盾構機及其維保技術的實踐與探究

王超

（中交一公局第八工程有限公司，天津 300170）

在目前我國不斷增多的大型隧道工程施工中，盾構法成為應用最為廣泛的施工方法之一，此種方法就是利用盾構機來進行隧道掘進和支護施工，表現出具有較高自動化、不受氣候影響以及顯著節省人力和成本等優點，同時也有助于在隧道施工中做好地面沉降控制，有效降低地下隧道施工對地面的影響，表現出施工效率高以及經濟合理等特點。但是由于盾構機具有較為復雜的結構組成，增加了盾構施工中對盾構機的維護和保養工作量與難度。為此，本文就針對此內容開展深入研究。

1 盾構機的工作原理

簡單地說，盾構機就相當于一個圓柱體的鋼組件，他的基本工作原理就是邊向前推進邊對土壤進行挖掘，在沿著隧道軸線向前推進的同時，也利用其圓柱體的殼體對未襯砌的隧道段起到支撐作用，在承受周圍土層壓力的同時，也阻擋來自地下水的壓力，確保挖掘、排土以及襯砌等作業的順利開展。具體地說，在其掘進環節中，主要是通過推進油缸來推動盾構機前進，同時利用液壓馬達的動力來驅動刀盤旋轉進行土層的切削。在此過程中可以將持續切削下來的渣土通過螺栓輸送機向皮帶輸送機上運輸，然后運至渣土車的土箱中，最后通過豎井運至地面。在上述過程中，需要確保渣土經過刀槽進入泥土倉的阻力與泥土倉的土壓、開挖面的土壓和地下水下壓等保持平衡，以此來避免出現地面部分的坍塌或隆起問題，確保開挖面的穩定。最后針對管片拼裝來說，也就是在使用盾構機進行掘進一定距離之后，需要在操作人員利用拼裝機對單層襯砌管片進行拼裝，確保隧道的一次成型。

2 盾構機的組成分析

盾構機的組成比較復雜，通常將其組成部分分為盾體、刀盤驅動、雙室氣閘、管片拼裝機、排土機構、后配套裝置、電氣系統以及輔助設備等幾個部分。其中的盾體主要有前盾、中盾和尾盾組成，前盾與承壓隔板進行焊接來對刀盤驅動進行支撐，并隔離泥土倉和工作空間。中盾通過法蘭和螺栓與前盾連接，通過其中的油缸來推進盾構機前進。尾盾通過鉸接油缸與中盾連接，便于盾構機轉向。刀盤在則盾構機的最前面起到對土體進行切削的作用，而且結合不同的土質來選擇硬巖刀具或軟土刀具，同時通過外側的超挖刀來進行轉向掘進。在前盾承壓隔板的法蘭上通過螺栓固定著刀盤驅動，由9組馬達和主齒輪箱組成。在前盾上海安裝有雙室氣閘，通過對氣閘前室和主室之間壓力的調整，確保工作人員適應常壓和開挖倉壓力之間的變化。

3 盾構機的維保措施

3.1 機械維保

（1）針對盾體結構，需要對盾尾的密封情況進行檢查，及時處理出現的漏水和漏漿問題。還要將盾體底部的各種雜質等去除，且在管片安裝之前對其外表面進行清理，做好油缸柱的檢查，保證其不存在劃痕。

（2）做好對旋轉接頭的檢查，及時發現和處理此位置的泡沫漏出問題。

（3）做好對主軸承油位的檢查和油的補充，及時發現和處理此位置的齒輪油泄漏問題，排除馬達減速箱中的異常噪音問題。

（4）針對皮帶輸送機，需要對其托輥和擋邊輥上的泥進行清理，同時要對其是否出現磨損或卡死問題進行檢查。檢查和處理皮帶的磨損問題，通過調節或更換來保證其刮泥效果。還要對渣口擋泥板進行檢查并及時進行膠皮的更換。針對皮帶來說，需要保證其張進度以及沖洗效果，調整其中存在的跑偏問題。

（5）針對螺旋傳送機來說，重點對其驅動裝置是否存在油液泄漏問題以及減速箱油位進行檢查，還要對閘門和伸縮缸的潤滑情況進行檢查，對雜物進行及時清理。

（6）針對拼裝機，需要對軌道和輪子的雜物進行及時清理，還要檢查并排除抓取機構和定位螺栓的破裂或損壞問題。

（7）針對壓縮空氣設備來說，做好空氣過濾器的除水和清洗工作，還要做好空壓機的清洗、皮帶松緊度的檢查、空氣管路上油水分離器的檢查和清洗、管路和閥門的檢查和修復、壓力容器的檢查等。

（8）針對注漿泵來說，主要是對其液壓油也為進行檢查，并使用黃油對砂漿罐閘門絲杠進行涂抹，以及對此砂漿罐外的冷凝物進行清理。

（9）針對水系統來說，做好對其流量、水位以及污染情況的檢查，還要對水管路上的壓力和溫度指示器進行檢查或更換，以及及時檢查和更換存在泄漏問題的水管路以及管路閘閥。

（10）針對液壓油箱，需要檢查和確保其油位高度在總油量的2/3以上，檢查和確認油箱上不存在碰撞和外部損傷問題。針對液壓系統來說，則需要對管路連接位置以及設備是否存在油液滲漏問題進行檢查，還要檢查油箱上回路過濾器、系統壓力以及其他部件的損壞和滲漏問題，做好對水泵運行聲音的監聽和異常情況的及時處理。

（11）做好對管片吊機行走軌道的清理和吊具磨損請的檢查。

總的來說，盾構機的維修保養，遵照“養修并重，預防為主”都原則，采取日常保養、定期保養和強制保養相結合都方式進行，項目部機電工程師每天要對盾構機及后配套設備的運轉情況進行巡查，對盾構操作人員填寫的《盾構機運轉記錄》和維修保養人員填寫的《盾構機日常保養記錄》逐項檢查確認，及時發現故障隱患，做好預防性維護，以保持盾構機狀態良好。

3.2 電氣維保

一是針對所有開關、強弱電電纜、繼電器以及各種重點設備等電氣元件開展維修保養工作，也就是由工程師和電工在施工期間對各個強電部分和弱電部分開展元件運行狀況的檢查和記錄工作，定期開展維護保養，便于拆機之后開展更好的維護工作。此外針對電器設備來說，需要檢查所有電纜的護套和接頭，還要開展斷路器試驗，檢查與機架的連接程度，接觸點是否出現損壞問題。同時還要對配電柜是否清潔和密封進行檢查，每兩年對潤滑油進行一次更換，做好對旋轉限位的鏈條張力的檢查和潤滑。最后對高壓電纜卷盤進行檢查，以及對潤換油進行定期更換，對傳動鏈條進行潤滑。此外，還要對其中的變壓器各個部件尤其是連接端子、空壓機的V形皮帶、空調過濾網、電機接線端子以及各種機柜的線路和器件等進行檢查、固定和相應的潤滑、清理等工作。

3.3 盾構配件的管理

盾構機維修必然用到相關的配件，因盾構機配件管理有其特殊性，因此盾構配件的采購便顯得尤為重要。

由于盾構機配件都特殊性，對于價格高、不易損壞、生產周期長的配件，可和生產廠家合作，存放廠家內。需要時隨時運輸。以降低配件采購資金及庫存量。對于易損件，可根據設備新舊情況適量庫存。

根據盾構機各系統都工作狀態，有計劃都進行盾構機配件的采購與合理庫存，在滿足施工都前提下，最大限度地減少配件都庫存，以減少管理成本以及配件都采購成本。確定配件都合理使用計劃，在檢修過程中，根據實際需要及時補充采購計劃。

應嚴格控制盾構配件采購渠道，并嚴格控制配件質量，一個質量高都配件，往往頂的上兩到三個殘次品的壽命，期間還會節約人工成本以及推進工程施工速度。嚴禁用低等級都配件替代原廠配件，對于常用、大量都配件，可從生產廠家進行采購。

4 結語

在應用盾構機開展隧道工程施工中，為了發揮其具有較高效率、較高安全性等隧道工程施工優點，需要結合其運行原理和不同結構，開展其運行中的維護保養工作，做好設備的每日檢查。重點針對其中的重點機械部件和電氣部件開展清潔、潤滑、緊固以及調整等維護保養工作，減少或避免其運行中的故障，保證其高效和穩定運行。