摘要：在TBM施工过程中，任何一个环节出现问题，都会直接影响掘进效率，甚至导致停机。每一个问题的排查和解决都要消耗大量的人力、物力，且占用宝贵的掘进时间，损失较大。TBM施工过程中经常遇到的问题主要有机械故障、刀具异常磨损、润滑系统油污染、通风和除尘以及振动过大等问题，在分析和解决问题过程中，需要针对性地进行专业检测，提前预防问题扩大化和严重化，以及加强设备的日常维护工作等。
关键词：TBM施工；盾构掘进法；故障维修
一、TBM施工方法概述
TBM施工方法是一种普遍运用于隧道开挖中的方法，掘进机开挖隧道主要两种方式，一种是挤压，另一种是削切。前者通过将刀盘上的滚刀压进岩石使其破碎，后者利用岩石不抗剪的特性剪碎岩石，然后两者均是通过刀盘上的铲斗齿捡起石渣然后将石渣放在主机皮带上进行传输运送，最后将这些石渣送至洞外，这一过程中主要运用专门的运输车。相对于较早运用的传统的爆破方法而言，TBM有很多优点，但也存在很多问题，显而易见的优点有这种技术具有较高的安全性，比起爆破工作环境更加安全；利用机械切割节约劳动力；爆破中出现的噪声、飞扬尘土都可以在TBM中得到改善，更加环保。该技术存在的问题也有如下几个：设备相对昂贵，比起爆破方式TBM方式耗费成本巨大，且对这样的设备运输也是一大困难，适应性比较差不能改变其开挖半径等。英吉利海峡隧道的建成表明了TBM技术的成熟，随后我国引进并发展该项技术，并运用于国内隧道的开挖工程中，比如我国云南西洱河水电站引水隧道、引大入秦总干渠38号隧道等。
二、TBM施工中存在的问题及对策
2.1连接螺栓断裂
在固定刀盘后部主轴承系统当中，刀盘连接螺栓是非常关键的，刀盘连接螺栓往往在机头架上安装，这个部位在TBM掘进施工的时候由于震动的原因会导致脆性断裂，如果螺栓断裂，就会造成周围的刀盘连接螺栓出现断裂，造成刀头架和刀盘之间出现一定的间隙，在掘进的时候由于洞壁有水和粉尘的出现，会直接造成主轴承系统出现一些设备故障。对于设备的连接螺栓，特别是一些关键部位的连接螺栓一定要加强处理，安排专门的人员进行日常维护，通过液压扳手等对其进行紧固，对螺栓松动的情况进行及时处理，提前将有缺陷的螺栓更换掉。
2.2换步系统故障
在TBM换步的时候，因为换步过程比较急或者由于两侧推进油缸出现没有同步等情况，在换步的过程中很容易导致姿态失稳等情况的出现。解决步进系统故障的方法主要在于首先日对步进系统做好日常检查维护的工作，接着在步进的时候通过主副操作手沟通指挥的手段进行管理，副操作手对连接桥部位附近情况进行观察，并且及时将相关信息向主操作手，反馈附近参数，需要进行科学合理的选择，防止出现换步过急过猛的情况。
2.3刀具异常磨损
如果在装刀的过程中遇到预紧力比较大，可能会导致刀具转动的过程中出现性能下降的情况，刀具很多时候会产生多边形偏磨等情况，如果装刀的过程中，预紧力比较小，无法达到比较高的破岩效果。在进行装配刀具的时候，一定要依照TBM施工项目围岩的特点，对装刀预紧力进行合理选择。对刀具的螺栓进行紧固或者更换，对根据厂家的具体要求和换刀标准，进行日常的管理和换刀工作。
2.4振动问题
（1）设计和制造精度原因。刀盘可能会出现偏心的问题，在刀盘偏心的条件下进行运行的过程中，可能会在机头部位出现偏心轮等问题，导致主机部位出现震动过大的情况，让刀具的损耗和刀头架部位损坏的概率大幅度提高。出现刀盘偏心的情况时，需要合理的通过相关措施修正偏心参数。
（2）护盾压力选择原因。
如果护盾压力过高，可能会导致掘进过程中阻力变大，对掘进效率产生影响，如果护盾压力过低，可能会导致机头架部位出现旋臂效应，而造成机主机全部振动偏大等情况，所以合理选择互动率非常重要，依照TBM施工时的刀盘推力以及围岩的具体情况进行相应的调节，依照设计的具体规定顶护盾和侧护盾的工作压力，通常条件下为推进力的20%左右，如果在一些不良地质段内可以，通过强制性限位的方法，保证护盾不会由于岩石围岩收敛而出现回收等情况。
三、TBM施工改进建议
3.1加强前期工程地质勘探
前期工程地质勘测成果是确定TBM设备的选型主要依据。在设备选型时，针对各类工程地质条件和岩性特性对设备进行适应性的设计和选型，工程地质条件揭示得越精确、岩性特点掌握得越清楚，也将对后续TBM设备正常、有序、高效施工打下坚实的基础。许多TBM设备施工项目，往往因前期地质勘测工作不足而导致设备在运行中途遇到不良地质条件引起的设备卡机、下沉、突水、突泥等问题时，再次进行地质补勘和对设备进行针对性的改造等措施，对工程施工质量、进度、投资等均带来较大的影响。故对拟采用TBM设备施工的工程项目，在项目勘察设计阶段，对长距离隧洞在常规工程地质勘测的基础上，应加密勘探，获取更加详尽、准确的工程资质资料为施工服务是很有必要的。
3.2预制钢筋混凝土管片生产适应TBM设备施工进度
预制管片的生产能力应与TBM设备施工能力相匹配，并有一定的超前储备量。但在工程实施过程中，往往由于设备制造延期、TBM设备施工进度较慢等影响因素，预制管片生产数量远远超出储备量要求甚至提前完成全部预制管片生产量。这就易使TBM设备在掘进过程中遇到的不良地质和其它工程地质条件调整管片安装类型和数量带来局限和不利影响，为保证隧洞工程结构安全甚至会造成大量其它类型管片的过剩和浪费。同时，减少管片堆放需要堆放场地和垫放材料和施工成本。在TBM设备施工过程中，应适度调整预制管片的生产进度，使之略大于设备掘进速度，两者配合调度协调工作尤为重要。
3.3保证TBM设备日常检修维护能力
TBM设备施工是一条施工流水线，任何一个环节发生故障，将会导致整个设备停止施工进行故障处理。TBM设备系统庞大复杂，由于各部件、电气元件较容易经常出现故障，日常检修维护是很有必要的。在实际施工中，每天除安排专门检修人员、时间进行设备常规维护，同时还应配备相应专业（电气、液压、机械）技术人员跟踪，每天在现场处理施工期间随时发生的设备故障。这就要求TBM设备施工项目，配备具备丰富施工经验的专业技术人员，并注重对专业技术人员的学习培养，及时总结TBM设备故障处理经验，不断提高设备故障排除能力，保证TBM设备施工正常
四、结语
TBM施工长期存在工期与合同价格制定不合理、项目管理和施工粗放、应对不良地质灾害能力不足及项目信息化水平低等问题，这些问题的出现往往是相辅相成的，如随意压缩工期迫使设备仓促出厂，造成设备配置不全和质量隐患较多，到现场后无法应对恶劣地质环境;低价中标使施工方无力承担更多超前预报费用和时间，心存侥幸野蛮施工，更不会关心施工信息保存与发掘。因此，要提升TBM施工水平，一定要规范市场环境，科学合理地设置工程价格和工期要求;同时，施工企业要加强内部培训，提升管理和施工精细化水平，整个行业要重视施工信息保存和深入发掘，提升施工理论水平。
参考文献：
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