盾構(gòu)機(jī)及其維保技術(shù)的實(shí)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(guó)不斷增多的大型隧道工程施工中，盾構(gòu)法成為應(yīng)用最為廣泛的施工方法之一，此種方法就是利用盾構(gòu)機(jī)來(lái)進(jìn)行隧道掘進(jìn)和支護(hù)施工，表現(xiàn)出具有較高自動(dòng)化、不受氣候影響以及顯著節(jié)省人力和成本等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)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(duì)地面的影響，表現(xiàn)出施工效率高以及經(jīng)濟(jì)合理等特點(diǎn)。但是由于盾構(gòu)機(jī)具有較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)組成，增加了盾構(gòu)施工中對(duì)盾構(gòu)機(jī)的維護(hù)和保養(yǎng)工作量與難度。為此，本文就針對(duì)此內(nèi)容開展深入研究。

1 盾構(gòu)機(jī)的工作原理

簡(jiǎn)單地說(shuō)，盾構(gòu)機(jī)就相當(dāng)于一個(gè)圓柱體的鋼組件，他的基本工作原理就是邊向前推進(jìn)邊對(duì)土壤進(jìn)行挖掘，在沿著隧道軸線向前推進(jìn)的同時(shí)，也利用其圓柱體的殼體對(duì)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(shí)，也阻擋來(lái)自地下水的壓力，確保挖掘、排土以及襯砌等作業(yè)的順利開展。具體地說(shuō)，在其掘進(jìn)環(huán)節(jié)中，主要是通過推進(jìn)油缸來(lái)推動(dòng)盾構(gòu)機(jī)前進(jìn)，同時(shí)利用液壓馬達(dá)的動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)刀盤旋轉(zhuǎn)進(jìn)行土層的切削。在此過程中可以將持續(xù)切削下來(lái)的渣土通過螺栓輸送機(jī)向皮帶輸送機(jī)上運(yùn)輸，然后運(yùn)至渣土車的土箱中，最后通過豎井運(yùn)至地面。在上述過程中，需要確保渣土經(jīng)過刀槽進(jìn)入泥土倉(cāng)的阻力與泥土倉(cāng)的土壓、開挖面的土壓和地下水下壓等保持平衡，以此來(lái)避免出現(xiàn)地面部分的坍塌或隆起問題，確保開挖面的穩(wěn)定。最后針對(duì)管片拼裝來(lái)說(shuō)，也就是在使用盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)一定距離之后，需要在操作人員利用拼裝機(jī)對(duì)單層襯砌管片進(jìn)行拼裝，確保隧道的一次成型。

2 盾構(gòu)機(jī)的組成分析

盾構(gòu)機(jī)的組成比較復(fù)雜，通常將其組成部分分為盾體、刀盤驅(qū)動(dòng)、雙室氣閘、管片拼裝機(jī)、排土機(jī)構(gòu)、后配套裝置、電氣系統(tǒng)以及輔助設(shè)備等幾個(gè)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(jìn)行焊接來(lái)對(duì)刀盤驅(qū)動(dòng)進(jìn)行支撐，并隔離泥土倉(cāng)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(lái)推進(jìn)盾構(gòu)機(jī)前進(jìn)。尾盾通過鉸接油缸與中盾連接，便于盾構(gòu)機(jī)轉(zhuǎn)向。刀盤在則盾構(gòu)機(jī)的最前面起到對(duì)土體進(jìn)行切削的作用，而且結(jié)合不同的土質(zhì)來(lái)選擇硬巖刀具或軟土刀具，同時(shí)通過外側(cè)的超挖刀來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)向掘進(jìn)。在前盾承壓隔板的法蘭上通過螺栓固定著刀盤驅(qū)動(dòng)，由9組馬達(dá)和主齒輪箱組成。在前盾上海安裝有雙室氣閘，通過對(duì)氣閘前室和主室之間壓力的調(diào)整，確保工作人員適應(yīng)常壓和開挖倉(cāng)壓力之間的變化。

3 盾構(gòu)機(jī)的維保措施

3.1 機(jī)械維保

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

（2）做好對(duì)旋轉(zhuǎn)接頭的檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理此位置的泡沫漏出問題。

（3）做好對(duì)主軸承油位的檢查和油的補(bǔ)充，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理此位置的齒輪油泄漏問題，排除馬達(dá)減速箱中的異常噪音問題。

（4）針對(duì)皮帶輸送機(jī)，需要對(duì)其托輥和擋邊輥上的泥進(jìn)行清理，同時(shí)要對(duì)其是否出現(xiàn)磨損或卡死問題進(jìn)行檢查。檢查和處理皮帶的磨損問題，通過調(diào)節(jié)或更換來(lái)保證其刮泥效果。還要對(duì)渣口擋泥板進(jìn)行檢查并及時(shí)進(jìn)行膠皮的更換。針對(duì)皮帶來(lái)說(shuō)，需要保證其張進(jìn)度以及沖洗效果，調(diào)整其中存在的跑偏問題。

（5）針對(duì)螺旋傳送機(jī)來(lái)說(shuō)，重點(diǎn)對(duì)其驅(qū)動(dòng)裝置是否存在油液泄漏問題以及減速箱油位進(jìn)行檢查，還要對(duì)閘門和伸縮缸的潤(rùn)滑情況進(jìn)行檢查，對(duì)雜物進(jìn)行及時(shí)清理。

（6）針對(duì)拼裝機(jī)，需要對(duì)軌道和輪子的雜物進(jìn)行及時(shí)清理，還要檢查并排除抓取機(jī)構(gòu)和定位螺栓的破裂或損壞問題。

（7）針對(duì)壓縮空氣設(shè)備來(lái)說(shuō)，做好空氣過濾器的除水和清洗工作，還要做好空壓機(jī)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(fù)、壓力容器的檢查等。

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

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

（10）針對(duì)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(rèn)油箱上不存在碰撞和外部損傷問題。針對(duì)液壓系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，則需要對(duì)管路連接位置以及設(shè)備是否存在油液滲漏問題進(jìn)行檢查，還要檢查油箱上回路過濾器、系統(tǒng)壓力以及其他部件的損壞和滲漏問題，做好對(duì)水泵運(yùn)行聲音的監(jiān)聽和異常情況的及時(shí)處理。

（11）做好對(duì)管片吊機(jī)行走軌道的清理和吊具磨損請(qǐng)的檢查。

總的來(lái)說(shuō)，盾構(gòu)機(jī)的維修保養(yǎng)，遵照“養(yǎng)修并重，預(yù)防為主”都原則，采取日常保養(yǎng)、定期保養(yǎng)和強(qiáng)制保養(yǎng)相結(jié)合都方式進(jìn)行，項(xiàng)目部機(jī)電工程師每天要對(duì)盾構(gòu)機(jī)及后配套設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行巡查，對(duì)盾構(gòu)操作人員填寫的《盾構(gòu)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)記錄》和維修保養(yǎng)人員填寫的《盾構(gòu)機(jī)日常保養(yǎng)記錄》逐項(xiàng)檢查確認(rèn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患，做好預(yù)防性維護(hù)，以保持盾構(gòu)機(jī)狀態(tài)良好。

3.2 電氣維保

一是針對(duì)所有開關(guān)、強(qiáng)弱電電纜、繼電器以及各種重點(diǎn)設(shè)備等電氣元件開展維修保養(yǎng)工作，也就是由工程師和電工在施工期間對(duì)各個(gè)強(qiáng)電部分和弱電部分開展元件運(yùn)行狀況的檢查和記錄工作，定期開展維護(hù)保養(yǎng)，便于拆機(jī)之后開展更好的維護(hù)工作。此外針對(duì)電器設(shè)備來(lái)說(shuō)，需要檢查所有電纜的護(hù)套和接頭，還要開展斷路器試驗(yàn)，檢查與機(jī)架的連接程度，接觸點(diǎn)是否出現(xiàn)損壞問題。同時(shí)還要對(duì)配電柜是否清潔和密封進(jìn)行檢查，每?jī)赡陮?duì)潤(rùn)滑油進(jìn)行一次更換，做好對(duì)旋轉(zhuǎn)限位的鏈條張力的檢查和潤(rùn)滑。最后對(duì)高壓電纜卷盤進(jìn)行檢查，以及對(duì)潤(rùn)換油進(jìn)行定期更換，對(duì)傳動(dòng)鏈條進(jìn)行潤(rùn)滑。此外，還要對(duì)其中的變壓器各個(gè)部件尤其是連接端子、空壓機(jī)的V形皮帶、空調(diào)過濾網(wǎng)、電機(jī)接線端子以及各種機(jī)柜的線路和器件等進(jìn)行檢查、固定和相應(yīng)的潤(rùn)滑、清理等工作。

3.3 盾構(gòu)配件的管理

盾構(gòu)機(jī)維修必然用到相關(guān)的配件，因盾構(gòu)機(jī)配件管理有其特殊性，因此盾構(gòu)配件的采購(gòu)便顯得尤為重要。

由于盾構(gòu)機(jī)配件都特殊性，對(duì)于價(jià)格高、不易損壞、生產(chǎn)周期長(zhǎng)的配件，可和生產(chǎn)廠家合作，存放廠家內(nèi)。需要時(shí)隨時(shí)運(yùn)輸。以降低配件采購(gòu)資金及庫(kù)存量。對(duì)于易損件，可根據(jù)設(shè)備新舊情況適量庫(kù)存。

根據(jù)盾構(gòu)機(jī)各系統(tǒng)都工作狀態(tài)，有計(jì)劃都進(jìn)行盾構(gòu)機(jī)配件的采購(gòu)與合理庫(kù)存，在滿足施工都前提下，最大限度地減少配件都庫(kù)存，以減少管理成本以及配件都采購(gòu)成本。確定配件都合理使用計(jì)劃，在檢修過程中，根據(jù)實(shí)際需要及時(shí)補(bǔ)充采購(gòu)計(jì)劃。

應(yīng)嚴(yán)格控制盾構(gòu)配件采購(gòu)渠道，并嚴(yán)格控制配件質(zhì)量，一個(gè)質(zhì)量高都配件，往往頂?shù)纳蟽傻饺齻€(gè)殘次品的壽命，期間還會(huì)節(jié)約人工成本以及推進(jìn)工程施工速度。嚴(yán)禁用低等級(jí)都配件替代原廠配件，對(duì)于常用、大量都配件，可從生產(chǎn)廠家進(jìn)行采購(gòu)。

4 結(jié)語(yǔ)

在應(yīng)用盾構(gòu)機(jī)開展隧道工程施工中，為了發(fā)揮其具有較高效率、較高安全性等隧道工程施工優(yōu)點(diǎn)，需要結(jié)合其運(yùn)行原理和不同結(jié)構(gòu)，開展其運(yùn)行中的維護(hù)保養(yǎng)工作，做好設(shè)備的每日檢查。重點(diǎn)針對(duì)其中的重點(diǎn)機(jī)械部件和電氣部件開展清潔、潤(rùn)滑、緊固以及調(diào)整等維護(hù)保養(yǎng)工作，減少或避免其運(yùn)行中的故障，保證其高效和穩(wěn)定運(yùn)行。