维尔特盾构机常见设备故障统计分析

　　1 前 言

　　近些年，随着我国城镇化和基础设施建设的快速发展，盾构技术在我国发展的很快。盾构机是一种集机械、液压、电气和自动化控制于一体，集开挖、支护、衬砌等多种作业于一体的技术密集型大型工程装备，主要用于软弱、复杂等地层的铁路隧道、公路隧道、城市地下铁道、上下水道等隧道的施工。

　　由于其机械化、自动化程度高，科技含量高，控制环节多，工序复杂，并且相互关联，相互影响，任何一个环节出现故障都将影响正常掘进甚至停机修理，这提高了设备管理的难度。为保障盾构机工作的高度可靠性、安全性，必须重视对盾构机及其附属设备的维护保养工作。
　　
　　2 维尔特盾构机简介

　　中建一局承建的东莞城市快速轨道交通 Ｒ2 线工程 2311 标所使用的盾构机是土压平衡式维尔特盾构机，刀盘直径 6280mm。该盾构机由主机、连接桥架和六节台车组成，总长 80 多米。主机分为刀盘、前盾、中盾和尾盾，内含主驱动、人闸、拼装机和螺旋机。台车上布置了操作室、液压泵站、低压配电柜、变压器、润滑系统和水循环系统。盾构机液压系统主要有刀盘驱动系统、推进和铰接系统、螺旋机系统、拼装机系统和注浆系统。辅助系统有水循环系统、压缩空气系统、油脂系统、泡沫系统和膨润土系统。电气系统分为高压系统、低压系统和控制系统。

　　其他辅助系统有单轨梁、双轨梁系统及皮带输送机系统等。

　　为了确保盾构的技术状况，使盾构的完好率和利用率达到较高的水平，必须对盾构及后配套设备进行日常保养和定期维修保养。盾构的维修保养，遵照“养修并重，预防为主”的原则，以开展设备诊断和状态监测为基础，采用日常保养、定期保养和强制保养相结合的方式进行。

　　3 维尔特盾构机的维护保养

　　3． 1 盾构机日常保养
　　日常保养在每班作业前后及运转中进行。日常保养的中心内容是检查，主要检查重要部位和易损部位，并对检查中发现的问题及时处置。

　　维修保养人员对盾构运转状况进行外观目测和仪表数据观测，采用视、听、触、嗅等手段，检查盾构及后配套设备的运转情况，观测操作室的运转参数，检查机件的异响、异味、发热、裂纹、锈蚀、损伤、松动、油液色泽、油管滴漏等，初步判断盾构的工作状态。

　　3． 2 定期保养
　　盾构在使用过程中，必须进行定期保养。定期保养是指按规定的运转时间对盾构及后配套设备进行检查和维护。定期保养包括每周保养和强制保养等。

　　盾构维修保养采用日常保养、每周保养和强制保养相结合的方式。

　　盾构的保养除了在盾构工作间隙中进行“日检”和“周检”保养外，每两周应停机 8 ～12 小时进行强制性集中维修保养。在强制保养期间，应对平时难以全面保养的部位进行保养和维修。

　　4 维尔特盾构机常见设备故障统计分析

　　东莞城市快速轨道交通 Ｒ2 线工程 2311 标包含 1 站 2 区间，即展览中心站、珊美站 ～ 展览中心站、展览中心站 ～ 虎门火车站区间盾构段。盾构隧道包括珊展区间左、右线及展虎区间左、右线，双线全长约7. 3km。

　　本文以珊展区间右线盾构掘进期间的设备故障情况为统计样本，对维尔特盾构机的常见设备故障发生及处理的时间进行列表统计，见表 1。【表1】

　　
　　珊展区间右线于 2013 年 3 月初盾构始发掘进，考虑到在始发段掘进期间发生的故障情况尚不具有代表性，为方便按月统计，本表以 4 月份开始正常掘进后的 7 个月内盾构故障停机时间进行数据统计，对正常的刀盘换刀等定期维护工作不作记录，仅统计突发的设备故障且每次故障时间超过 1 小时以上的情况。从该表中我们可以发现如下情况:

　　( 1) 在 7 个月内设备故障造成的停机时间平均每月为 115 小时计4. 8 天，按每月 30 日计，占每月工作( 掘进) 时间的 16% ，设备的故障率比较高，设备的维护保养工作还有待加强;( 2) 统计期间作为土仓出土的设备螺旋输送机故障率最高，7 个月内合计 184 小时计 7. 67 天，主要表现形式为螺旋机不出土，还有耐磨块的磨损比较严重;( 3) 管片拼装机、单轨梁、双轨梁等用于拼装和吊运管片的设备故障率较高，这些设备主要由人工操作，设备故障原因有部分是人为因素引起的，现场施工人员的技术水平和工作积极性有待提高;( 4) 电瓶车用于渣土和管片等材料的运输，故障率也较高，主要是电瓶车掉轨，基本上每周都会发生，甚至会达到每周 7、8 次之多，除了电瓶车编组中的台车存在缺陷外，轨道的日常检查调整、紧固工作不到位是一个主要原因。( 5) 砂浆泵及罐本体、管路经常堵塞，造成无法同步注浆而影响掘进，施工人员工作责任心不强，对设备及管路的清洗工作不及时、不彻底;( 6) 污水管路堵塞造成盾尾严重积水，无法排水而影响管片拼装，主要原因是盾尾刷损坏而大量漏浆，浆液进入污水管路凝固阻塞管路;( 7) 盾构机辅助及后配套设备的故障率明显高于刀盘泵等主设备，施工单位对配套设备的维护保养工作重视程度还不够;( 8) 盾构掘进配套设备设施多，系统、设备相互关联，相互影响，任何一个环节出现故障都将影响正常掘进甚至停机修理，可谓“牵一发而动全身”，这就要求施工单位对各种设备的维修保养工作都要引起重视。

　　5 结束语

　　设备维护保养工作应严格遵照维尔特盾构机使用手册中的要求，按照以各主要组成系统、各种部件类型和时间间隔分类的表格中所列具体要求，进行维护保养工作。盾构的保养应以保为主、以保带养。保养工作内容主要是: 清洁、紧固、调整、润滑、防腐，亦称“十字作业法”。

　　目前盾构施工中存在一些通病: 重使用、轻维修; 多数施工单位对设备维保的重视程度不够，投入不足; 为赶工期不顾设备运行、磨损规律，忽略了设备的承受能力，一味拼设备，使设备失保失修，设备不坏不修，使本来较好的设备、较完善的功能由于某一零件或部件的失修而造成其他零件与功能的连锁性急速损坏，设备性能状况恶化，反而是“欲速则不达”，影响施工进度。

　　对盾构设备进行认真细致的维护保养，可防止设备零部件非正常磨损与损坏，减缓磨损程度，延长修理间隔期，减少维修费用，加快工程进度。为保证这种良好的状态必须通过正确的操作、及时恰当的维护保养工作，才能防止各种不正常故障的出现。盾构机只有保持良好的安全运行与备用状态，才能更有效地发挥设备的效率，达到高效合理的掘进运行状态。

　　根据现代盾构设备制造及使用的特点，设备维修方式已从最初的事后维修、进而发展到预防维修( PM) 和计划维修( MP) ，现在随着设备诊断技术的发展，正在逐步走向设备状态预知维修。设备状态预知维修是以设备状态监测为基础，以设备故障分析、诊断结果为依据，以设备预知状态为手段而日益成熟的设备维修方式。

　　施工企业应大力推行盾构设备状态维修管理，这将进一步提高设备的维护保养工作水平，从而加快施工进度。

　　随着计算机管理的深入开展，盾构设备的维护保养工作必将进入动态管理和优化型综合管理的新阶段。现代科技成果的广泛应用，是提高盾构设备管理效率和效益的有效手段。

　　参考文献
　　
　　［1］《盾构施工监理指南》暨南大学出版社．
　　［2］《维尔特盾构机使用手册》.