(huán)節(jié)；切削滾筒是采礦機的核心部件，配有特殊磨耗保護的刀具，進一步提高部件使用壽命。更換刀具的時間消耗是另一個重要的成本考慮因素，新型刀具緊固系統(tǒng)和特殊取刀工具，使刀具更換的時間減少超過50%。

2.3 Vermeer平地機

Vermeer T1655平地機性能優(yōu)異，1臺機器可以從事場地平整，礦物材料挖掘，受污染土壤的穩(wěn)固，道路清除，巖石粉碎及混凝土粉碎等多項工作，是露天采礦，覆蓋層清除，道路施工和改建以及土壤改良等艱苦工作任務(wù)的新型高產(chǎn)解決方案。

2.4 性能比較

在多哈新港現(xiàn)場使用的3種機型各有特點，如表1所示。

表1 3種設(shè)備的主要特點簡介Table 1 The main characteristicsof thethree kindsof equipment

從表1中可看出，Tesmec偏重于對溝槽的挖掘，Wirtgen和Vermeer偏重于高強度的平地作業(yè)，結(jié)合現(xiàn)場施工的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，重要的性能數(shù)據(jù)匯總?cè)缦?，見?。

表2 設(shè)備性能一覽表Table2 Equipment performancelist

各設(shè)備的開挖寬度和深度在很大程度上決定了設(shè)備的產(chǎn)能，從官方數(shù)據(jù)可以看出，Vermeer的開挖寬度將近Wirtgen的2倍，Wirtgen的最大的開挖硬度可以達到80 MPa。

3 管理模式

3.1 統(tǒng)一管理和分包管理

現(xiàn)場的管理模式屬于多重交叉管理，挖巖機由公司一進行管理，維修和保養(yǎng)的任務(wù)由TESMEC公司進行；Wirtgen由公司二進行管理和維修，廠家進行相關(guān)的培訓指導(dǎo)；Vermeer由廠家進行全權(quán)的管理和維護。結(jié)合現(xiàn)場的測試數(shù)據(jù)，具體工效情況見表3。

從數(shù)據(jù)上來看，各設(shè)備平均效率相差并不大，但實際上，分包管理與自營管理各有特點，對項目的成本、采購、倉儲等各方面均有不同影響，見表4。

表3 設(shè)備管理和維護情況Table 3 Management and maintenance status of the equipment

表4 設(shè)備管理方案對比Table 4 Comparison of equipment management plan

3.2 交叉管理

Tesmec設(shè)備在運行管理過程中，從公司一分包開始，可以分為幾個階段，第1個階段是公司一進行操作手的管理和設(shè)備維修；第2個階段是公司一進行操作手的管理，Tesmec維修團隊進行設(shè)備維修；從公司一自身的管理來講，又可以分為2個階段，第1個階段表現(xiàn)為公司一對操作手管理沒采取激勵機制，第2個階段對操作手管理有激勵機制，對這兩種情況分別進行分析和研究。

3.2.1 運行、維修統(tǒng)一管理和分開管理的模式對比

選取總時間1個月，統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行對比，如表5所示。

表5 操作手、維修一體管理與分開管理的對比Table 5 Comparison of theintegrated management and separate management for operator and repair

從表5的各項數(shù)據(jù)來看，操作手和維修統(tǒng)一管理與分開管理之間生產(chǎn)情況差距并不明顯，各項數(shù)據(jù)也很相近。但現(xiàn)場反饋的實際信息是，由Tesmec團隊單獨維修設(shè)備，提高了設(shè)備的完好率和整體的運行時間。

3.2.2 采取激勵措施前后各項數(shù)據(jù)的對比

推行獎勵制度后，為了評估獎勵制度的效果，對其前后一段時間的生產(chǎn)情況進行了統(tǒng)計，如表6所示。

表6 激勵措施前后的各項數(shù)據(jù)Table 6 All the data before and after incentives

從表6來看，采取激勵措施后效果比較明顯。激勵措施后，設(shè)備平均產(chǎn)能提高，但一味追求產(chǎn)能造成設(shè)備故障率加大，因此應(yīng)對評價標準進行適當調(diào)整。

4 結(jié)語

機械設(shè)備的綜合管理主要是對設(shè)備使用、操作人員、維修人員綜合協(xié)調(diào)管理，結(jié)合各開挖設(shè)備性能及現(xiàn)場應(yīng)用實踐，進行不斷改進。

4.1 加強對機械運行狀況的綜合管理

1）加強組織架構(gòu)，有效協(xié)調(diào)各方關(guān)系。由于現(xiàn)場設(shè)備眾多，各種設(shè)備的管理維修，現(xiàn)場的清土，設(shè)備的加油，石方的測量等各方面涉及到多方的利益和關(guān)系，因而盡早建立一個完整的組織架構(gòu)，指定相關(guān)的負責人，建立起完善的組織關(guān)系，協(xié)調(diào)各方的利益和沖突，降低各種沖突對現(xiàn)場設(shè)備管理帶來的弊端，使設(shè)備正常化運轉(zhuǎn)。

2）場地的合理選擇。場地標高越小，機械設(shè)備開挖的效率越高，同一標高，不同設(shè)備開挖的效率不同，場地的平整度對設(shè)備開挖影響也很大。因而在安排設(shè)備進場或者離場時，應(yīng)綜合考慮3個因素：場地大小、場地標高和場地平整度。3種設(shè)備對場地要求如表7所示。

表7 3種設(shè)備對場地的需求Table 7 Three kinds of equipment demand for site

3）調(diào)動設(shè)備管理、操作、維修人員的積極性。設(shè)備現(xiàn)場管理人員、操作人員與設(shè)備的產(chǎn)量有著十分密切的聯(lián)系，需要進行相關(guān)的獎懲措施，加強對操作手和維修人員的管理。

4）設(shè)備之間的配合作業(yè)。在同一區(qū)域可能會出現(xiàn)有的位置土質(zhì)比較疏松，有的位置卻異常堅硬，需綜合考慮挖巖機和炮錘之間的協(xié)調(diào)作業(yè)，在堅硬巖石時，挖巖機可以直接跳過該區(qū)域，由炮錘來完成作業(yè)。這樣有3方面好處，一是能夠加快挖巖機的行走速度，提高產(chǎn)量；二是能夠減少挖巖機牙齒、挖鏈、發(fā)動機等各種易損件的磨損；三是炮錘可以參照挖巖機的開挖深度，來炮擊石塊，從而使場地的平整度提高。

4.2 加強對操作手、維修人員的管理

4.2.1 操作手的管理

對操作手整個團隊的管理，應(yīng)按照生產(chǎn)計劃要求，給予明確的工作指標，并將指標量化。

在機械設(shè)備使用中貫徹定人、定機、定崗位責任的“三定”制度，把機械設(shè)備使用、維護、保養(yǎng)等各環(huán)節(jié)的要求落實到具體責任人身上。三定制度的主要內(nèi)容包括堅持人機固定的原則、實行機長負責制和貫徹崗位責任制，落實相應(yīng)的獎懲制度。

4.2.2 維修人員的管理

對于維修團隊的管理，同樣應(yīng)該量化，以設(shè)備的故障率作為最重要的評價指標；設(shè)備的有效工作時間作為另一項重要標準，是對設(shè)備故障率的檢驗；與此同時，兼顧設(shè)備日常的保養(yǎng)和維護情況，日常養(yǎng)護是每天的必備項目，必須予以重視。將維修人員與操作手之間的配合作為另外一項側(cè)面的評價指標，促進兩個團隊之間的相互配合。

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