盾构机关键设备状态监测与故障诊断探析

叶雅光

摘要：在时代的发展中，我国经济发展速度得以提升。我国铁路、水利等诸多项目的建设数量也得以增加。由此在隧道施工过程当中，其施工所具有的重要性得以凸显，盾构法施工在应用过程当中，其自身所具有的安全性的较高配件能够确保施工具有高效性与环保性。由此，在隧道施工的开展中，振动法已经得到了充分的应用。基于上述角度，文章对盾构机关见设备在应用过程当中的状态监测与故障诊断方式进行综合性的分析。希望能够为我国的盾构机使用提供一定程度的参考。

关键词：盾构技术;盾构机;技术应用;状态监测

引言

在当前的社会发展中，我国的城市建设速度得以提升，由此也使得经济在发展中的速度得以不断的优化。城市之间经济交流是当前城市发展的重要内容，若想使城市之间能够获得有效的沟通，则需要在城市之间构建沟通“桥梁”，而隧道工程在建设过程当中，是极为重要的项目工程之一。其自身的施工工艺较为复杂，并且会在地下一级施工。在施工过程当中，会受到诸多条件的制约与影响，因此在开发过程当中具有一定程度的难度，。而时代的发展也使得盾构机能够在开发过程当中得到综合性的应用，由此也使得盾构机成为隧道的构建工作过程当中所需要充分运用的重要设备。在盾构机的应用过程当中，对于施工的技术具有更加多样化的要求，由此便需要对盾构机在应用过程当中的设备状态进行监控，并且及时对各类故障进行诊断，确保盾构机施工的效率能够得到大幅度的提升。

1对盾构机状态监测及故障诊断所具有的作用进行分析

目前，社会发展中现代人对于交通的需求量得以不断的提升，由此也使得各项工作在开展过程中均会对隧道予以建设。与其他机械相比，盾构机在应用过程当中，其自身施工的安全系数相对较高，并且能够确保施工具有高度的施工效率。其自身具有较强的连续性，由此使得盾构机成为我国在各项隧道项目施工过程当中所具有的首要选择。盾构机在应用过程当中其自身体积庞大，并且其结构具有高度的复杂性，会由诸多部件予以组成，而各个部件之间拥有着较强的关联性，如果其中任何一个部件存在故障问题，则均有可能使整体庞大的盾构机存在故障停机现象。而如若在施工过程当中盾构机发生较为严重的故障问题，将有可能使工程的施工进度受到严重的影响，甚至会存在人员的伤亡情况。因此，在盾构机的使用过程当中，需要对各类关键设备的状态进行及时的监测，并且需要对故障进行综合性的诊断，盾构机故障诊断在开展过程当中已经能够得到深入性的发展，并且能够对盾构机的故障进行及时的诊断与修复，而在此过程当中，能够使通过盾构机修复次数得以降低，使施工的成本得到下降，同时能够使施工的综合效率得到提升，确保施工过程当中拥有较高的安全性。

2对盾构机的诊断技术分类进行分析

在盾构机的故障诊断过程当中，可以从以下几个角度对其技术进行综合性的分类。首先，在盾构机的故障诊断过程当中，会应用感官检查诊断技术，其主要的模式为人工观察。通过维修人员及操作人员听觉、触觉、嗅觉等诸多感官对盾构机设备以及其零部件所具有的运行情况进行综合性的观测，同时会对主控室所现实的参数进行观测，会对其新运转中的溫度、流量、压力、速度以及电流等诸多参数进行分析，并且对机械零件所存在的发热、裂纹、松动等问题进行初步性的判断。

第二，需要对温度监测技术予以应用。在盾构机的应用过程当中，其温度变化与其自身性能有着较为密切的现实关联。盾构机温度监测技术在运用过程当中会存在非接触以及接触两种测量模式。接触式测温方式在开展过程当中，会应用热电偶测温方法。在盾构的主轴承润滑系统以及相应的液压系统所具有的各个泵站放置温度传感器，由此对其油温进行综合性的监控。此外，现场施工人员会通过手持红外线测温等诸多的设备进行非接触式的测绘，而由此能够更为安全且快速的对变速箱以及电气元器件等诸多部位的工作温度进行有效的了解，并进行综合性的监测。

第三，需要对无损技术进行应用，该种技术在应用过程当中，主要是指通过对工业内窥镜进行应用，对设备内部的情况进行综合性的监测。

第四，对盾构机液压在线实时诊断方式进行应用。在盾构机的应用过程当中，需要对其自身所布置的各项传感器的流量、压力、转速、温度速度以及各个电器的电压、电流等参数进行实时性的监测，由此使盾构机在运行过程当中，如若监测的值超出期限定范围之内，便会产生故障报警，或者进行自动停机控制。

3对盾构机零部件故障机理以及相关特征进行分析

3.1对主驱动故障诊断及相应的特征进行分析

主驱动作在整体盾构机的构建过程当中是极为重要的零部件，如若存在故障，则在洞内很难对其进行有效的拆解，以及各项处理工作，由此需要对各类事故予以预防，并针对该问题开展具有高度针对性的维护保养工作。首先，由于主变速箱在制动机的构建过程当中是其主要动力驱动组件之一，由于其主变速箱在具体的施工过程当中，会承受由设备带来的高负荷，并且其扭矩相对较大。因此在应用过程当中，具有较高的几率发生故障。由于市场现场施工的噪声相对较大，并且在受各类环境的因素影响之下，会对诊断者的判断产生影响。在传统的变速箱诊断过程当中，会应用耳听、手摸等方式，而由此会使得诊出率相对较低，并且会存在误诊、漏诊问题，使施工收到较为突出的负面损失。设备在出现故障之前，往往会存在初期振动特征，因此可以应用振动测试技术，对整体变速箱的运行过程当中所存在的各类特征信号进行综合性的分析，并且进行有效的处理。结合润滑油的磨粒分析，以多种角度进行监测，使故障检出率及预报率得到大幅度提高。

3.2对液压系统故障机理及相应的特征进行研究

盾构机在具体的应用过程当中，其液压系统会对主驱动液压系统以及管片拼装液压系统与推进液压系统、螺旋输送机压系统、辅助液压系统等诸多部件予以构成。盾构机在构建过程当中，其绝大部分工作机构会交由液压驱动予以综合性的完成，液压系统在固定过程当中，是盾构机的核心部分之一。如若液压系统存在问题，将会致使盾构机存在操作停滞以及瘫痪的问题。因此，在对盾构机液压系统进行构建的过程当中，对其状态进行监测有着极为重要的意义。据统计显示，液压系统在构建过程当中，其主要的问题与油污污染有着密切的关联。因此，若想保证液压系统不出问题，则需要确保其油液得以清洁。首先，需要确保加入的油液足够清洁。第二，在维修及保养时需要防止存在外来物对油液产生污染。第，三，系统内存在的滤芯予以报警之后，需要对其进行及时性的更换。

结语

盾构机对工程建设而言有着极为重要的作用，如若盾构机存在故障，将会对整体工程产生较为突出的现实危害。因此，施工方在日常施工过程当中，需要对盾构机的设备状态进行严格的监测，并且对故障检测工作进行综合性的开展，由此确保盾构机能够获得更加平稳性的运行，对施工质量程予以保障。

参考文献

[1] 蒋庆. 地铁盾构设备状态监测与故障诊断研究[D]. 辽宁：沈阳理工大学，2010.

[2] 夏晓中. 南京长江隧道泥水盾构机状态监测方案设计与实施[J]. 国防交通工程与技术，2009，7（6）：38-41，45.

[3] 李志国. 地铁盾构设备状态故障与检测关键技术[J]. 科技创新导报，2020，17（5）：16，18.