TBM维修改造可行性论证及思考

曲长海，吴根生

（中国水利水电第六工程局有限公司，辽宁 沈阳 110000）

1 旧机翻新意义

按照资产管理办法，无论设备闲置与否，在设备折旧没有足额提取完毕前，很多企业均按照平均年限法进行折旧费的提取。由于新设备投标时一次摊销较低，导致TBM设备净值较高，每年TBM折旧费达数千万元，TBM设备的闲置造成企业运营成本的增加。

从国外TBM制造商的总体业绩中可以看出，其维修和改造设备的数量远大于新设计制造的设备数量。很多完成几公里或十几公里的TBM设备，按照设计寿命，工程完工主机关键部件应有可观的富裕寿命，都可以进行维修改造,再次使用。TBM修复后投入新项目，既能实现资产的增值，又可使设备投资能够尽快回收。与同期新设备制作周期相比，TBM维修改造工期相对新制造工期缩短约4个月，即可投入掘进施工，而且维修成本相对较少，具有很强的市场竞争力。

TBM维修方式一般有两种：1）以自身企业维修为主，自身不具备能力修理的部件，外委其它具有资质能力的企业，设备质量自身负责；2）设备系统整体委托国内TBM制造商负责，设备系统质量由制造商负责。

2 维修再生可行性

国际TBM维护水准较好设备的最终寿命，基本维持在40 km，最长的新西兰达到创记录的60 km。辽宁省水利水电工程局2004年采购的TBM（编号MB264-311），用于辽宁省大伙房水库输水工程T3标段的隧洞开挖。2005年 8月15日开始试掘进，2007年12月19日完成整个工程项目的开挖任务，累计掘进长度14.3 km，掘进6780 h，设备剩用寿命约8230 h。

该设备在大伙房施工全过程维护良好，状态稳定，运行平稳，正常磨损居多，重大机械故障和部件损毁事故从未发生，在同期施工的设备中口碑很好。而且设备存放期间，遮盖良好，安放可靠，电气、液压件不可避免出现老化。由于后续工程即将上马，开挖直径Φ8.0 m，开挖长度14.5 km，所以委托专业厂家初步技术鉴定和评估，认为该设备虽然工程完工停放时间很久，其修复再生的价值巨大。

3 TBM维修实例

3.1 确定维修目标

TBM设备维修主要任务是按进度完成修复工作，并保证设备维修后的质量满足项目要求，达到以下目的：保证设备维修改造后能够顺利完成18 km的主洞开挖任务；所有维修改造组装调试工作必须在6个月内完成。

3.2 选择维修方式

由于该设备系统由美国Robbins公司设计，寻求其它企业进行维修改造，都需要设备的详细设计结构图纸。但购买设备时，厂家出于技术保密，只提供设备装配图纸，因此其它企业维修不对设备的整机质量负责，最终选择罗宾斯（上海）地下工程设备有限公司进行维修改造。

3.3 制定维修阶段，编制TBM维修工作总体进度计划

TBM设备维修改造项目总体分为3个阶段，即：设备状况评估；制定维修改造方案；设备修复与工厂组装调试。

1）第一阶段：设备状况评估。TBM设备清点与状况评估。

2）第二阶段：制定维修改造方案。编制维修改造方案 、编制维修改造概算、聘请专家团队对方案进行优化、设备维修改造项目资源配置，关键部件是否新购的分析与决策。

TBM主轴承是新工程能否顺利实施的关键，旧轴承经过长期运行，已有相当公里的寿命折损，虽然2013年拆检结果还算乐观，但对于辽宁锦州地区新工程混合花岗岩居多地段的掘进是个严峻考验，况且旧轴承拆解时表面有几处裂痕和较深凹坑，其疲劳磨损的程度无法准确考量，根据国内翻新设备使用现状的了解，多数由于循环荷载的交变作用，疲劳损伤比较严重，掘进中驱动系统轮齿折断的例子为数不少，严重影响工程的顺利开展。为此，新工程仍沿用旧轴承，综合权衡的结论风险太大，建议新工程使用全新轴承，其余对工程影响不大的部件进行修复再制造。

3）第三阶段：设备修复与调试

对维修工作进行任务分解并编制网络计划、维修厂家的选择与合同确定、维修过程控制、出厂前质量验收。

3.4 维修方案实施

按照TBM施工期各部位工种的需要配备人员，如电气、机械、液压、皮带、钻机、喷射混凝土等。

实际总体进度执行情况控制：TBM维修合同签订，并按合同约定完成第二次付款后合同生效；主轴承包装运输；关键零部件运输至各维修厂；安排人员驻场监造；根据合同约定时间，召开设计技术联络会。

1）进场准备：参加维修TBM人员陆续进场，电源保障、保证电焊、气焊、桥吊、叉车、汽车吊、平板运输车。零星工器具、劳保用品、消耗材料的采购。

2）设备清点、包装。

3）装车发货，三方签单。

4 TBM设备维修进度和质量控制

建立与国内TBM公司的驻场监造周例会制度，时时掌握维修进度和存在的质量问题，督促国内TBM公司与国外总部之间的密切沟通，根据总体进度安排，已完成图纸及时释放，加快进口部件的采购，已采购的部件加快办理装船手续，加强国内TBM公司与各维修工厂的协调。

监造人员分工合作，紧密配合，信息渠道保持畅通，互相之间信息及时沟通；同时，必须要在抓住重点、把握关键的前提下，努力全面了解设备的生产质量、进度以及工艺。

盯住关键部件的修复进展，抓住控制工期的瓶颈要素，稳妥落实。尤其是工厂装复前的技术鉴定测试，利用成熟的无损探伤技术，重点关注零部件表面疲劳缺陷是否潜在，严格监理焊接工艺，杜绝开裂和疲劳隐患[2]。

TBM生产过程中工作面很多，外协、外购设备或部件很多。各部件生产过程不同步，这就需要与生产厂商有效沟通。要求生产厂商提供每周的生产计划和总结，及时掌控生产进度与总进度之间的差距，及时调整，并且能很好地把握关键部件、关键工序的时间进行重点检查。

监造过程中严格把关，所有对部件强度有影响的工艺、工序及产品检验检测情况均需严密监控。生产厂商按照设计要求的检验计划和检验要求进行制造过程的检验工作并做好检验记录，监造人员需要跟踪检验并对检验结果进行审核。

5 修复状况

TBM设备主机关键部件于2012年3月发往维修厂进行拆解检测由于关键设备进口件国外采购周期长滞后1个月交货。2012年末完成TBM主机联动试验，2013年1至3月完成试掘进1 km的试掘进目标，试掘进期间设备利用率达39%，2013年4至7月设备正常掘进，设备利用率为40%～44.7%。经过7个月的设备运行及性能考核，TBM设备经过维修改造后各项性能指标均满足设备各项性能参数要求。

6 结语

TBM是一个大型综合设备，集机械、电气、液压、计算机、激光导向等于一体，零部件繁多、相关联部位复杂。部件或配件均需经国内拆解检测鉴定后，才能确定部件状况，很多部件或配件均为国外企业生产，现订购及海运周期较长，有些部件国内又没有适合可以替代，有些关键部件不敢自行制作。建议国内企业一方面加强产品质量，另一方面，国内相关企业与科研或高校、施工企业联合，共同研制，尽早地实现TBM完全国产化，节省采购制造时间，降低成本。

［1］杜彦良，徐明新.TBM旧件修复和再制造［C］.第十一次全国机械维修学术会议论文集.武汉：中国工程机械学会维修工程分会，2007：215-218.

［2］邓勇，齐梦学.硬岩掘进机施工技术与工程实践［M］.天津：天津大学出版社，2010.