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摘要：近年来，随着城市化建设的推进，城市规模也在不断地壮大，从而导致城市交通呈现爆炸式剧增的趋势，而盾构机的使用率也越来越高，本文主要介绍盾构机的维护事项，并且阐述盾构机常见的故障以及相关处理措施。
关键词：盾构机；维护；故障处理
0.引言
1818年，英国工程师布鲁内尔发明了盾构施工方法并获得专利，其用于建造泰晤士河隧道。随后，在英美法中开展了盾构隧道的研究和应用。二十世纪初，日本引进了盾构机，盾构机在日本迅速发展、应用和创新。盾构机目前主要生产在日本、德国、美国、英国、法国、加拿大等国家。在土木工程领域，“盾”一词的含义是覆盖和保护。这里的外形与隧道断面相同，只是将尺寸略大于隧道外形的钢筒或钢架压入地面，形成保护挖掘机的外壳。套管与各种工作机器和套管内工作空间的组合称为屏蔽机。盾构是一种既能支撑地层压力，又能在地层中掘进的施工机械。屏蔽机的管理和维护采用日常维护、每周维护和强制维护相结合的方式。护盾机工作过程中除进行“日检”和“周检”维护外，每两周停机8-12小时强制集中维护。在强制维修日，机电工程师组织专业技术人员进行全面的维修和保养。
1.盾构机维护
盾构机的保养贯彻“维护并重、预防为主”的原则，严格强调保养和维修，严格执行保养、清洗、牢固、调整、润滑、防腐的“交叉操作方法”。维护可分为日常维护和定期维护。每次换班前、换班后和运行中都要进行日常维护。定期维护。除操作员一级维护外，二级、三级维护主要由维护人员进行，操作员相互配合完成以下情况：
（1）初次维修：主要是维护机器的良好技术状态，保证机器的正常运行。
（2）二次维修：重点检查和调整，从外部检查设备的工作状态，调整和排除故障。
（3）三级维护：对主要部件进行拆卸检查或仪表检测，及时排除隐患。
设备维修是修理设备正常或不正常的原因造成的损坏和精度恶化。通过修复和更换磨损、老化和腐蚀的部件和部件，可以恢复设备的性能。其实质是补偿设备的物理磨损。目的是为了及时恢复机械设备的技术状态，延长使用寿命[1]。
2.盾构机常见故障产生原因及处理方式
2.1泥土黏着并且堵塞刀盘
原因：盾构在粘性土中施工时，粘性土会附着在刀头上。被刀头从开挖面切割后，进入土筒仓，在压力作用下被压实固结。首先堵住刀头支撑臂的中心，然后堵住渣槽，使刀头中心面朝土壤。机体在刀头的挤压下从渣罐进入土仓，最终堵住整个土仓。此时，刀头继续切割土壤，土壤与刀头之间的摩擦产生热量，使土仓中的土壤与刀头固化成“泥饼”。泥饼使螺旋输送机无法挖掘，盾构无法前进。土仓内的高温会缩短刀盘主轴承的使用寿命，甚至对主轴承造成损坏。
处理方法：将刀头空转，通过空心搅拌棒将水倒入土仓，使泥饼在离心力作用下进行下落。保持开挖面稳定，然后安排人员进入泥仓取出泥饼。在掘进过程中，注入更多的发泡剂，以提高土壤的粘度，防止土壤结块。设计时盾构机、空心搅拌棒的分区添加到土壤本增加强度和范围的搅拌，水注入通过搅拌杆，从而达到清洗刀头和土壤的目的。
2.2螺旋输送机不断喷出泥水
原因：施工的盾构机的砂层，由于土壤的高含水量和同步注浆的盾构隧道，毛孔的支持不能完全填满，离开水通道，使土壤筒仓水积累增加。螺旋输送机工作时，先将土仓中的水吸入，然后从土栅喷洒出去。螺旋输送机的除渣排土必须在土壤筒仓中的水被吸干后进行，但土壤筒仓很快就充满了水，螺旋输送机必须先吸水再挖出。这样的恶性循环使得盾机无法正常工作，盾机前进缓慢。
处理方法：首先，关闭螺旋输送机，停止挖掘。让盾构机继续前进，增加土筒仓内的土压力，让剪头切下的土挤压出筒仓内的水。此时，要防止盾构机前的泥浆膨胀和盾尾密封由于土仓的高压而破裂。然后将高浓度的泥浆注入土仓，对土壤进行改良，使螺旋输送机顺利挖掘。最后，在进入富水砂层之前，屏蔽机的推进采用气压平衡模式，但必须注意防止漏气的发生[2]。
2.3头部周期下降
原因：泥浆筒仓实际土压力值低于理论值，造成盾构机连续“撞头”。
处理方法：在实际应用中，使土仓的土压高于理论值，并根据实际情况对盾构前部的土壤进行添加物的改良。施工过程中，根据土层的实际情况，及时调整土压设定值、推进速度和注浆量。
2.4以蛇形前进
原因：如果操作者每次修正盾构中心轴与隧道中心线的偏差，修正量过大，会导致持续修正，盾构呈蛇形移动。
解决方案：操作人员应及时纠正盾构中心轴与隧道中心线之间的偏差，并保证修正量不超过5 mm。
2.5泥土仓压力突然急剧下降
原因：由于土壤筒仓内空气和水分含量高，土壤筒仓内的土壤压力主要是由空气压力引起的。加压空气可以很容易地从泥水层进入螺旋输送机，并迅速从其土壤闸门喷出，使土壤筒仓内的空气压力瞬间释放，使土壤筒仓内的土壤压力瞬间下降。在软土，土壤中的压缩空气筒仓可能会通过软土盾的尾巴，从而突破盾尾密封的压缩空气和释放到盾构机，也会导致土壤的土压力筒仓立即下降。
处理方法：此时，立即关闭螺旋输送机和开挖闸门，不再开挖。此时，盾构机继续推进，同时，根据土壤条件和铣头的转矩，注水体积和泡沫体积减少，从而达到调节的目的泡沫系统中的空气含量，减少空气和土壤含水量筒仓。
2.6停止推送后，泥土仓土体压力自动上升
原因：屏蔽机停止前进后，发泡系统关闭，但若发泡系统某一进气阀失效，阀芯卡住，进气阀仍开启，压力空气继续涌进。土筒仓，使土筒仓内的土压力自动上升。
处理方法：关闭空气压缩机，打开压缩空气储罐放气阀，释放压缩空气，直至土壤筒仓土压恢复。如果土壤中的土压力筒仓上涨太多，为了防止地面肿胀，启动皮带输送机和螺旋输送机，螺旋输送机的发掘门打开，使螺旋输送机在低速运行，然后慢慢发掘地球土壤到筒仓压力恢复。如果土筒仓的土压力略有上升，不会引起地表隆起，此时也不需要降低土筒仓的土压力。检查泡沫系统进气阀，找出进气阀阀芯卡死的原因。更换或修理进气阀，使其正常工作。因此，屏蔽机停机后，除正常检查和维护外，操作者通常不能离开操作室，以确保屏蔽机能够及时检测到并采取应对措施[3]。
2.7螺旋输送机的卸料口形成大土堆
原因：当螺旋输送机被挖掘出来时，会有大量的泥土从螺旋输送机的挖掘门排出到带式输送机的输送带上。由于粘性土层中的土壤分离现象，会使土壤在胶带上打滑，导致土壤不能及时被搬运走。随着传送带不断地挖掘，土壤会越来越多地堆积在传送带上，慢慢地被胶带两侧的固定板进行支撑。由于丘的巨大压力，土底部的丘将运输的磁带和支持的土壤固定板接触带，和磁带不能运输，所以它保持胶带上面，导致螺旋输送机退出。材料开口形成了一个大土堆。
处理方法：当大土堆形成时，应停止挖掘，带式输送机继续运行，然后让人工清理，最后通过带式输送机运走。总之，在遇到粘性土层时，只要操作人员小心操作，时刻观察，及时采取措施，就可以避免大型土堆的形成。
3.结束语
总而言之，盾构机作为隧道的掘进设备，首先要保障其安全性，才能保障在工作中正常操作，并且高效地发挥它的实效性，从而形成最科学合理的掘进操作方式。正常的运行必须要依靠日常的维护和养护来实现。对于设备而言，在使用过程中肯定会存在设备和零件上的损耗，使用寿命一久就会出现或大或小的故障。所以，当盾构机出现故障时，首先要排查原因，分析出故障的根本原因，才能更好地维修和处理，从而保证盾构机及时运转。
参考文献：
[1]寇江安.盾构机施工方面常见的问题及解决方法[J].砖瓦世界，2019，000（002）：138.
[2]刘伟涛.浅谈盾构电气组成系统及常见故障的解决[J].建筑•建材•装饰，2019，000（004）：68.[3]耿盼，李嘉骏.浅谈盾构施工常见机械故障及处理措施[J].居舍，2020（01）：147-148.