盾构机及其维保技术的实践与探究

王超

（中交一公局第八工程有限公司，天津 300170）

在目前我国不断增多的大型隧道工程施工中，盾构法成为应用最为广泛的施工方法之一，此种方法就是利用盾构机来进行隧道掘进和支护施工，表现出具有较高自动化、不受气候影响以及显著节省人力和成本等优点，同时也有助于在隧道施工中做好地面沉降控制，有效降低地下隧道施工对地面的影响，表现出施工效率高以及经济合理等特点。但是由于盾构机具有较为复杂的结构组成，增加了盾构施工中对盾构机的维护和保养工作量与难度。为此，本文就针对此内容开展深入研究。

1 盾构机的工作原理

简单地说，盾构机就相当于一个圆柱体的钢组件，他的基本工作原理就是边向前推进边对土壤进行挖掘，在沿着隧道轴线向前推进的同时，也利用其圆柱体的壳体对未衬砌的隧道段起到支撑作用，在承受周围土层压力的同时，也阻挡来自地下水的压力，确保挖掘、排土以及衬砌等作业的顺利开展。具体地说，在其掘进环节中，主要是通过推进油缸来推动盾构机前进，同时利用液压马达的动力来驱动刀盘旋转进行土层的切削。在此过程中可以将持续切削下来的渣土通过螺栓输送机向皮带输送机上运输，然后运至渣土车的土箱中，最后通过竖井运至地面。在上述过程中，需要确保渣土经过刀槽进入泥土仓的阻力与泥土仓的土压、开挖面的土压和地下水下压等保持平衡，以此来避免出现地面部分的坍塌或隆起问题，确保开挖面的稳定。最后针对管片拼装来说，也就是在使用盾构机进行掘进一定距离之后，需要在操作人员利用拼装机对单层衬砌管片进行拼装，确保隧道的一次成型。

2 盾构机的组成分析

盾构机的组成比较复杂，通常将其组成部分分为盾体、刀盘驱动、双室气闸、管片拼装机、排土机构、后配套装置、电气系统以及辅助设备等几个部分。其中的盾体主要有前盾、中盾和尾盾组成，前盾与承压隔板进行焊接来对刀盘驱动进行支撑，并隔离泥土仓和工作空间。中盾通过法兰和螺栓与前盾连接，通过其中的油缸来推进盾构机前进。尾盾通过铰接油缸与中盾连接，便于盾构机转向。刀盘在则盾构机的最前面起到对土体进行切削的作用，而且结合不同的土质来选择硬岩刀具或软土刀具，同时通过外侧的超挖刀来进行转向掘进。在前盾承压隔板的法兰上通过螺栓固定着刀盘驱动，由9组马达和主齿轮箱组成。在前盾上海安装有双室气闸，通过对气闸前室和主室之间压力的调整，确保工作人员适应常压和开挖仓压力之间的变化。

3 盾构机的维保措施

3.1 机械维保

（1）针对盾体结构，需要对盾尾的密封情况进行检查，及时处理出现的漏水和漏浆问题。还要将盾体底部的各种杂质等去除，且在管片安装之前对其外表面进行清理，做好油缸柱的检查，保证其不存在划痕。

（2）做好对旋转接头的检查，及时发现和处理此位置的泡沫漏出问题。

（3）做好对主轴承油位的检查和油的补充，及时发现和处理此位置的齿轮油泄漏问题，排除马达减速箱中的异常噪音问题。

（4）针对皮带输送机，需要对其托辊和挡边辊上的泥进行清理，同时要对其是否出现磨损或卡死问题进行检查。检查和处理皮带的磨损问题，通过调节或更换来保证其刮泥效果。还要对渣口挡泥板进行检查并及时进行胶皮的更换。针对皮带来说，需要保证其张进度以及冲洗效果，调整其中存在的跑偏问题。

（5）针对螺旋传送机来说，重点对其驱动装置是否存在油液泄漏问题以及减速箱油位进行检查，还要对闸门和伸缩缸的润滑情况进行检查，对杂物进行及时清理。

（6）针对拼装机，需要对轨道和轮子的杂物进行及时清理，还要检查并排除抓取机构和定位螺栓的破裂或损坏问题。

（7）针对压缩空气设备来说，做好空气过滤器的除水和清洗工作，还要做好空压机的清洗、皮带松紧度的检查、空气管路上油水分离器的检查和清洗、管路和阀门的检查和修复、压力容器的检查等。

（8）针对注浆泵来说，主要是对其液压油也为进行检查，并使用黄油对砂浆罐闸门丝杠进行涂抹，以及对此砂浆罐外的冷凝物进行清理。

（9）针对水系统来说，做好对其流量、水位以及污染情况的检查，还要对水管路上的压力和温度指示器进行检查或更换，以及及时检查和更换存在泄漏问题的水管路以及管路闸阀。

（10）针对液压油箱，需要检查和确保其油位高度在总油量的2/3以上，检查和确认油箱上不存在碰撞和外部损伤问题。针对液压系统来说，则需要对管路连接位置以及设备是否存在油液渗漏问题进行检查，还要检查油箱上回路过滤器、系统压力以及其他部件的损坏和渗漏问题，做好对水泵运行声音的监听和异常情况的及时处理。

（11）做好对管片吊机行走轨道的清理和吊具磨损请的检查。

总的来说，盾构机的维修保养，遵照“养修并重，预防为主”都原则，采取日常保养、定期保养和强制保养相结合都方式进行，项目部机电工程师每天要对盾构机及后配套设备的运转情况进行巡查，对盾构操作人员填写的《盾构机运转记录》和维修保养人员填写的《盾构机日常保养记录》逐项检查确认，及时发现故障隐患，做好预防性维护，以保持盾构机状态良好。

3.2 电气维保

一是针对所有开关、强弱电电缆、继电器以及各种重点设备等电气元件开展维修保养工作，也就是由工程师和电工在施工期间对各个强电部分和弱电部分开展元件运行状况的检查和记录工作，定期开展维护保养，便于拆机之后开展更好的维护工作。此外针对电器设备来说，需要检查所有电缆的护套和接头，还要开展断路器试验，检查与机架的连接程度，接触点是否出现损坏问题。同时还要对配电柜是否清洁和密封进行检查，每两年对润滑油进行一次更换，做好对旋转限位的链条张力的检查和润滑。最后对高压电缆卷盘进行检查，以及对润换油进行定期更换，对传动链条进行润滑。此外，还要对其中的变压器各个部件尤其是连接端子、空压机的V形皮带、空调过滤网、电机接线端子以及各种机柜的线路和器件等进行检查、固定和相应的润滑、清理等工作。

3.3 盾构配件的管理

盾构机维修必然用到相关的配件，因盾构机配件管理有其特殊性，因此盾构配件的采购便显得尤为重要。

由于盾构机配件都特殊性，对于价格高、不易损坏、生产周期长的配件，可和生产厂家合作，存放厂家内。需要时随时运输。以降低配件采购资金及库存量。对于易损件，可根据设备新旧情况适量库存。

根据盾构机各系统都工作状态，有计划都进行盾构机配件的采购与合理库存，在满足施工都前提下，最大限度地减少配件都库存，以减少管理成本以及配件都采购成本。确定配件都合理使用计划，在检修过程中，根据实际需要及时补充采购计划。

应严格控制盾构配件采购渠道，并严格控制配件质量，一个质量高都配件，往往顶的上两到三个残次品的寿命，期间还会节约人工成本以及推进工程施工速度。严禁用低等级都配件替代原厂配件，对于常用、大量都配件，可从生产厂家进行采购。

4 结语

在应用盾构机开展隧道工程施工中，为了发挥其具有较高效率、较高安全性等隧道工程施工优点，需要结合其运行原理和不同结构，开展其运行中的维护保养工作，做好设备的每日检查。重点针对其中的重点机械部件和电气部件开展清洁、润滑、紧固以及调整等维护保养工作，减少或避免其运行中的故障，保证其高效和稳定运行。