中国铁建股份有限公司物资集中采购上海中心 200082
摘要：在我国现代基建工程施工中，盾构机的使用越来越广泛。在地下工程施工中，盾构设备本身的运行状态对于工程质量和工程进度有着非常大的影响，一旦盾构设备某一零部件出现问题，那么就会影响其整体工作效率，导致其出现重大损失。基于此，本文对盾构施工设备管理以及维保技术进行了分析。
关键词：盾构施工；设备管理；维保技术
1 施工设备管理的意义
首先，作为生产力的重要组成部分之一，生产设备不仅是企业经营中关键的要素，也能够为社会带来巨大的经济效益，节省了人力，促进了生产水平的提升。其次，企业经营产品质量的提升也离不开设备管理。试想一下，在相同的时间内如果能够生产出更多的产品，那么证明产品的交货时间得到了保证，效率也得到了提升。但这都要依赖于设备管理的有效性与合理化。最后，安全生产是设备管理的前提。工作人员要定期对设备操作情况进行检查，并做到及时发现问题、解决问题。这样才能够实现工作的规范化执行。
2 地铁隧道盾构机相关概述
2.1 盾构机主要结构
盾构机是把机、电、光、液及自动化控制、导向控制组合在一起挖掘隧道的高科技综合施工设备，能在复杂地质施工过程中实现掘进开挖、碴土排运、支护等一次性成型功能。随着复杂地质环境下施工地铁、公路、铁路、引水隧道的技术需要，盾构机和盾构法在我国均得到了快速发展，从盾构机依靠进口快速转为使用自主知识产权生产的华丽转变。当前在地铁隧道施工工程上比较常用的盾构机为泥水式和土压式。文章所研究的土压平衡盾构机包括刀盘、盾体、刀盘驱动系统、推进系统、排土系统、管片拼装系统、电气系统、辅助系统、后配套装置等众多系统。
2.2 盾构机工作原理
盾构机的工作是先在车站预留或者在隧道设计线某点修建竖井；把盾构机相应的施工主体、配件吊入井中并在预定始发位置线上组装、调试。在设计的地层运动轴线上从一端墙壁的预留洞孔向另一端预留洞孔始发、掘进到接收；盾构机工作原理为利用盾体在挖掘隧道时作临时支护，盾构机的刀盘在掘进过程中不断对位于盾构机前端的开挖面进行圆周贯入切削，把产生的碴土通过出渣系统运输到吊装竖井吊出。在推进过程中盾构机千斤顶将所受到的地层阻力反传到已拼装完成的管片上形成推进的二次反阻力使盾体推进。推进时充入油脂的盾尾刷在管片外部抱紧滑行形成密封，防止泥、浆、水从抱贴面渗入，并同步在盾尾后部通过注浆系统向开挖隧道管片外围压注足够的浆液，以满足地表沉降要求；盾构机每推进到满足放入一环管片的行程，管片拼装机便在盾尾支护下拼装一环管片形成稳固的永久支护。重复上述动作直到隧道施工任务完成。
3 盾构机主要零部件的故障机理
3.1 主驱动的故障诊断与特性研究
主驱动是盾构机上最关键的部件，一旦发生故障，洞内很难拆检和处理，因此加强监测预防发生故障，是维修保养工作的最重要工作。
（1）主变速箱是盾构机主要的动力驱动组件之一。由于主变速箱承受高负荷、大扭矩，因而故障发生率较高。因现场施工噪声大，受坏境因素与诊断者的经验差异的制约，用传统的变速箱诊断法如手摸、耳听会出现误诊与漏诊，给正常施工带来损失。（2）主轴承的结构运用最多的一般是三排三列滚柱式，承受轴向和径向力。主轴承一般采用多道迷宫式唇形密封阻隔外界渣尘和水的侵入，密封的好坏是保证轴承正常运转的关键。运用机载PLC 在线监测，对主轴承密封油脂HBW、EP2 的压力、注人量进行实时监测，避免因油脂注入量的不足导致渣土、污水进入密封系统损坏密封；通过对齿轮油的油位、温度、泄漏油腔进行观察，泄漏油箱润滑油样的分析来检查密封系统的状况。
3.2 液压系统的故障机理与特性研究
盾构机的液压系统主要包括主驱动液压系统、推进液压系统、管片拼装机液压系统等，盾构机的绝大部分工作机构主要由液压驱动来完成，因此，对于盾构机液压系统的状态监测意义非凡。通过对施工运转现场观察分析归纳出了液压系统常见的几个故障。温度过高是液压系统常见故障，造成温度过高的主要原因有油粘度过高或过低，内泄严重等问题；泵、马达轴承损坏或者相关零部件磨损程度比较高，修理以后性能降低；压力设定超值或者其它原因导致的压力过高，都会使得液压系统零件因为过热而膨胀，很大程度上破坏了零件正常的间隙，导致摩擦力的增加，发生卡死；润滑油的油膜问题，导致润滑不好，摩擦力不断增加、造成机械磨损程度增加，泵、马达的精密部件过早的出现磨损甚至报废；液压油或者泵吸入气体进入液压油中。带有大量气体的液压油在系统运行中会产生噪音、震动、气蚀、爬行、迟缓反应和软操作，同时使油质加速老化。
3.3 电气系统的故障机理及特性研究
盾构机的电气系统主要由配电系统、自动控制系统组成。为了保障盾构机工作的高度可靠性、安全性和易维护性，其控制系统采用了PLC 可编程控制系统。正常情况下，PLC 控制系统的故障诊断通过上位机就能解决绝大部分电气、液压故障，但遇到联锁关系复杂上位机不能直接反映其故障的情况，就需要借助于专用笔记本编程器才能快速查找和确定故障。
4 盾构设备的管理以及维保措施
4.1 建立健全设备管理制度
设备管理制度的建立在泥水盾构施工中是必不可少的。首先，地下铁建设中的工程量巨大，需要的设备种类也相对较多。但大多数使用者并不重视设备的维修与养护，出现了“重用轻修”发的情况。试想一下，一旦设备的运作情况超过了其原有的负荷，则很容易为施工人员带来安全上的威胁。因此，管理者应该以制度的设定为主，确立一个总要求。其中包括设备操作流程、维修时间、故障检验步骤以及设备附件的购买等等。另外，各部门的负责人要根据泥水盾构的施工规模来制定详细的管理方案，并将具体内容呈交到领导者的面前。企业总经理依照设备维修与检验项目的多少来确定保养购置费用，并分发到该部门中。最后，对设备管理部门进行细化，分为设备采购部、故障检验部、维修部、设备养护部等等，并将员工以小组的形式进行划分，在每组中选出一个认真负责、技术能力强的员工作为组长。以设备采购部为例，组长将购买任务分发下去，其中一组员工对市场进行考察，选定一个质量好、价格优良的供应厂商进长期合作。另一组则将不同类型设备的数量、操作流程、管理方向、对应型号都记录下来，并通知给施工人员。管理者会不定期的对其工作状态进行检查，以确保制度的有效实施。
4.2建立完整的设备管理档案
设备管理档案的确立在泥水盾构施工中是非常关键的。首先，各基层的设备管理人员要将不同型号与功能的设备资料进行统计，尤其是一些比较昂贵的进口设备，一定要注意操作的规范化与档案的详细化。其次，电子档案的确立。管理人员也应该学会科学化的技术方法，运用excel 表格将档案信息录入进去。这种方式的好处在于能够使资料长时间的进行保存，并便于设备的检查和监督。表头中应该首先显示设备的型号，而后续的记录内容分别是产品供应商、保修时间、故障发生的次数、养护与维修方法、附件更换类型等等。这样不仅能够便于工作人员的日常维修，也使设备管理的详细内容一目了然。更重要的是，电子档案的预存方式更有利于信息的修改以及资料的提取。工作者只要在首页中输入设备的具体编号，就能够看到全部的管理过程。
结语：
综上所述，设备管理是企业经济效益增加的有效途径，也是产品质量保障的基本方式。工作人员应该以标准化的操作流程对不同类型的设备进行管理，并针对实际的运行情况实施检修和养护工作，在配套设置选择的基础上提升设备质量，为工程的可持续性发展创造有利条件。
参考文献：
[1]李敦峰.地铁盾构施工设备管理及维保技术[J].建材与装饰，2019，564（03）：258-259.
[2]牛学臣.泥水盾构施工中的设备管理[J].隧道建设（z1）：42-44.
[3]黄志新，康晓亮.地铁工程盾构法施工中的设备管理[J].设备管理与维修，2019，442（04）：12-14.