地鐵盾構設備常見故障處置與維保措施

摘要：地鐵盾構設備是隧道工程領域應用非常廣泛的機械設備，主要用于完成隧道的土工掘進施工任務，并起到臨時支撐隧道的輔助作用以及地下水防滲作用。盾構設備較為復雜，內部包含較多的機械零件，做好日常維修保養工作，能夠確保盾構設備始終處于高性能、高穩定運行狀態，提高盾構設備的有效利用率，降低機械故障發生概率，保障隧道工程項目的順利進行?；诖耍喴治龆軜嬙O備常見的幾點故障及處置措施，并對盾構設備維修保養措施進行探討。

關鍵詞：盾構設備；故障處置；維修保養

0" "引言

地鐵盾構設備是一種技術密集型專業工程機械，如果某個機械零件出現損壞或者電氣系統出現故障，就會影響到盾構設備的正常運行。盾構設備電氣系統較為復雜，涉及的機械零件種類和數量較多，難免在長期的閑置或者運行使用中出現故障問題。為了提高盾構設備的使用壽命以及運行穩定性，盡可能將故障發生概率降至最低，需要加強故障處理、維修保養等相關工作[1]?；诖?，簡要分析盾構設備常見的幾點故障及處置措施，并結合天津地鐵10號線13標盾構施工設備探討維修保養措施。

1" "盾構設備常見故障及處置措施

1.1" " 管片拼裝系統常見故障與處置措施

1.1.1" "拼裝機

拼裝機主要組成部分包括回轉機構、平移機構、伸降機構、液壓系統、真空吸盤系統，其常見故障主要有兩點：

一是拼裝機的伸降、回轉以及平移動作不暢或無動作。主要原因是拼裝機潤滑度不足，系統油壓泄露造成系統油壓偏低，液壓閥組出現故障，系統油壓、流量偏低造成機構運轉不暢或無動作。處置措施是給拼裝機潤滑點進行充分注脂，減少其運行時阻力，檢查系統泄露情況，泄露的管路、O形圈并重新安裝，排查液壓閥故障并修復。

二是真空吸盤無法抓舉。主要原因是真空泵出現故障或者真空吸盤密封出現損壞，致使吸盤不能達抓舉真空度；吸盤壓緊感應器出現故障，致使吸盤不能實現抓舉動作。處置措施是維修真空泵或更換吸盤密封，調整維修或更換壓緊感應器。

1.1.2" "吊運系統

吊運系統主要包括雙軌梁行走機構、伸降機構、真空吸盤系統。其常見故障包括2兩點：

一是雙軌梁行走機構運轉不暢或無動作。主要原因是雙軌梁導軌連接處不夠平整，致使機構行走出現跳動；機構行走剎車過緊致使機構行走出現無動作情況；電氣控制故障。處置措施是對雙軌梁軌道連接處的平整度進行調整，調整行走剎車松緊，檢查電氣線路，排查故障。

二是伸降異常或無動作。主要原因是伸降葫蘆剎車機構出現磨損，或伸降葫蘆電機出現進水情況，電氣元件被燒壞。處置措施是更換葫蘆電機剎車機構或對燒壞的部件進行更換，并對升降葫蘆設置防水保護。

1.1.3" "卸載器

卸載器主要由卸載器機構、伸降油缸系統、輔助泵站系統組成。其常見故障是卸載器出現伸降動作異?；驘o動作。主要原因液是壓系統存在泄露情況，油壓偏低致使機構不動作，卸載器潤滑度不足，機構阻力太大造成動作不暢或無動作。卸載器液壓閥出現故障，系統壓力、流量異常，致使機構出現動作不暢或無動作。處置措施是檢查液壓系統泄露點情況，重新安裝或更換；充分注脂潤滑點；排查液壓閥塊故障并修復。

1.2" " 刀盤故障與處置措施

刀盤組成部分包括刀盤面板、刀具刀座、泡沫噴嘴裝置、刀盤內置管路。天津地鐵10號線13標盾構機刀盤如圖1所示。其常見故障有兩點：一是刀具磨損。主要原因是遇硬巖、硬質砂石。處置措施是更換磨損刀具；二是泡沫噴嘴堵塞。主要原因是單向閥失效、管路負壓致使砂土倒灌出現堵塞。處置措施是管路進行加壓沖洗、拆卸或更換單向閥。

1.3" "液壓推進系統故障與處置措施

1.3.1" "推進系統千斤頂

推進系統千斤頂主要由推進油缸、防扭裝置、推進撐靴組成。其常見故障有3點：

一是推進油缸動作出現異常。主要原因是油缸中存在氣體，油缸內密封失效內泄，油壓、流量異常。處置措施為打開油缸專用排氣閥，往返動作油缸排出氣體，拆卸更換密封，檢查調整系統油壓、流量。

二是防扭裝置失效。主要原因是防扭油缸固定脫落、防扭油管泄露、防扭油缸損壞。處置措施為重新安裝防扭固定裝置、檢查更換油管、檢查更換防扭油缸。

三是推進撐靴變形異常，主要原因是推進撐靴水封出現損壞、萬向軸承發生磨損情況或者撐靴磨損變形。處置措施為拆卸更換撐靴水封、萬向軸承或者更換撐靴墊。

1.3.2" "推進系統液壓閥組

推進系統液壓閥組由溢流閥、比例調速閥、換向閥、單向閥、電磁線圈組成。其常見故障有5點：

一是溢流閥故障致使系統壓力出現異常。主要原因是調節壓力的螺釘由于振動而松動，產生系統壓力波動；主閥芯阻尼孔堵塞，無法調整系統油壓；先導閥調正彈簧出現彎曲，導致閥芯和閥座接觸不良；磨損致使壓力不穩定。處置措施為調整系統壓力后鎖緊調節螺釘，拆卸閥芯，清洗阻尼孔，拆卸更換先導閥彈簧或更換閥芯。

二是比例調速閥故障導致油缸伸縮速度異常。主要原因是液壓油不清潔，致使主閥芯滑動不靈活導致不規則的流量變化，或者主閥芯阻尼孔堵塞，無法調整系統流量。處置措施為清洗閥芯，更換液壓油濾芯、更換液壓油或者拆卸閥芯，清洗阻尼孔。

三是換向閥故障導致油缸無法伸出或縮回。主要原因是液壓油不清潔，有顆粒存在，使主閥芯滑動不靈活造成無法切換伸縮；或主閥芯發生變形造成損壞卡死。處置措施為清洗閥芯，更換液壓油濾芯、更換液壓油或拆卸更換新的閥芯。

四是電磁閥線圈故障導致閥芯無動作。主要原因是電磁線圈燒壞或者電磁線圈線路異常。處置措施是更換線圈或者檢查接線。

五是閥塊O形圈損壞導致漏油。主要原因是O形圈裝配不良、受擠壓泄露或者O形圈高壓變形破損。處置措施為拆卸重新按要求裝配或者更換合適的O形圈。

1.4" "主驅動系統故障與處置措施

主驅動系統由主驅動齒輪箱、驅動軸承、自動給油系統組成。盾構機主驅動結構示意見圖2。主驅動系統是為刀盤提供扭矩的重要系統，如果渣土和灰塵進入到密封性較差的齒輪箱內部，就會引起主驅動系統故障。

其常見故障有2點：一是驅動箱溫度過高。主要原因是自動給油系統齒輪油流量不足，管路濾芯堵塞，自動給油泵電機燒壞。處置措施為添加齒輪油，更換濾芯，檢查維修電機或更換電機。定時對油位、管路油壓、自動給油泵運行狀態進行檢查，一旦發現異常應立即處理。二是驅動扭矩異常。原因是驅動密封失效，處置措施為更換驅動密封。對驅動密封油脂注入量是否充足進行定期檢查，發現異常及時處理。

驅動電機組成部分包括電機冷卻系統、減速箱、變頻電機。其常見故障有2點：一是變頻電機過熱。主要原因是電機冷卻水流量偏小。處置措施為提高冷卻水流量。二是變頻電機過載。主要原因是變頻電機運轉速度不同步。處置措施為調整變頻電機同步率。

1.5" "流體輔助系統故障與處置措施

1.5.1" "集中潤滑系統

集中潤滑系統組成部分包括氣動油脂泵、電動油脂泵、分配閥塊、注點管路等。其常見故障：一是氣動油脂泵異常。主要原因是氣壓源壓力不足或無壓力。處置措施為調整壓力至0.4～0.5MPa。二是分配閥動作異常。主要原因是閥芯出現異物卡死或者注點堵塞，導致分配閥不能工作。處置措施為拆卸閥體，清洗閥芯，修復或者拆卸排查堵塞的注脂點并進行疏通后重新安裝注脂。

1.5.2" "HBW油脂密封系統

HBW油脂密封系統主要由氣動油脂泵、分配閥、注點管路等組成。其常見故障有2點：一是氣動油脂泵異常。其原因是氣壓源壓力不足或無壓力，氣動油脂泵自動換向閥閥芯發生卡死情況，油脂桶內空氣未排凈。處置措施為檢查氣壓源，調整壓力至0.4～0.5MPa，拆卸清洗自動換向閥閥芯，排凈油脂桶內空氣。二是分配閥動作異常。主要原因是閥芯有異物卡死或注點堵塞，致使分配閥無法工作。處置措施為拆卸閥體，清洗閥芯，修復或者拆卸排查堵塞的注脂點，疏通注脂點后安裝。

1.5.3" "盾尾油脂密封系統

盾尾油脂密封系統主要由氣動油脂泵、壓力感應器、氣動球閥、注點管路組成。其常見故障有三點：

一是氣動油脂泵異常。主要原因是氣壓源壓力不足或無壓力，氣動油脂泵自動換向閥閥芯發生卡死情況，油脂桶內空氣未排凈。處置措施把壓力調整至0.4～0.5MPa，自動換向閥閥芯進行拆卸清洗，把油脂桶內空氣排凈。

二是氣動球閥異常。主要原因是氣壓源壓力不足或無壓力，氣動球閥換向閥閥芯出現卡死情況，氣動球閥電磁線圈故障，氣動球閥機械部分卡死。處置措施為檢查氣壓源，調整壓力至0.4～0.5MPa，拆卸清洗換向閥閥芯，對氣動球閥電磁線圈進行檢查修復或者更換新的線圈，并把拆卸的機械部件清洗安裝。

三是壓力感應器異常。主要原因是壓力感應器接線斷開或注點堵塞，造成壓力感應器超壓損壞。處置措施為檢查感應器接線，修復或疏通注點，更換感應器。

2nbsp; "盾構設備維修保養措施

2.1" "加強盾構設備“定期+日?！本S修保養

盾構設備長期在復雜環境條件下運行，難免會出現各種各樣的故障問題，因此管理人員必須要做好盾構設備的日常維修與保養工作，并且形成詳細的日常維修保養計劃[2]。管理人員應當對盾構設備進行日常例行巡檢，特別是正處于施工運行階段的盾構設備，更是維修保養日常巡檢的重中之重。工作人員需要對盾構設備的供電系統、機械裝置、液壓裝置等重要電氣設施設備進行維修保養，檢查供電系統是否存在短路或者斷路可能性，檢查機械裝置是否存在停機隱患，檢查液壓裝置是否存在故障隱患等。

為了切實提高盾構設備的維修與保養工作效果，可以采取“定期+日?！毕嘟Y合的工作模式。其中，“定期”是對盾構設備進行全面的故障隱患查找與維修處理，而“日常”則主要是對盾構設備進行簡單的保養處理，以切實提高盾構設備的工作性能與使用效率。

在每日日常盾構設備維修保養工作中，要對整個設備系統是否需要清潔，所有電纜是否有磨損點以及破損點，電氣柜是否完全關閉，空調設備是否需要清潔等方面進行檢查。而在“定期”維修保養檢查中，則應當對所有安全和禁止制動的功能情況進行檢查，對警告信號、照明系統以及應急照明的功能進行檢查，對控制艙、控制柜、主配電設備以及配電箱的溫濕度、電氣連接以及螺釘裝配緊固度進行檢查。

2.2" "加強盾構設備“重點排查+全面檢查”

工作人員應當通過“重點排查+全面檢查”相結合的工作模式，將盾構設備出現嚴重故障問題的概率降至最低。但需要注意的是，“重點排查”可在不停機的狀態下進行盾構設備維修保養，而“全面檢查”則應當關停盾構設備。這樣不僅可以確保維修保養的安全性，還能夠避免出現遺漏情況。

3" "結語

盾構設備的維修保養管理是一項較為復雜的長期性工作，做好這項工作能夠降低盾構設備故障率，避免日常出現故障或者“帶病”運行，減緩盾構設備的老化。管理人員應當從盾構設備的日常維修保養工作入手，做好盾構設備各類常見故障的識別、排查與處置，切實提高盾構設備的運行穩定性以及使用安全性，最大限度保障隧道工程施工的順利進行。

參考文獻

[1] 劉家偉.機械設備管理與維修保養措施淺析[J].中國設備工程，2022（6）：57-58.

[2] 邵立國.地鐵盾構施工設備管理及維保技術研究[J].設備管理與維修.2021（6）：26-27.