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浅谈盾构机及其维保技术

发表时间：2020/11/5 来源：《基层建设》2020年第21期作者：王冬民

[导读] 摘要：作为自动化、机械化、科技化程度较高的大型复杂设备，盾构机的施工工序复杂，且各个环节相互联系、相互影响，任何环节发生故障都会影响盾构机正常掘进，甚至需要停机修理，这大大增加了设备管理的难度。

        中国水利水电第六工程局有限公司辽宁锦州 1210
        摘要：作为自动化、机械化、科技化程度较高的大型复杂设备，盾构机的施工工序复杂，且各个环节相互联系、相互影响，任何环节发生故障都会影响盾构机正常掘进，甚至需要停机修理，这大大增加了设备管理的难度。所以为确保盾构机安全可靠高效地工作，必须注重加强对盾构机的维修保养。基于此，本文主要对盾构机及其维保技术进行分析探讨。
        关键词：盾构机；维保技术
        1盾构机基本原理
        盾构机是城市地铁施工最主要的设备，盾构机在地铁施工中掘进的基本原理：一个圆柱体钢组件一边沿着隧洞轴线向前推进一边挖掘土壤。常用的泥水平衡盾构机就是通过加压泥浆或水泥稳定开挖面，盾构机的刀盘后设有密封隔板，密封隔板和开挖面之间构成泥水室，泥水室中会充满泥浆，然后将开挖的土壤和泥浆混合，通过泥浆泵向洞外分离厂输送，泥浆在经过分离之后能重复使用。
        2盾构机维修保养工作策略
        盾构机的维修保养工作必须遵守以预防为主，养修并重的原则，结合日常保养、定期保养以及强制保养等方式，做好清洁、紧固以及调整、润滑、防腐等工作，主要工作策略包括：
        第一，如果盾构机是首次使用，应进行试掘，在尝试掘进100米后对设备进行全面检查与保养，更换盾构机液压系统的滤清器以及刀盘驱动齿轮油。在试掘进期间，必须强调检查设备，提高检查频率，及时发现可能出现在首次负荷试验中的故障预兆，预防不必要的损失。
        第二，地铁施工项目部的机电工程师必须坚持每天巡视盾构机和相应配套设备的作业状况，逐项检查确认盾构机操作者和维修保养者所填写的《盾构机运转记录》《盾构机日常保养记录》，及时找出故障隐患，加强预防性维护，以保证盾构机运转状态良好。在地铁盾构施工中，要有计划地定时、定点对设备刀具进行检查，磨损超标的刀具要及时换刀。换刀作业危险性较高，因此需要制定一套开舱作业程序，在换刀作业中严格执行，以保证换刀作业顺利实施。刀具的选用与维护对于工程的掘进效率有着非常重要的作用，在盾构施工中还需合理地选取掘进参数（如总推力、刀具贯入度、刀盘转速、扭矩等），最大程度地延长刀具的使用寿命，减少换刀频率，降低施工中频繁换刀的风险。做好对刀具的检测、分析、比较，总结刀具的使用经验，将结果及时反馈，才能更好地指导后续施工。
        第三，不得擅自将盾构机部件拆除或者是变更，禁止随意改用用途不同的部件，禁止拆套互换液压以及电气控制等一系列元器件，禁止拆卸指示性、安全性的传感器，如果发现安全阀、溢流阀、仪表等失准或偶遇损坏，必须及时更换。在维修盾构机电气系统时必须断开开关，挂好禁止合闸的安全警示牌，在结束维修后由电工确认后方能合闸并取下警示牌。在维修高压电气设备时要先放电，维修液压系统之前务必要将相关阀门关闭并降压，要避免液压油缸缩回、液压马达意外运行等。维护盾构机液压系统时必须做好清洁工作，不得用面纱等极易起毛的物品对管接头内壁、管、油脂桶等进行清理。
        第四，维修盾构机要先熟悉其工作原理，明确推进操作流程以及电气、机械、液压之间的关联性以及各个零部件及设备在各个系统的作用等等，以便准确快速地解决问题。维修盾构机时要遵守先看后想再动手的基本原则，当发生故障时要先看清楚究竟是什么故障，严禁盲目行动，找到根源之后才能动手，以免影响维修速度避免问题扩大。维修盾构机时还要先外后内，如果是检修电气部分，应先检查电线有没有断裂、脱落、破皮等问题。
        第五，对盾构机的日常保养与维护也很重要，正确到位的保养能降低盾构机故障发生率，延长盾构机使用寿命，达到增产增效的目的。如果盾构机长期停用，应做好必要的检查维护工作，硬化存放盾构机的场地，设置防晒防雨的顶棚。如果盾构机在空气中暴露，应在接合面涂好油脂，在接合面上贴油毡，同时用防雨布覆盖；定期开展润滑维护工作，在冬季还要对盾构机开展防冻防寒工作。

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        3盾构机维修保养保障措施
        3.1实施标准化管理
        标准化管理的实施是加强盾构机维修保养的关键性措施。第一，标准化的规章制度。没有规矩不成方圆，针对盾构机的维修保养要建立标准化规章制度，并把所有规章制度编订成册，形成盾构机管理标本。这主要包括：技术人员管理培训制度、维修保养制度、配件库房管理制度、管路定期检测评估制度、油品定期检测评估制度等。因盾构机的附属油品类型繁多，并且用量很大，所以必须通过实验检测油品质量，以节约成本。在检测盾构机油品时建议选择国家认定的机构，基于中国合格评定国家认可委员会所认可的检测单位、检测机构检测盾构机油品，得到元素浓度、理化指标、贴谱定性分析结果，方便地铁施工企业评估油品。
        第二，标准化的盾构机技术管理主要涵盖：加强对盾构机维修保养人员的技术培训，针对维修保养工作执行技术交底，并提供技术指导、技术监控等，通过技术标准验收盾构机的每一项维修保养作业。在保养盾构机的驱动电机、泥浆泵电机时，必须严格把控润滑周期、所用润滑油类型、润滑油使用量；针对盾构机刀盘安装螺栓、刀具螺栓等的紧固力矩，务必要依据设计规范和相应的螺栓标准执行，具体可参考GB/T3632-1995和GB/T3098.13-2000。
        第三，标准化的过程控制。这主要是监督盾构机维修保养工作过程有没有严格执行技术管理标准，同时监控成本，这是控制盾构机维修保养成本的第一线。通过对过程实施标准化控制，能确保盾构机维修保养严格遵守预定技术目标和要求，避免出现浪费油料、配件等现象，同时要在现场测试贵重部件的功能，如出现问题及时修复或更换，这直接影响着盾构机维修保养成本。此外，要实施盾构机运行的标准化动态管理，及时了解盾构机运行的整体状况，建立盾构机运行状况每日动态横道图示，从横道图示中发现盾构机每一日的出勤率、故障情况，分析并及时处理故障，排除故障之后就将其删除，也可保留在横道图里。
        3.2提供配件保障
        地铁施工设备管理人员、维修保养人员应基于班组建议和盾构机施工历史经验，合理编制盾构机《配件采购计划》，基于维修保养盾构机时消耗配件的情况定期增补配件；在维修保养场地应设置仓库，放置修理工具和配件；基于地铁盾构施工经验，合理编制《维修保养拟更换配件清单》，如果需要更换没有储备的盾构机配件，设备部必须紧急协调，从其他协作单位或者是盾构机生产厂家调货，尽可能确保在24小时以内送到现场，确保盾构机维修保养工作进度。
        3.3做好工作记录
        对于盾构机故障的处理应做好记录，及时进行分析总结，这是提高盾构机维修保养工作效率的保障。针对处理盾构机主要故障的过程应详细登记，做好分析总结工作，为后期处理故障积累最佳借鉴资料。对于盾构机容易发生故障的设备或者是系统，应单独建立故障处理台账，并定期分析和总结，相互交流。如盾构机的液压系统、电气系统、真空吸盘式管片拼装机、吊机等的故障发生率较高，处理每一次故障都要如实记录和总结，为下一次处理故障提供可靠依据，提高处理类似故障的效率。
        结语
        综上所述，在现代化的城市地铁施工中，设备管理的重要性日益凸显，做好盾构机维修保养工作势在必行，在实践中务必要了解盾构机掘进流程，依据使用手册以及盾构机各个组成系统、部件类型等开展维修保养工作，预防为主、养修并重，通过实施标准化管理、提供配件保障、做好工作记录等措施，最大限度预防故障的发生，显著提高盾构机设备完好率，从而保证预期经济效益，提升轨道建设整体水平。
        参考文献：
        [1]任涛,吴涛.盾构配件的使用与管理[J].国防交通工程与技术,2012(S2):82-84.
        [2]李勇强.维尔特盾构机的维护保养及常见设备故障统计分析[J].江西建材,2014(06):285-286.