TBM自19世纪发明以来,经过近200年的改良与革新,已集尖端科技于一身,安全性与精确性获得巨大提升,但其操作难度也随之节节攀升,对于操作人员提出了全新的要求与挑战。
如今,TBM操作的训练在规范、硬件与技术上,有着怎样的发展呢?一起跟随小编展望一下吧!
目前,TBM使用最先进的计算机驱动,配备监测与数据采集系统,以跟踪开挖参数,使其胜任严苛的地层环境。
然而,TBM的操作人员却往往缺乏对于TBM设备运转、操作参数、管养维护等方面的系统化培训,这样的情况即使在TBM使用率较高的欧美地区也非常普遍;富有经验的TBM操作人员,其经验往往也是在多个工程中通过试错与摸索得来的。
随着TBM在城市中掘进的要求越来越高,对于系统的TBM操作训练的需求也日益增长。
目前,ITAtech(国际隧协技术委员会)针对TBM操作训练的相关概念,发布了有关术语、工法、设计和施工技术方面的指导原则,作为推进TBM操作培训的一部分。通过当今最新的模拟技术,ITAtech委员会也已开始进行TBM操作的模拟培训。
其中,“土压平衡盾构认证操作人员培训”包含课堂培训与电脑操作的TBM控制模拟培训,该计划在未来或将与真实TBM操控室相连,在模拟教学的基础上,依据实际工程的地层情况,创建所需要的模拟场景。
目前,这套模拟系统中包含了5中情景案例,分别集中于隧道施工中从开挖到管片拼装的各个过程,地质参数与隧道深度也都可以进行定制,无论是砂层还是黏土层;穿越过渡地层、复合地层还是均匀地层,都可以自由变换,以满足培训要求。
目前,这套课程时长为两周,在科罗拉多矿业大学进行,面向市场收费,并已有计划将这套模拟系统的模拟机种拓宽至硬岩TBM与泥水平衡盾构等。
与此同时,操控TBM的熟练程度并非唯一的问题——TBM施工的时间通常都很长,并且在炎热、潮湿的环境中进行。虽然如今的TBM上都有配备隔音与空调设施的控制室,但是如今的TBM驾驶座与操作台仍旧有较大的改进空间。
此外,驾驶舱也变得越来越大,往往要置于TBM机的后挂门架上,因此基本不考虑TBM驾驶员的目视视野,只依赖于闭路电视。但是在某些场合中,驾驶员仍需通过目视获取第一手情况,驾驶员所处的位置,应当是一个可以全面了解TBM操作与功能的位置。
举例来说,驾驶员是否应该能够看到皮带输送机上的物料、或者能看到管片拼装区域、特别是机头顶面120度的范围?事实上,驾驶员应该位于TBM的“舰桥”位置,才能取得最佳视野。
因此,有必要开发一种更为紧凑的驾驶舱,或者说指挥座椅,这样的座椅应能够从舱室内拆卸,以便现场或场外培训,且必须是一种自足式设备,在其座位的设计中包含了所有机械控制系统。
基于这些要求,设计者已经提出了一种创新的TBM驾驶座设计:驾驶员两侧的两个显示屏为模块式和互换式控制屏,每一种TBM机型的模块式显示屏各不相同,控制面板的功能已经降低到绝对最少,而其他功能,比如说控制,监测以及停车和启动系统都已经转移到指挥座收纳的两个触摸式屏幕上。
这样的指挥座椅已经在罗宾斯多台TBM上进行了实装,将进行现场测试。此外,随着网络技术的进步,这样的指挥座甚至可以移出盾构机外,安装在办公环境下进行操作。随着高度集成的数据采集系统,工程中所有的实时数据和一切地层情况都可以储存在这样的指挥座中,并进行远程操控,相信这样的日子到来只是时间问题了。
可以说,从理论培训到仿真模拟,再到TBM操作的硬件设施革新,都是为了让盾构机的操作能够更加顺畅熟练。
训练是每一位TBM操作人员的必修课,虽然行业未将TBM人员操作列入风险管理,也未计算过其潜在成本,但是毫无疑问,只有训练有素的施工人员,才能减少隧道挖掘工程中的人为错误,顺利掘进隧道,期待这样“软硬兼施”的训练技术能够进一步提高隧道工程的质量与效率!
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