张磊
中交一公局厦门工程有限公司 福建 厦门 361000
摘要：盾构机铰接主要有主动铰接和被动铰接两种形式，主动铰接在目前盾构机制造中被广泛采用。该文详细介绍主动铰接唇形密封维修更换技术阐述了实施拆、装前的各项准备和采取的安全措施。着重详解对铰接密封破坏更换的全过程，可供以后盾构机铰接维修做参考。
关键词：盾构机；主动铰接；拆装；维修
1引言
盾构机主动铰接由于频繁活动铰接、超限使用、黄油注入量不足、本身安装质量缺陷等原因造成密封损坏失效无法继续使用。该盾构机铰接部位经清理检查确定密封损坏，经会议商讨决定拆卸铰接并更换损坏密封配件。由于生产进度安排比较紧张，要求按规定时间高效地完成本次维修任务，然而维修人员也是初次遇到维修更换盾构机大型零部件项目，几乎没有以往实用经验可供借鉴，增加了维修的难度。
2维修方案
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图1铰接密封
铰接密封位于中盾前部与中盾后部之间重合部位处，如图1所示。整个中盾由铰接密封处分成两部分-中盾前部和后部。前部主要有22根推进油缸，12根铰接油缸，推进阀组、电箱、电机、油泵、人仓平台等结构件，后部主要是附有尾盾连接法兰的钢环，前部重量有87T，后部有20T。前部推进油缸横穿入后部法兰通孔，中盾前部与中盾后部是靠由12根铰接油缸连接，拆除12根铰接油缸销子分离中盾前部与中盾后部。吊起中盾前部过程中会受到22根推进油缸、12根铰接油缸及6根超前注浆管干扰。衡量以上各部件的重量、尺寸、连接方式及现场情况决定采用1台220T汽车吊，汽车吊起重性能如图2所示，满足现场使用要求。
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图2 220T汽车吊起重性能
用220T汽车吊起吊中盾前部和4个50T液压油顶对称放置于于推进油缸底部均匀顶起方式分离或对接中盾前部与中盾后部，2个分体式液压千斤顶辅助调节铰接销轴和轴孔的轴线对中。吊起后中盾前部平稳落至预先用枕木垫好的平整地面上，清理铰接密封部位杂物，检查铰接密封受损情况并维修或换损坏的密封结构部件。
3安全保障措施
1）对进入现场维修人员进行安全教育培训，起重司机和司索必须持证上岗，要求现场作业人员必须遵守各项管理规定，提高自身安全意识。进行预先性分析，采取必要的防护措施，详细交待工作程序和操作中的注意事项。
2）吊装维修区设置防护栏，禁止车辆及无关人员通过，防止产生人身伤害。
3）吊装时，配齐对讲机，由专人统一指挥，注意与吊车司机密切配合，发现隐患及时报告，做好各种安全措施后再继续下一步工序。
4）作业区域配戴好安全帽，穿反光衣，禁止吸烟。
5）作业中，危险性系数高、难度大的事项至少两人相互配合，注意安全。
6）对现场吊装使用的汽车吊、卸扣和钢丝绳等进行检查，审查吊车性能是否满足要求，卸扣和钢丝绳是否完好。
4维修工器具准备及人员分工表
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5铰接拆装前准备工作
1)需要检修铰接密封的中盾提前规划选定摆放位置，确保场地地面面积和平整度满足吊装要求。中盾前后部分离后有足够合适位置摆放中盾前部，便于后续维修铰接密封。
2)提前预估选定合适吨位吊车，确定吊车起吊位置地基是否平整牢固，。
3)检查对讲机、手拉葫芦、千斤顶、风炮、高压清洗机等辅助维修工具，确保在拆装维修过程中完好。
4)提前将铰接工装、方木、拆卸工具等需要用到工器具准备齐全。
6铰接密封拆装工艺
铰接密封结构由两道唇形密封和一道紧急气囊组成，唇形密封间通过自动注入黄油建压而达到密封效果。如图4铰接结构，图5铰接密封实物：
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图4铰接密封实物
A孔：往第一道密封中注黄油，圆周方向有8孔；
B孔：往两道密封之间注黄油（自动注脂），形成一个密封腔体，圆周方向有8孔；
C孔：使用气囊式密封时，从该孔向气囊注入工业空气；
D孔：紧急情况下用于加注聚氨酯密封，沿圆周有6个孔。
维修或更换铰接密封结构部件需要先将中盾前部和后部分离，具体流程如下图所示。
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图5铰接密封拆装工艺流程图
⑴电气线路拆除
拆除盾体左右侧电箱柜内多芯线、左右侧阀组电磁阀线、行程传感器线、刀盘喷水流量检测线及齿轮油线路并做好标记，将拆除的线从线槽内取出并做好标记后用自封袋包裹绑扎在合适位置，便于下一道拆卸工序开展。如表3电气线路拆装表详细统计了盾体上需要拆除的线路。
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⑵管路、电箱拆除
用扳手拆除铰接润滑黄油管、多点泵处剩余黄油管，然后拆除超前注浆管法兰和左右配电箱固定螺栓，将电箱移到合适位置用手拉葫芦悬挂起来绑牢。如图1管路拆除，注意保存好固定电箱螺栓。
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图6管路拆除
⑶拆除铰接油缸销轴
预先用,4个50T液压千斤顶在推进油缸下方支撑中盾前部， 以此代替需要拆除的12根铰接油缸。千斤顶与推进油缸之间用30*400*400mm平整钢板或厚实枕木衬垫，防止由于接触面积过小，局部受力过大损坏推进油管底部。
拆除铰接油缸销轴盖板前先将12根铰接油缸进行泄压，保证拆卸销轴时不会受力过大，将拆卸铰接油缸销轴工装安装在销轴尾部并用螺栓固定，然后将工装螺栓丝杆与销轴尾部螺栓孔对接上紧，再用气动风炮转动丝杆缓慢将销轴拔出，重复将剩余销轴逐步拔出。如图2铰接销轴拆卸，注意要对称拆卸销轴。
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图7铰接销轴拆卸
⑷吊装中盾前部
220T汽车吊行驶到合适位置撑开支腿，垫好枕木，用4根φ65mm钢丝绳配合卸扣挂住中盾前部吊耳，然后吊车起钩至起重量为80T时用氧气乙炔将焊接在中盾前部与后部的四根槽钢割除。
推进油缸下部4个50T液压千斤顶同步顶起支撑中盾前部，通过调节4个千斤顶的起升高度和汽车吊车司机控制吊钩起重量，保证中盾前部总体重量由吊钩承担，千斤顶主要作用是调整中盾前部垂直吊起。驾驶室和指挥人员注意起吊过程中吊钩的起重重量应该稳定在80T，每次千斤顶起升高差控制在15mm范围内，防止将中盾前部顶倾斜。观察并测量4个千斤顶对应中盾前部上升高度和铰接密封切口环处间隙大小是否相同，即保持中盾前部起吊过程尽量水平，保证中盾前部不会由于吊装和顶起过程中发生偏心而导致铰接密封拆卸时发生损坏。
注意推进油缸、超前注浆管与中盾后部法兰通孔之间，防止起吊过程中发生碰撞。中盾前部吊起后放置在预先确定的摆放位置，底部用3组200*300*1000mm方木呈三角形垫住推进油缸。如图3所示中盾前部吊装。
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图8中盾前部吊装
⑸铰接密封清理、检查
用高压清洗机冲洗压板、唇形密封和紧急气囊间隙内的泥土，勿将清洗机枪头离唇形密封和气囊太近，防止损坏表面。若间隙内嵌有石子等颗粒物，用一字螺丝刀小心将其取出。铰接密封清理干净后检查所有压板、唇形密封和气囊，主要检查项目：压板是否变形、缺失；压板螺栓有无断裂；唇形密封和气囊是否损坏。
⑹铰接密封拆卸
交接密封压块共上中下有三种，上、下部是8mm内六角螺栓连接在盾体上，中部用10mm内六角螺栓连接在盾体上，拆卸压块从下往上，依次先拆下部一圈，下部压块拆完取掉下部一道唇形密封，然后依次拆掉中部压块，拆完取掉中部一道唇形密封，最后拆掉上部压块，拆完取掉上部紧急气囊，每拆掉一个压块上的螺栓用螺丝刀小心将压块取下来。如遇螺栓断丝用移动手电钻取出断丝再用攻丝器重新攻丝。
⑺铰接密封安装、涂抹黄油
清洁中盾前部铰接壳体表面杂物，涂抹黄油，安装完好的紧急气囊和唇形密封。安装铰接密封自上而下顺次按压块标号组装压块。安装时注意以下几点：a、安装压块是保证压块与压块之间留有间隙，底部压块下端与盾体切口环保持齐平，防止盾构机掘进过程中使用铰接调整致压块受力过大引起压块螺栓崩断而使压块脱落；b、检查8处预留黄油孔压块是否安装正确位置，该黄油孔作用是多点泵自动往铰接部位两个唇形密封之间注入黄油；c、所有压块组装完成后再顺次复紧螺栓一遍，然后再密封表面涂抹黄油。
⑻中盾前后部吊装对接、安装铰接销轴
用260T汽车吊起吊中盾前部对接中盾后部，分4个方位观察中盾前部下落过程中推进油缸、铰接油缸是否会与中盾后部和超前注浆管路干涉，若干涉则用分体式液压千斤顶微调方位。待缓慢下降至铰接油缸销轴孔中心与中盾后部上铰接支座中心孔接近对中时开始用分体式液压千斤顶微调逐个安装铰接销轴，销轴全部安装完成后用4根槽钢将中盾前部、后部焊接固定，注意中盾前后部重叠处铰接密封部位禁止焊接，防止焊接的高温损坏唇形密封和紧急。
⑼线路、管路、电箱等恢复
安装中盾配电箱，恢复铰接密封和多点泵黄油管路，按照电气线路拆装表中标明线号将线路恢复连接且线路按规范绑扎在线槽内。
7结论
本次盾构机铰接密封维修采用上述方案，不仅安全成功地将本次维修维修任务圆满完成，还为以后盾构铰接密封维修提供一次扎实可靠的实践经验。同时，这次维修也填补了我们对盾构机复杂结构部分维修空白，逐渐夯实了技术人员的维修理论基础。
参考文献
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