盾构机再次始发重要部件检测

宋 森

中铁上海工程局集团有限公司

盾构机再次始发重要部件检测

宋 森

中铁上海工程局集团有限公司

随着我国城市地铁、管廊城市建设的快速发展,盾构机施工在我国主要一二线城市得到了快速发展，无论是本土品牌还是进口品牌的盾构机，盾构机发展至今整体技术已趋于优良。当今盾构机打通一条隧道工况良好性能取决于以下几个核心部件:1、主轴密封 2、主轴承 3、推进油缸4、铰接油缸、5回转接头等，以上部件决定隧道施工的成败。以上部件一旦出现问题将给盾构机业主带来较大的经济损失，因此当一台盾构机打通一条隧道后,就要对以上5个重要部件做必要的检测,保证下一条隧道施工的的可靠性能。

关键词：盾构机 隧道施工 快速发展

一、主轴密封(本图参考中铁装备图纸[1])

齿轮油区有两个密封系统：内、外密封系统负责密封齿轮箱内部油液以及对开挖仓内渣土密封，防止渣土和灰尘进入到齿轮箱内。

主轴衬套调整示意图

调整密封工作位置:当盾构机掘进完一个工程后，笔者建议拆机后打开主驱动外密封压环,取出第一条唇形密封和隔环，检查衬套表面磨损情况,是否要进行衬套调整。一般可以从密封唇口磨损宽度测量值来确定衬套调整，根据维修经验，衬套上一般会出现3-5mm宽沟槽，每次调整控制在5mm,一台盾构机最多可以调整2次。从而保证衬套的经济性和合理性。调整后要保证第三道内密封和第四道外密封工作位置。工序：1、松开衬套上的所有螺栓，对称位置预留8颗螺栓，（这8颗螺栓预留10mm间隙）2、用4个千斤顶向外顶衬套，衬套整体向外移动要大于5mm 3、将所有的螺栓加长5mm，将螺栓按对称位均匀紧固。4、更换所有密封和隔环（要看隔套磨损程度）。5、最后将刀盘空转对密封进行运转，检测空转时的密封压力[4]。

二、主轴承

主要由三排滚柱轴承构成,分别承载径向和轴向载荷.滚柱轴承宽度为300-400mm采用铜质保持架，根据盾构机的主轴承国际著名厂家Hoesch Rothe Erdede的设计。主轴承寿命为10000小时,主轴密封设计寿命为6000小时[2]。轴承润滑油采用BP Energol GR-XP680齿轮油采用集中润滑的方式对三排滚柱轴承和6个小齿轮进行润滑，齿轮箱中的油位约为2/3处，因此6个小齿轮全部在油液中，轴承顶部采用强制润滑方式，轴承两侧带密封。主轴承的受力是轴向、径向复合力，为了确保对轴承的滚动润滑，将齿轮箱底部的油用齿轮泵送到同步马达，然后从同步马达均匀的分配到各个润滑点。用这种强制加压润滑的方式，确保每一个滚柱在运动中不会出现点接触摩擦，实现对轴承的动态润滑。当盾构机打通隧道后再次始发时要对轴承密封和齿轮油密封进行打压测试。

三、推进油缸

16根或22根推进油缸为盾构机掘进提供强大的动力，同时对推进中姿态的调整有重要作用。如果推进油缸出现內泄,会出现姿态调整不到位，其油缸压力建立不起来，当盾构机再次始发时要对油缸经行保压测试，方法如下：在油缸腔油口处和无杆腔油口处各加装一个高压球阀，用一个小排量的液压站，液压站的A口B口分别接到油缸的两个腔，向油缸无杆腔供油，将油缸杠杆伸出到管片安装位置，将油缸有杆腔处油口球阀关闭，调节泵站溢流阀，向油缸无杆腔进油口加载到140公斤，此时有杆腔处压力达到400公斤，将油缸无杆腔油口处的球阀关闭；将液压站关闭。观察油缸两端压力的变化，30分钟有杆腔处压力在390-400内就算正常，如果压力下降，说明此油缸內泄严重，应当分解修复。

四、铰接油缸

铰接可以更好控制盾构姿态，使盾构能更好的适应蛇形前进，特别是更好适应曲线前进，如果铰接油缸出现內泄，就会出现盾构机姿态跑偏问题。也会出现铰接行程自己变化等问题。铰接油缸检测方法与推进油缸相同。

五、回转接头[1]

工作原理：通过回转接头，渣土改良用的泡沫，膨润土或水被送到刀盘前面的喷口，超挖刀动力通过回转接头来进行的。回转接头主要分为回转部分（转子）、固定部分（定子）定子通过法兰盘连接到主驱动齿轮箱上，不能转动。转子通过中间过度轴与刀盘连接，随刀盘转动。

因刀盘在土仓内无法观察其转动位置，在回转接头尾部安装解码器，工地调试期间通过校正，使得刀盘位置与主控室显示位置一致，进洞后可通过主控室面板画面实时监控刀盘位置，在对应刀盘开口位置即可进行超前钻等工作。

六、多点泵和HBW

多点泵的检查将泵出口的管路全部打开，启动多点泵观察每一个点的注油量，如有不出油将单个注脂泵打开维修。检查清洗递进分配阀,检查安全是否有开启。HBW将同步马达出口打开启动HBW油泵观察是否都同步出油，如有不出油或出油量少的，分解同步马达检查；检查油脂泵压力是否达标。

七、此外刀盘装有滚刀的，检查滚刀是否有漏油和异响（需要更换轴承和浮动密封）。还需要对液压泵做功率、內泄测试例如力士乐A4CSG355螺旋机液压泵，对螺旋机马达做功率、內泄测试（列如赫格隆内曲线CA70/140马达）、推进泵做测试等。

当盾构机再次始发时,对盾构机进行检测预防重大故障的发生。目前在我国出现类似故障的很多，例如中铁某局广深港客运专线狮子洋隧道的盾构机就是EP2进入齿轮箱、沈阳地铁某台盾构机出现齿轮油外漏等。只要我们对重要部位进行检测，避免重大事故发生，减少设备故障对工程进度的影响，对保证工程如期顺利完成意义深远。

结束语：

盾构法施工是集机械、液压、电气、及土木工程技术于一体的综合施工技术，具有高投入、高技术含量、高施工进度等特点{3}。笔者结合盾构机工作原理和维修经验，希望能对盾构施工的同行一些参考。

[1]中铁装备盾构机图纸

[2]盾构机刀盘控制系统的机理与维护。2007年5月第35卷5期

[3]大型盾构机主轴润滑故障诊断与对策。2010年5月第35卷第5期

[4]盾构机主轴承密封调整和更换2006年第17期