地铁盾构设备状态故障与检测关键技术探究

史刚敏

（中铁二十局集团第三工程有限公司，重庆 400065）

科技的发展使人们的出行方式有了很大的改善，由最原始的步行到后来的骑马、马车，到了新时期的自行车和汽车，慢慢演变到现在的公交、地铁以及飞机等，这些交通工具使得我们的出行时间和经费都有了极大的减少，但是随着人口的密度增加，经常会出现一些交通拥堵的情况，因此地铁就应运而生，成了现如今都市生活中最常见的交通工具，同时，人们积极响应低碳环保的绿色生活，地铁也恰好能够满足这一需求，因此，地下施工成了现在的热门建设项目。

1 地铁盾构设备状态故障与检测的意义

近几年，科学技术一直处于高速发展状态，地铁的普及也是十分的迅速，成了大多数人出行的交通工具，正是因为使用人的数量很多，因此安全性的问题就显得尤为重要。作为建造地铁通道的地铁盾构设备，它拥有多种零部件，构造复杂，且尺寸较大，同时施工过程中发生故障的可能性也大。因此，人们对于地铁盾构设备的检查需要时刻关注，避免因故障带来很严重的安全隐患。而盾构设备维持正常的运行，需要拥有专业的技术人才和检测手段，才能及时解决故障问题，要不然就会延误工期和增加施工成本。所以对于地铁盾构设备的状态故障检测是十分有必要的。

2 关于盾构设备发生故障的原因

盾构设备是集机、电、液、传感、信息技术于一体的专用设备，广泛应用于城市建设、铁路、公路、市政、水电隧道工程。盾构机的绝大部分工作机构主要由液压系统驱动来完成，液压系统可以说是盾构机的心脏，起着非常重要的作用。下面具体对液压泵和液压回路发生故障的因素进行分析。

2.1 液压泵发生故障的原因

液压泵是整个盾构设备里的液压系统的动力源泉，也是整个系统的核心结构部件，同时也是故障经常发生的部位，因此在故障检测中，这个部位的检测十分重要。液压泵开始工作时，会有一种力生成，这些力在一定条件下可以变成振源。振源会向外部传播出一定的信息，其中，它有着3种传播信息的方式：第一种是以金属元件为介质来向外部传播信息，形成了外壳和机器底座的震动异常；第二种是以油为介质向外进行信息传播，对压力油路造成压力，油路受到压力开始摆动，以此来向外传播信息；第三种就是以空气中的气体来做介质，对着空气发出震动，从而形成噪音的方法来对外传播信息，这个就是液压泵的工作原理。

一旦液压泵处发生故障，我们就可以根据这3种传播信息的方式对其进行排查，通过震动、压力、油滴以及噪音对其进行检测。一般情况下，正常的轴向柱塞泵能量都是在基本频率和高倍频率较为集中，并且没有很大的区别，当轴向柱塞泵出现故障，基本频率的能量就显得集中一些。这时可以对每个时间段的指标进行检测，观察指标是否维持在正常水平下，倘若每项都正常，频谱图中显示也正常，就说明液压泵没有出现故障。

2.2 液压回路发生故障的原因

液压系统在一个封闭的回路里可能出现的故障有以下几点：第一,可能是由于压力的失常，压力值的不确定因素导致整个系统产生失压的现象；第二，可能是使用的油没有达到相关规定的标准，油有质量问题，不够干净，其中存在杂质，因而在进行检测时我们可以采用3种方法对使用的油进行检测，分别是铁谱法检测、理化性能指标监测以及光谱法检测；第三，就是液压系统里的油缸运行时出现了差错，导致了整个原件在执行的时候出现了一些问题；第四，可能是由于液压系统内外泄从而导致出现故障。这4点都有可能是造成液压回路故障的因素，我们在进行液压回路故障检测时，应该密切关注这4个位置，来防止故障的发生。

3 关于地铁盾构设备状态故障和检测的技术

3.1 构建相关的数据库

地铁盾构设备的零部件繁多，系统复杂，其中可能引起故障的因素有很多，每当我们遇到这些故障时，应当将故障发生的原因以及解决该故障的方法存入相关的数据库中，给后面人再次遇到相关故障时能够有一定的参考，以便及时采取修复措施。拥有一个信息量足够大的数据库是十分有必要的，倘若发现有什么故障发生，可以及时去数据库中查找相关材料，并对故障挑选一个最适合的方案来进行解决。一个数据库的存在，不仅仅能够给你在不懂的地方提供帮助，也能让你对发现新故障时，能够及时的记录其中，给以后使用的人提供便利，在带来方便的同时，也需要对其问题进行不断的补充，使得整个数据库对地铁盾构设备状态故障的问题研究越来越完善。同时，使用数据库，还能极大的加快检测时的速率，对整个施工项目起着积极作用。

3.2 设计一台推理机

数据库构建完毕后，接下来的工作就是能够及时搜索到数据库中我们需要的相关内容，就跟我们使用字典是一样的，我们需要使用一些关键词才能找到我们所需要的关键部分，这个时候，推理机这一设计就紧随其后的出现了。所谓推理机，就是当我们输入一些相关的数据进去，它能够很快的搜索数据库，找出相关故障出现的症结所在，再根据故障发生的实际情况做具体的分析，逐一排查，最后找到设备故障的具体因素和最佳的解决方案。由于设备的故障原因很难确定，推理机的出现可以很好地解决这方面的问题，快速检测到故障发生原因，提出解决方案，及时找到关键症结，我们可以很快的对盾构设备进行修理，极大的减少了我们在这上面花费的时间，也加快了工作的工作效率，由此可见，推理机的作用很重要。

3.3 实时参数的监控

地铁盾构设备的实时参数的监控是十分有必要的，这一项技术的实施，就是利用了传感器的特征，传感器通过收集到的数据，传输到推理机中，然后推理机根据传输的数据与数据库中数据进行比较，倘若出现故障，传感器传输的数据就会与数据库中数据不一致，同时，推理机会对该数据在数据库中进行搜索，找出其故障出现的原因以及解决故障的具体方法，最后传输到检测人员的显示屏中，运用了这一项技术，能够极快地发现问题、找出问题、最后解决问题，这一门技术可谓地铁盾构设备故障检测的一大利器。

4 地铁盾构设备的后期保养

对于地铁盾构设备的后期保养问题也十分重要，一个再完好的设备，后期如果没有一套良好的保养流程，最后也会出现很多问题，因此，对于地铁盾构设备的保养，我有以下几点建议：①我们在使用完毕后，不能随意地进行拆解，应当在拆解的同时进行检测工作，一旦出现问题，可以及时对设备进行维修工作。②对一些设备的零部件进行维修时，不能没有目的的更换零部件，否则可能会将一些没有出毛病的零件给换掉，最后引起浪费。③严控质量不合格的设备零部件，很多企业喜欢以次充好，将质量差的零件拿出来销售，这种质量不合格的零部件，就很容易给施工项目带来安全隐患，买完了零部件一定要对其进行质量检测工作，以防一些残次零件进入其中，给整个项目带来不好的影响，甚至引发一些安全事故。④对于设备的保养，我们得尽可能少的拆卸或者安装，这样可以防止零件因为使用次数过多，从而造成磨损，影响机器设备的使用寿命。

这些都是我们在对设备进行保养时应该做到的，虽然这些工作看似细小，但对我们今后施工的安全有极大的保障。

5 结语

地铁盾构设备状态的故障与否，是确保地铁施工安全进度的关键，所以对于这方面的检测，我们不能有一丁点的马虎和大意，严格按照检测要求进行故障检查工作，对于设备方面，我们一定要进行极其严格的质量安全检测，防止设备的一些零件质量不达标，最后给整个项目带来安全隐患，只有在安全工作做到位的前提下，我们才能开展下一步的工作。在整个检测项目中，我们可以通过数据库，总结前人的经验，增加自己的见解，使得整个数据库越来越完善，对今后相关工作能够提供帮助。