耿彪
北方重工集团有限公司,辽宁 沈阳 11014
摘要:在现阶段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,因此增加了盾构施工中盾构机维护和保养的工作量与难度。
关键词:盾构机;维修保养;措施;
作为自动化、机械化、科技化程度较高的大型复杂设备,盾构机的施工工序复杂,且各个环节相互联系、相互影响,任何环节发生故障都会影响盾构机正常掘进,甚至需要停机修理,这大大增加了设备管理的难度。所以为确保盾构机安全可靠高效地工作,必须注重加强对盾构机的维修保养。
一、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,它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,由变频电机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的压力等保持平衡,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。
二、盾构机维修保养原则
零部件的勘验、检查在有经验的专职工程师的监督和指导下进行,涉及零部件的调换须项目管理人员认可后办理有关手续。必要时关键重要零部件的调换组织有关技术专家讨论研究决定,并办理有关更换手续。勘验、新制作的零部件在有经验的专职工程师组织指导下进行,设备按设备保养修复原则及要求进行,各传动机构按机械保养修理原则进行,结构件的修复一般以磨损的补焊,变形的整形,损坏的更换,遗缺的新制原则进行。维保的各部件均按拆、洗、验、修复、调换、装配、调试工序进行。各部件装配及调试中所加注的润滑油、油脂均按保养手册所需要的品种牌号,不再另行说明。各部件均按清污、除锈、油漆工序进行。盾构分解后,将通过对各零、部件的勘验来确定最终修复方案和工艺细则。电气部分的维保原则是恢复盾构机原有的系统功能。修复或更换缺损的电气元器件,以确保盾构机的整机功能达到原有状态及满足盾构的主要技术参数。电气部分的维保分为三个阶段:第一个阶段是对盾构机进行勘验;第二个阶段是电气系统的修复:第三个阶段是进行电气调试。
三、盾构机的维保对策
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)针对螺旋输送机来说,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。
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.盾构机配件的管理。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,因此盾构机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。根据盾构机各系统的工作状态,有计划的进行盾构机配件的采购与合理库存,在满足施工的前提下,最大限度地减少配件的库存,以减少管理成本以及配件的采购成本。确定配件的合理使用计划,在检修过程中,根据实际需要及时补充采购计划。应严格控制盾构机配件采购渠道,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。严禁用低等级的配件替代原厂配件,对于常用、大量的配件,可从生产厂家进行采购。
总之,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。
参考文献:
[1]李萍.盾构机的维修保养与配件管理.2018.
[2]张建洲.关于盾构机电气设备的保养与维护.2019.