分体始发盾构的设备浅谈

2014-04-17杜金峰

技术与市场 2014年11期

杜金峰

(中铁十八局集团有限公司，天津300222)

0 引言

目前，我国地铁工程中普遍运用盾构技术。我国运用盾构技术始于1966 年的闭胸式盾构法，现在对盾构的施工技术已逐渐成熟。地铁工程在城市建设中越来越多，为了更安全、高效地完成盾构施工，快速适应市场压力，下面结合武汉地铁6号线马钟区间的施工经验，对分体始发盾构的设备方面遇到的问题难点与应对方案进行总结，希望能对今后非常规性盾构施工队伍提供参考。

1 工程场地限制设备组装

武汉地铁6 号线左线区间总长326.07 m，共217 环，已于2014 年7 月20 日掘进完毕。期间盾构设备需经历一次分体始发及两次转接始发，以及下穿京广铁路与地铁4 号线。因6 号线琴台区间左右线两台分体始发的盾构机台车需摆放在同一场地，我方盾构机进场后，现有场地无法满足台车、浆车及管片的摆放，队领导研究决定临时变更方案，将4 节台车重叠成双层摆放。

工程场地比较有限，这使得盾体各部件在组装时无法在地面长时间放置，每个部件刚进场就要吊装下井。但是中心回转体是在刀盘和盾尾组装好后才运至现场，使得我队不得不最后组装中心回转体。其实应该单独制定回转体组装方案，并组织好抢工人员、工具及时组装。在工程中因为部分管线不够长，所以在重叠摆放台车时需首先考虑管线连接的问题。在工程进行中解决的方法是用桥架上的同类管路代替需要延长的管路，拆除变压器及高压电柜单独放置。由于管路及二次始发时，2 号台车将放在3 号台车的上面，需考虑2 号车在运行中各电机产生的震动问题，如震动过大极易产生设备隐患。因此在大功率电机及液压油箱处加固钢支撑，并每天进行沉降监测。对各电机底座进行加固，防止电机在高空运行中脱落。

因场地有限，外循环冷却水池储水量过小，无法满足盾构施工要求，影响盾构机散热。在工程进行中，利用土斗改良的方法，把土斗加高提高储水量、增大外循环水泵的功率来提高水流量以及在土斗上方增加一个高功率的冷却塔增加散热度。另外，场地条件的限制导致地面的土斗、浆车、管片、充电池，各消耗材料如液压油、泡沫及轨道等摆放不合理，经常影响施工进度。对相关设备的使用及维修也造成一定影响。

2 工程施工中设备问题及解决方案

2.1 分体始发盾构设备管理问题

由于我单位在以往的盾构施工中没有过分体始发的经验可以借鉴，导致我队在施工中遇到了较多非常规的设备难点，详细如下。

2.1.1 管线布置

盾构机自1 号车到盾体的管线都需要从地面延长至井下，走线布线问题是分体始发的首要设备难点。如规划不当会导致管线缠绕打结，影响施工及设备管理。工程中的管线布置是在井口边缘的水泥台阶处打孔或者做一个或几个多分割的模拟线槽，将延长的管路、线路及信号线隔开并分段标记。

2.1.2 泡沫发泡

泡沫发泡因埋深较大，土仓压力较高，且分体始发的管路长达120 m，泡沫系统的发泡效果无法满足施工需要。这样，在工程中将发泡系统从桥架处整体拆除，放置盾体处，由盾体处发泡至刀盘。

2.1.3 土体改良

分体始发系统中泡沫泵水压不够，土体改良效果较差。在工程施工中要根据需要增加一个增压泵，提高泡沫水流量，引一路水管到土仓，掘进时向土仓加水。另外，在武汉地铁6 号线盾构施工中，分体始发技术还有未解决的难题，如油脂系统过载的问题。由于始发工期较紧，分体始发的部分延长管线有被挤压的情况，其中油脂及泡沫系统影响较大。由于油脂系统的供气压力被调高，导致油脂泵经常处于高负荷状态工作，各部件的使用寿命缩短。

2.2 分体始发盾构设备交接问题

为了满足武汉盾构6 号线的施工进度节点，在业主的强烈要求下，公司领导临时决定将存放在广东4 年的S427 设备运至武汉抢工期，我队于指令下达当天即连夜组织拆机运输任务，盾构机到达武汉当天即下井组装，由于时间过于仓促，未与莞惠盾构队进行常规的管理与技术交接，导致S427 设备自装机、调试及始发以来出现很多异常问题。现将一些影响进度的问题罗列出来，供今后的盾构管理与技术的交接参考。

2.2.1 盾构机组装时的问题

盾构机组装时盾尾密封螺栓、注浆盖板、螺旋机销子及油管缺失;刀盘上所有滚刀、刮刀需重新订制，且部分刀座磨损严重造成装刀困难;中心回转体油管、黄油分配块、泡沫、注浆传感器、拼装机编码器等;电瓶车的主电路板、变频器及刹车系统缺失等问题一度长时间影响设备的装机、调试进度。

2.2.2 盾构机调试时的问题

1)盾构机复位系统失灵，整个控制系统送不上电。当时为了不影响整体调试进度，将盾构机复位系统短接，逐级调试，直到找到失灵元器件后才恢复复位系统。

2)空压机系统无法启动。通电后空压机送不上电，反复检查后发现主电源线接地，恢复后正常。

3)泡沫参数设定系统失常。调试时发现在操作室设定的泡沫发生器参数无法起到作用，水气比例不正常，由于调试时发泡效果可以满足始发要求，为了不影响始发及掘进，该参数系统一直处于失常状态。

2.2.3 始发后盾构机在掘进中出现的问题

1)刀盘齿轮油信号报警，且时有时无。这是因为齿轮油信号线从线路中途被并线。维修的时候在线路中途改线难度较大，所以应该从接线端子处更改线路，并且要注意齿轮油的信号线不建议短接。

2)液压油温度过高，油压不足。这是因为液压油程序部分被修改，启动项被调换。维修时不建议更改液压油程序，如果有改的必要，一定要有详细的记录。本工程中油压不足故障是有海瑞克售后工程师修复的，检修效果较好。

2.2.3 分体始发盾构设备老化问题

S427 设备自2010 年从深圳出洞以来未经过常规的评估与检修，又存放了4 年，很多设备老化严重，无法满足施工需求，经常影响施工进度。具体情况如下。

1)拼装机遥控器老化。遥控器线路老化，经常与接收器连接不上，信号时有时无。

2)电瓶车老化。自二次转接后电瓶车下井以来，多次出现因部件老化导致电瓶车无法行驶的情况。如电瓶车刹车突然无法打开，空压机不工作，原因是电瓶车变频器线路老化，空压机无电源供给。电瓶车其中一个逆变器经常不工作，影响机车牵引力，原因是逆变器电路板的航空插头老化，接线端松动。电瓶车突然无法行驶，主电路电压不足，原因是电瓶车与电瓶的连接线老化，电瓶车行驶晃动中接触不良导致电压不足。

3 分体始发盾构设备现存问题

分体始发盾构设备在始发阶段还存在很多问题，虽然已经相应解决了一部分，但仍然存在很多需要注意的地方。如拼装机系统中的抓头阀进水已坏，主要是线圈的问题，已与旋转阀

调换。坦克链条已损坏，要注意管线的连接，以免漏浆。拼装机的遥控器因为信号时有时无，已与深圳遥控器调换。在推进系统中，操作手在拼装时，一定要按照拼装程序进行正规操作，不要让油缸撑靴顶空，以免造成撑靴损坏。目前已有3 号和13号撑靴已损坏。机修时要注意ABCD 区域的压力保持正常。刀盘溢流阀压力不正常，目前已更换配件，但是配件为国产，质量较差，机修时需注意刀盘压力、扭矩和速度。当班机修及掘进班需保持皮带整洁，每环掘进完毕后及时冲洗;并且要经常检查皮带滚轮、托轮是否粘土或者脱落，有问题要及时处理。黄油泵缺少配件一直未能恢复，现用人工添加黄油。配件编号为581728，553216，553157，570615，564760，如果有可能要及时更换配件。在注浆系统中，1 号注浆泵压力传感器无信号反馈，现在与2 号传感器并线使用。操作人员注完浆需及时地清洗管路，注意元器件的保护。双轨梁前后行走与起降开关按钮老化失灵，目前已用空压机及超挖刀的启动按钮更换。分体始发盾构设备在保养上还有很多的问题，需要施工人员细致掌握，确保施工安全有序进行。