盾構(gòu)機再次始發(fā)重要部件檢測

宋 森

中鐵上海工程局集團有限公司

盾構(gòu)機再次始發(fā)重要部件檢測

宋 森

中鐵上海工程局集團有限公司

隨著我國城市地鐵、管廊城市建設(shè)的快速發(fā)展,盾構(gòu)機施工在我國主要一二線城市得到了快速發(fā)展，無論是本土品牌還是進口品牌的盾構(gòu)機，盾構(gòu)機發(fā)展至今整體技術(shù)已趨于優(yōu)良。當(dāng)今盾構(gòu)機打通一條隧道工況良好性能取決于以下幾個核心部件:1、主軸密封 2、主軸承 3、推進油缸4、鉸接油缸、5回轉(zhuǎn)接頭等，以上部件決定隧道施工的成敗。以上部件一旦出現(xiàn)問題將給盾構(gòu)機業(yè)主帶來較大的經(jīng)濟損失，因此當(dāng)一臺盾構(gòu)機打通一條隧道后,就要對以上5個重要部件做必要的檢測,保證下一條隧道施工的的可靠性能。

關(guān)鍵詞：盾構(gòu)機 隧道施工 快速發(fā)展

一、主軸密封(本圖參考中鐵裝備圖紙[1])

齒輪油區(qū)有兩個密封系統(tǒng)：內(nèi)、外密封系統(tǒng)負責(zé)密封齒輪箱內(nèi)部油液以及對開挖倉內(nèi)渣土密封，防止渣土和灰塵進入到齒輪箱內(nèi)。

主軸襯套調(diào)整示意圖

調(diào)整密封工作位置:當(dāng)盾構(gòu)機掘進完一個工程后，筆者建議拆機后打開主驅(qū)動外密封壓環(huán),取出第一條唇形密封和隔環(huán)，檢查襯套表面磨損情況,是否要進行襯套調(diào)整。一般可以從密封唇口磨損寬度測量值來確定襯套調(diào)整，根據(jù)維修經(jīng)驗，襯套上一般會出現(xiàn)3-5mm寬溝槽，每次調(diào)整控制在5mm,一臺盾構(gòu)機最多可以調(diào)整2次。從而保證襯套的經(jīng)濟性和合理性。調(diào)整后要保證第三道內(nèi)密封和第四道外密封工作位置。工序：1、松開襯套上的所有螺栓，對稱位置預(yù)留8顆螺栓，（這8顆螺栓預(yù)留10mm間隙）2、用4個千斤頂向外頂襯套，襯套整體向外移動要大于5mm 3、將所有的螺栓加長5mm，將螺栓按對稱位均勻緊固。4、更換所有密封和隔環(huán)（要看隔套磨損程度）。5、最后將刀盤空轉(zhuǎn)對密封進行運轉(zhuǎn)，檢測空轉(zhuǎn)時的密封壓力[4]。

二、主軸承

主要由三排滾柱軸承構(gòu)成,分別承載徑向和軸向載荷.滾柱軸承寬度為300-400mm采用銅質(zhì)保持架，根據(jù)盾構(gòu)機的主軸承國際著名廠家Hoesch Rothe Erdede的設(shè)計。主軸承壽命為10000小時,主軸密封設(shè)計壽命為6000小時[2]。軸承潤滑油采用BP Energol GR-XP680齒輪油采用集中潤滑的方式對三排滾柱軸承和6個小齒輪進行潤滑，齒輪箱中的油位約為2/3處，因此6個小齒輪全部在油液中，軸承頂部采用強制潤滑方式，軸承兩側(cè)帶密封。主軸承的受力是軸向、徑向復(fù)合力，為了確保對軸承的滾動潤滑，將齒輪箱底部的油用齒輪泵送到同步馬達，然后從同步馬達均勻的分配到各個潤滑點。用這種強制加壓潤滑的方式，確保每一個滾柱在運動中不會出現(xiàn)點接觸摩擦，實現(xiàn)對軸承的動態(tài)潤滑。當(dāng)盾構(gòu)機打通隧道后再次始發(fā)時要對軸承密封和齒輪油密封進行打壓測試。

三、推進油缸

16根或22根推進油缸為盾構(gòu)機掘進提供強大的動力，同時對推進中姿態(tài)的調(diào)整有重要作用。如果推進油缸出現(xiàn)內(nèi)泄,會出現(xiàn)姿態(tài)調(diào)整不到位，其油缸壓力建立不起來，當(dāng)盾構(gòu)機再次始發(fā)時要對油缸經(jīng)行保壓測試，方法如下：在油缸腔油口處和無桿腔油口處各加裝一個高壓球閥，用一個小排量的液壓站，液壓站的A口B口分別接到油缸的兩個腔，向油缸無桿腔供油，將油缸杠桿伸出到管片安裝位置，將油缸有桿腔處油口球閥關(guān)閉，調(diào)節(jié)泵站溢流閥，向油缸無桿腔進油口加載到140公斤，此時有桿腔處壓力達到400公斤，將油缸無桿腔油口處的球閥關(guān)閉；將液壓站關(guān)閉。觀察油缸兩端壓力的變化，30分鐘有桿腔處壓力在390-400內(nèi)就算正常，如果壓力下降，說明此油缸內(nèi)泄嚴重，應(yīng)當(dāng)分解修復(fù)。

四、鉸接油缸

鉸接可以更好控制盾構(gòu)姿態(tài)，使盾構(gòu)能更好的適應(yīng)蛇形前進，特別是更好適應(yīng)曲線前進，如果鉸接油缸出現(xiàn)內(nèi)泄，就會出現(xiàn)盾構(gòu)機姿態(tài)跑偏問題。也會出現(xiàn)鉸接行程自己變化等問題。鉸接油缸檢測方法與推進油缸相同。

五、回轉(zhuǎn)接頭[1]

工作原理：通過回轉(zhuǎn)接頭，渣土改良用的泡沫，膨潤土或水被送到刀盤前面的噴口，超挖刀動力通過回轉(zhuǎn)接頭來進行的。回轉(zhuǎn)接頭主要分為回轉(zhuǎn)部分（轉(zhuǎn)子）、固定部分（定子）定子通過法蘭盤連接到主驅(qū)動齒輪箱上，不能轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)子通過中間過度軸與刀盤連接，隨刀盤轉(zhuǎn)動。

因刀盤在土倉內(nèi)無法觀察其轉(zhuǎn)動位置，在回轉(zhuǎn)接頭尾部安裝解碼器，工地調(diào)試期間通過校正，使得刀盤位置與主控室顯示位置一致，進洞后可通過主控室面板畫面實時監(jiān)控刀盤位置，在對應(yīng)刀盤開口位置即可進行超前鉆等工作。

六、多點泵和HBW

多點泵的檢查將泵出口的管路全部打開，啟動多點泵觀察每一個點的注油量，如有不出油將單個注脂泵打開維修。檢查清洗遞進分配閥,檢查安全是否有開啟。HBW將同步馬達出口打開啟動HBW油泵觀察是否都同步出油，如有不出油或出油量少的，分解同步馬達檢查；檢查油脂泵壓力是否達標。

七、此外刀盤裝有滾刀的，檢查滾刀是否有漏油和異響（需要更換軸承和浮動密封）。還需要對液壓泵做功率、內(nèi)泄測試例如力士樂A4CSG355螺旋機液壓泵，對螺旋機馬達做功率、內(nèi)泄測試（列如赫格隆內(nèi)曲線CA70/140馬達）、推進泵做測試等。

當(dāng)盾構(gòu)機再次始發(fā)時,對盾構(gòu)機進行檢測預(yù)防重大故障的發(fā)生。目前在我國出現(xiàn)類似故障的很多，例如中鐵某局廣深港客運專線獅子洋隧道的盾構(gòu)機就是EP2進入齒輪箱、沈陽地鐵某臺盾構(gòu)機出現(xiàn)齒輪油外漏等。只要我們對重要部位進行檢測，避免重大事故發(fā)生，減少設(shè)備故障對工程進度的影響，對保證工程如期順利完成意義深遠。

結(jié)束語：

盾構(gòu)法施工是集機械、液壓、電氣、及土木工程技術(shù)于一體的綜合施工技術(shù)，具有高投入、高技術(shù)含量、高施工進度等特點{3}。筆者結(jié)合盾構(gòu)機工作原理和維修經(jīng)驗，希望能對盾構(gòu)施工的同行一些參考。

[1]中鐵裝備盾構(gòu)機圖紙

[2]盾構(gòu)機刀盤控制系統(tǒng)的機理與維護。2007年5月第35卷5期

[3]大型盾構(gòu)機主軸潤滑故障診斷與對策。2010年5月第35卷第5期

[4]盾構(gòu)機主軸承密封調(diào)整和更換2006年第17期