顶管施工配套液压设备故障快速排除法

2014-09-03邓扬

四川建筑 2014年6期

邓扬

(南充市中心医院基建科，四川南充637000)

顶管法在现代城市市政工程地下管道的施工中已被普遍运用。顶管法是一种暗挖式施工方法，这种方法通常在地下管道或隧道要穿越道路、铁路、建筑物或河流等障碍物的时候采用[1]。

顶管法施工就是在工作坑内借助于主顶油缸及中继间的推力，把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起。管道紧随工具管或掘进机后，埋设在两坑之间。这种技术的优点：不开挖地面；不拆迁、破坏地面建筑物；不影响交通；不破坏环境；施工不受气候和环境的影响；不影响管道的段差变形；省时、高效、安全、综合造价低。

1 顶管施工设备

常见的顶管施工配备的设备有顶管掘进机、主顶设备、起重设备、注浆设备等。

顶管掘进机位于管道最前端，用于掘进及导向。起重设备位于工作坑之上，主要用于管节及渣土吊装。注浆设备将调制好的泥浆通过管道上预埋的注浆孔压至管道外壁，以减小管道顶进过程中的摩擦阻力。其中顶管掘进机及起重设备大多由专业厂商制造，机电液一体化集成度较高，工作状况较为稳定，故障率较低。而主顶设备系统加工制作较为简单，但其工作环境较为恶劣，容易受到泥浆、粉尘污染，且现场操作人员往往不具备专业的液压知识，导致系统容易出现故障，并且不能及时排除。

2 顶管配套液压系统主要故障分析及排除

与一般的机械与电气故障相比，液压故障具有隐蔽性和交错性。液压元件的损坏经常发生在内部，不便拆装，且检测条件也有限故难以直接判断[2]。

2.1 液压传动系统的故障

(1)系统总流量不足即液压泵泵油不足，总流量过小，各项动作迟缓无力。

(2)系统工作油压底，各执行元件工作无力或无动作。

(3)系统内泄漏，液压泵、阀及执行元件内泄，造成动作不良或无动作。

(4)系统外泄漏，液压件及液压附件有明显外泄，造成污染或油量不足，油压降低。

(5)振动和噪声，工作时液压件或管路振动和噪声，造成工作不良或损坏机件。

以上几种类型故障在判断时应遵循由外到内、由易到难的顺序逐一排除。建议检查顺序如下：了解故障前后设备工作情况→外部检查→试车观察→内部系统油路布置检查(参照系统原理图)→仪器检查(压力、流量、转速和温度等)→分析判断→拆检修理→试车调整→故障总结记录[3]。

2.2 常见的主顶设备液压系统故障排除

图1 液压系统

2.2.1 主顶泵站不上压力

(1)分析原因

①溢流阀故障：检查阀体、溢流管道是否发烫，如发烫，则确定为溢流阀故障导致系统不上压力。

②柱塞泵内泄：具体表现为泵体发烫，运转时噪音大，回油口发烫。

③主顶油缸内泄：具体表现为油管发烫、活塞杆运动速度不均匀。

④液压油箱内液压油不够，导致泵吸空；油液太脏，导致滤清器堵塞，导致泵吸空。

⑤电机转速不够。

⑥压力表损坏。

(2)故障排除

①溢流阀故障排除：首先检查溢流阀压力是否调得太小，如压力调得太小，则将其调大。如果溢流阀不能调节压力，则将溢流阀卸开，检查阀芯是否卡死，可用清洁的煤油清洗阀体阀芯，待油晾干后重新装配再试。若清洗后还不能正常使用，则检查阀芯回位弹簧是否失效，若弹簧失效，则更换弹簧。若弹簧能正常工作，则检查阀芯阀体是否有划痕，若划痕较轻，可用研磨膏研磨修复。

②柱塞泵内泄故障排除：将柱塞泵拆卸开，认真检查缸体、柱塞、柱塞滑靴及配油盘磨损情况。若配油盘及滑靴端面有轻微划痕，可在玻璃平板上用研磨膏研磨，但要注意研磨手法，保证研磨面的平面度。缸体与柱塞配合面轻微划痕也可研磨修复。若出现拉缸、烧伤等现象必须更换受损元件。

③油缸故障排除：打开油缸，检查活塞油封是否破损，活塞支承环是否磨损，有无拉缸、缸体胀大等现象。现场只能更换油封及支承环，若出现拉缸、缸体胀大现象只能到专业修理厂修理。

④向油箱内加注足够的液压油保证泵不吸空。

⑤检查电压是否足够，若电压不够，则更换供电线路以保证电压；量测电机绕组是否足够，若电机不配套，则更换电机。

⑥更换压力表。

2.2.2 主顶压力大却顶不动

(1)分析原因

①管道摩擦阻力大于主顶力。

②液压油管太长，管道压力损失大。

③控制阀及油管堵塞。

(2)故障排除

①及时启用中继站，减小主顶压力。

②移动主顶泵站，减小泵站与油缸之间的管路长度以减小管路压力损失。

③清洗管路及阀体。

2.3 主要元件故障排除

液压系统主要是由动力元件(液压泵)、执行元件(液压油缸、液压马达)、控制元件(控制阀)等组成。其中故障常出现于液压泵和液压油缸。根据现场施工经验及液压理论，对此作一些简述。

2.3.1 泵的修复

(1)轴承：柱塞泵最重要的部件是轴承，如果轴承出现游隙，则不能保证液压泵内部三对摩擦副的正常间隙，同时也会破坏各摩擦副的静液压支承油膜厚度，降低柱塞泵的使用寿命。拆卸下来的轴承，没有专业检测仪器是无法检测出轴承的游隙，只能用目测，如果发现滚柱表面有划痕或变色，就必须更换。更换时，最好购买原厂、原规格的产品以保证轴承的精度和载荷容量。

(2)柱塞杆与缸体孔：现场可采用研磨的方式修复，但必须注意研磨厚度。缸体镶装铜套可采用缸体加温热装或铜套低温冷冻挤压，过盈装配。

(3)滑靴与斜盘：柱塞杆球头与滑靴球窝间隙超出公差1.5倍时，必须成组更换。斜盘磨损后出现内凹现象时，可采用平台研磨，研磨量不得大于0.18 mm。

(4)配流盘与缸体配流面：摩擦表面可在精度比较高的平台进行研磨。研磨时，对配流盘施加的压力应均匀，以8字形的推磨方法或以旋磨和直线相结合的方法进行研磨。研磨后的配流盘经煤油洗净抛光后，表面不应发灰发疵，应当呈白色[3]。当研磨量比较大时，研磨后应重新进行热处理，以确保表面的硬度。

2.3.2 油缸的主要故障

(1)密封件损坏：将油缸卸开更换受损密封件(O形圈、油封)。

(2)导向套及活塞支承环过度磨损引起密封件快速损坏：当导向套与活塞杆、活塞支承环与缸筒的动配合间隙超过一定限度时，不但会加速密封件的磨损，而且还可能引起液压缸失稳，造成活塞杆弯曲，因此必须对磨损的导向套及活塞支承进行修理或更换。

(3)缸筒裂纹：对于组焊式钢筒，裂纹均出现在焊接接缝处。如果是缸底径向裂纹，现场可以采用沿裂纹开坡口焊接，但坡口必须开到裂纹两端头，坡口深度大于或等于缸壁厚，否则裂纹将继续扩展。如果是轴向裂纹，则可采用在裂纹上覆盖一块钢板进行四周围焊，但焊接时必须缓慢、间断地进行，以防缸筒过热变形影响到缸筒内壁精度。