PDCA循环控制在毗河供水一期工程掘进机隧洞施工进度控制中的应用

(资阳市水务投资有限责任公司，四川 资阳，641300)

1 基本概念

PDCA循环最早是由休哈特于1930年构想，美国质量管理专家戴明博士在1950年再度提出的一个质量管理学通用模型，其基本内涵主要包括四个阶段：第一阶段是计划(Plan)包括方针和目标的确定；第二阶段是执行(Do)，根据已知的信息，进行具体运作，实现计划中的内容；第三阶段是检查(Check)，总结执行计划的结果，分析原因，明确效果，找出问题；第四阶段是纠正(Action)，对总结检查的结果进行处理，对成功的经验加以肯定，并予以标准化，对失败的教训进行总结，引起重视。以上四个过程不是运行一次就结束，而是周而复始地进行，一个循环解决一些问题，未解决的问题进入下一个循环，这样阶梯式上升。

图1 PDCA循环控制法示意

2 工程应用

2.1 试点工程基本情况

毗河供水一期工程殷家庙隧洞位于成都龙泉山以东的川中丘陵地貌区，洞身穿越低矮山丘，最大埋深24m，围岩主要由侏罗系上统蓬莱镇组下段J3p1-(7)层粉砂质泥岩组成，产状近水平，地下水活动较强。隧洞设计全长821.01m，位于第四流量段，引水流量22m3/s，断面采用城门洞型，结构尺寸为4.7m×4.7m。洞挖施工采用EBZ260型悬臂式掘进机，并在施工过程中邀请了掘进机生产厂家山西美佳矿业装备有限公司有关技术人员来到工程现场，以殷家庙隧洞施工为试点，积极探求PDCA循环控制法在悬臂式掘进机隧洞施工进度控制中的应用，为全面推广积累经验。

2.2 PDCA循环控制模型建立

悬臂式掘进机隧洞开挖与传统火工爆破作业相比较，主要是省略了钻孔、装药、连线、排危等诸多中间程序，减少了施工中间影响因素，提升了施工安全。就其开挖作业的进度和质量控制而言，主要取决于掘进机操作人员技术水平、开挖与支护工序的衔接情况、机械后勤保障和工程地质等情况。悬臂式掘进机进行隧洞开挖具有施工连续性强、作业管理环节少、但专业性要求高等特点。因此，在经过综合分析后，可在图1的基础上进行细化，建立悬臂式掘进机隧洞开挖施工进度管理的PDCA循环控制管理模型(图2)，应用于管理具体施工过程是否按照计划执行。

图2 悬臂式掘进机隧洞开挖施工进度管理PDCA循环控制模型

2.3 影响因素分析

PDCA循环管理机制的重点在于对运行过程中的干扰因素进行分析，并提出相应的管理措施和计划来解决这些问题，建立一套有效的应对体系，并可以将之进行标准化、规范化，借此来提高工程管理水平，达到预期目的。具体在本项目中，即是对干扰悬臂式掘进机开挖的相关因素进行分析，收集有关资料数据，提出措施计划，进行施工过程中的纠偏与管理。

经过对殷家庙隧洞开挖施工期间进行PDCA运行管理分析，可以得出影响其作业效果的因素主要有以下几项：

一是人员问题。施工人员的技术水平偏低，掘进机操作手只会操作不会修理，初期支护工程的效率偏低，与开挖工序衔接不足，同时项目部派驻现场管理人员缺乏对掘进机施工管理经验，管理能力不足；

二是机械故障问题。在进行掘进机选型时，主要是根据地勘报告中对围岩强度和岩性的判定，但由于地下环境复杂，局部地质条件出现变化，造成了施工中掘进机易出现机械故障；

三是施工配套问题。殷家庙隧洞在具体施工过程中，由于管理不到位，出现了测量控制滞后，排水、通风设备未及时跟进的情况；

四是洞内地质问题。洞内地下水位较高，渗水严重，底板在经水浸泡后极易软化，造成洞内积水积淤问题严重，同时在施工至桩号四0+218.84～四0+272.85段时，出现了水平断层；

五是当地民情、社情问题。由于掘进机隧洞作业施工主要采用的是切削的作业方式，洞渣料破碎较为彻底，加之粉砂质泥岩遇水软化的特点，直接导致了出渣时在村道上散落大量泥水混合物，影响村民出行引起阻工和纠纷。

以上各项基本囊括了悬臂式掘进机施工中出现的问题，按照PDCA循环控制管理原则，在对上述各项进行细化后，建立了相应的解决措施，基本情况如表1所示。

表1 影响因素分析及解决方案

对整个施工期间出现的各影响因素对总进度影响时间进行统计分析，可以建立影响因素频数图如图3所示

图3 影响因素频数分布

由图3分析可知，操作手的技术水平和工序间的衔接问题对施工进度的影响较强，因此，在进行PDCA循环控制管理时，可以将以上几个因素纳入先期的循环之中，优先进行解决。

3 应用效果分析

3.1 试点效果分析

在隧洞开挖总体进度目标确定以后，它的各分项目标在受到干扰因素的作用下是不断变化的，而不断地变化、不断地调整就构成了整个PDCA循环控制管理过程，而PDCA循环控制管理的各目标，就是尽量保证每一个进度指标都能按时完成。在殷家庙隧洞施工完成后，将现场实际施工进度数据进行收集和统计处理，按照100m为单位，对结构相似和地质条件相仿，采用火工爆破施工和虽然采取了掘进机施工但未采取PDCA循环控制的隧洞进行比较分析，对比结果如表2所示。

表2 进度情况对比分析 (h)

通过表2可以发现，采用PDCA循环控制后，施工每100m累计用时从516小时下降至372小时，效率提升38.7%，相比于传统火工爆破施工，效率提高约54%，同时比计划用时减少87h，效率提升34%，施工工期明显缩短，施工进度明显加快，完全符合进度计划要求。

3.2 推广后的效果

殷家庙隧洞开挖施工完全按照PDCA循环控制理念进行管理，每次循环解决一个问题，若在本次PDCA循环中未能解决的问题则及时转入下一循环，确保每一次PDCA循环都能解决一项关键问题。实践结果证明，在PDCA循环控制下，悬臂式掘进机隧洞开挖施工工效提高约40%，是采用传统火工爆破施工的1.5～2倍，为此，在总结经验后进行全线推广，并选取了5个具有相对普遍性的隧洞进行进度统计，具体如表3所示。

表3 其他隧洞情况统计表

通过表3可以发现，采用PDCA循环控制施工的隧洞平均每延米进尺和初期支护耗时在4h左右，工效大大提高，效果良好，为工程推进打下了良好基础。

4 结论

PDCA循环控制原理应用于施工进度控制时，其侧重点在于尽量提升每一道工序的工效，使各施工工序叠加后的总耗时尽量减少，根据PDCA循环管理应用于悬臂式掘进机隧洞施工的相关情况，可以得出以下结论：

(1)PDCA循环控制法的应用，可以使隧洞施工的各个工序统一成一个有机的整体，每个影响因素都能够被进行实时控制，保证了每次PDCA循环都能对关键影响因素进行处理，极大地保证了每次作业循环的效率；

(2)PDCA循环控制在应用到隧洞施工管理中时，其虽然侧重于进度管理，但很大程度上也将质量控制纳入了管理体系当中，在对各项影响因素进行处理的同时，也保证了工程的施工质量，实现了质量和进度管理的双赢。