盾构机的维修与保养

盾构机的维护与保养张晓峰班级机0801-1班学号20080527【摘要】：盾构机是现代地铁、隧道施工中必备的施工机械。

随着我国高铁建设和城市地铁建设进入繁荣期，大量盾构机应用于施工现场。

因此，对盾构机进行正确的维护与保养对工程建设有重大的意义。

本文从盾构机原理结构出发，提出对盾构机每个部分的维护与保养策略，并对其液压系统的维护提出看法。

同时认为建立盾构机维护与保养机制，对盾构机的维护与保养工作有实质性的意义。

【关键字】盾构机维护保养制度引言随着我国高铁建设和城市地铁建设高峰期到来，盾构法施工以其安全、优质、高校、环保、劳动强度低等优点在地下施工工程中得到广泛应用。

我国早期引入的盾构机已到达一定适用年限和在施工过程中盾构机会出现某些故障，要保证盾构机正常运行，工程建设过程中做好对盾构机的定期维护及工程结束后对盾构机的维护与保养是必不可少的。

本文通过对盾构机原理结构的深刻认识，及施工管理制度的研究，总结了盾构机一些维护保养要点和制度要求。

一、盾构机简介盾构隧道掘进机，简称盾构机。

是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能。

盾构机主要由护盾、挖掘机构、推进机构、排土机构、衬砌机构及辅助机构组成。

护盾一般由切口环、支撑环和盾尾三部分组成；挖掘机构主要由刀头或刀盘及其支承装置组成；推进机构主要由液压设备如油泵、油马达、油压千斤顶等组成；排土机械中的泥水式主要由泥浆管及管道组成，土压平衡式主要由螺旋输料器和皮带运输机组成；衬砌机构主要是管片拼装机械手；辅助机构包括壁后灌浆装置、导向测量及控制装置等。

盾构机的基本工作原理是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。

该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时支承的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。

掘进、排土、衬砌等作业、在护盾的掩护下进行。

盾构机施工主要由稳定开挖面、挖掘、衬砌三大要素组成。

二、维护与保养要点1.刀盘维修1)对刀盘结构和形状进行评估，是否保持完好a)刀盘面板上的耐磨层是否磨损b)对刀盘主体结构及焊缝质量进行检测。

由专业无损检测公司对刀盘主体结构进行超声波检测，确认主体结构安全、无内裂缝、裂缝等焊接质量问题。

c)用测厚仪对刀盘前段面板及后断面板进行板厚检测，如果厚度磨损偏差是在合理磨损以内，则主体结构满足继续使用的要求。

2)检查刀盘上所有的刀具，更换所有损坏的刀具根据勘验统计结果对缺损的标准刀、周边刀、中心刀、保护刀、仿形刀及其紧固件、连接件进行补充或修复，重新焊接刀座、刀体，必须保证其相对位置的准确性。

3)刀盘圆辐耐磨条上堆焊的耐磨条检修如果刀盘圆辐耐磨条磨损严重，则会对盾构机的开挖直径造成影响，维修中应对其进行更换或者重新堆焊。

一般更换耐磨条的原则是针对下一个工程的情况，结合剩余量来决定是否更换。

更换耐磨条时，选用气体保护焊，选用材质匹配的药芯焊丝进行焊接。

最后再用耐磨金焊丝在耐磨条的前后断面及外圆弧面进行堆焊耐磨焊纹，用以加强耐磨条的耐磨性能。

4)中心回转接头维修a)调换各介质输送软管、清洗并疏通各介质管道和抬头。

b)解体检测中心回转接头的轴承，应符合GB/T275滚动轴承的公差配合规定，对超出公差范围或滚动体、弹道、保持架、受损的轴承进行整体更换。

c)检查中心回转接头的回转体和固定体，有无磨损和变形，否则需进行修复或重新制造。

d)更换内外全部密封件。

e)安装连接用紧固件应符合GB1128规定，否则需更换。

f)更换注脂口油咀。

g)恢复后的中心回转接头，须经压力试验和回转情况检验，应无内外渗漏，及异常现象，方能上机安装。

5)刀盘驱动装置维修a)驱动减速机：消除各驱动减速机内外表面油污杂质，并清洗干净；更换齿轮油，检查轴承、轴封、内部的传动齿轮、传动轴及其连接件，更换受损的零部件，保证各润滑油空畅通；检查各驱动减速机输出小齿轮的齿面受损和啮合情况，测量公法线长度不一致程度 0.1mm以及着色探伤存在裂纹的输出小齿轮进行更换；装配后的驱动减速机用手盘动试车时，减速机应运转正常，不得有异常声响及卡滞现象。

b)大轴承：去除各唇口密封外表面的油污杂质，检查各密封圈是否完好，如密封圈有无损害、老化、变形的则进行更换。

更换时应按照清洁安装面、在唇口密封背面进行人字形连续涂胶、并按对角交叉顺序上紧压板；打开大轴承，清洁内外表面、滚道、滚柱、保持架、疏通各润滑油孔；检查滚道、滚柱、保持架的磨损情况；检查全部安装螺孔；检查大齿轮的齿面受损和啮合情况、测量公法线长度，并进行着色探伤；对大轴承的滚道、滚柱、保持架存在磨损，大轴承的齿面受损、啮合不良，以及着色探伤存在裂纹等不良情况，组织专题讨论，作出修复或更换的结论。

2.盾构机本体1)切口环、传力环、支撑环表面检查，修复凹坑、铲平焊渣、平整打磨，对有疑点的部位、吊点范围内的壳体、吊环焊缝进行探伤并酌情进行处理。

2)除了环间的连接缝密封焊暂不焊接以外，需检查全部焊缝，若发现缺陷应清根补焊。

3)主轴承内外密封拆检及其密封性能检测将内密封拆下作外观检查，检查密封是否完好，有无磨损痕迹，有无破损现象。

根据下一个工程对主轴承密封进行评估，看是否需要更换。

回复密封后，进行主轴承密封性能气密性检测，即通过用气压模拟盾构机使用时主驱动内部的压力，通过气压压力的变化来检测密封性能。

4)减速箱与前体联接断面密封更换对盾构机减速箱与前体联接断面密封圈进行更换，并严格按照要求对每一个端面紧固螺栓对行扭矩测试，确保螺栓的紧固程度，防止其在机器运行中松动。

5)检查驱动齿轮与大齿圈一般情况下，不适宜按常规方法拆下所有的驱动齿轮来检查大齿圈的情况，因为那样容易在维修过程中造成污染，而导致机器运行时损坏。

通过液压站驱动油马达带动大齿圈转动，通过观察孔对齿轮进行检查。

正常的主轴承齿轮应该是以下状况：齿圈外表发亮、无锈渣、无磨痕、崩缺等缺陷。

齿圈转动过程无异常响声，振动等现象。

大齿轮和驱动小齿轮未见明显磨损，从啮合情况看，未见异常冲击，啮合状态良好。

大齿圈的固定轮结构未见异常变形，固定轮转动灵活。

如果齿轮状况正常，则可满足使用要求。

6)检查油马达减速箱高速端轴承及刀盘刹车，驱动齿轮轴承等拆检油马达减速箱高速端轴承，检查刀盘刹车片是否完好，检查刀盘刹车压力开关是否正常工作。

7)推进千斤顶检修通过液压站将油压调到设计的最大压力，并在该压力状态下保持，观察期间产生的压力降并观察是否有渗油泄漏等现象。

对于压力降达到标准或者有渗油现象产生的给予更换密封处理；检查千斤顶时拆检千斤顶行程传感器；检修推进千斤顶液压阀组。

8)管片拼装机检修a)拼装盘体：拼装盘体外圈及断面滚道检查，如有变形或其它损坏，应加以修复；检查盘体钢结构及焊缝有无裂缝和变形，采取相应修复措施；检查拼装机回转传动副的技术状态，损坏的进行修复或更换。

b)悬臂梁：检查悬臂梁的钢结构及焊缝有无裂纹或变形，采取相应修复措施；检查各连接件、紧固件是否完好，不然应予更换。

c)提升部分：检查导柱的外形有否变形或锈蚀、坑斑等，变形严重的要进行校正或重新制作；导柱锈蚀、坑斑严重的要进行修补磨削，并以其中最小的一个导柱磨出尺寸为准，再重新镀铬，使镀层厚度不得大于0.15mm，如不能恢复原来尺寸要求，可通过配制导向套内径尺寸来保证一对导柱的互换性要求；检查导向套的磨损状况和导柱的配合公差，若超出配合间隙范围，则要重新制作；密封件及防尘圈等予以全部更换；检查提升横梁的外形、结构焊缝有无裂纹或变形损坏，采取相应的修复措施。

d)钳体：检查钳体各零部件的缺损、锈蚀及变形程度，视情况作相应修复。

e)回转系统：检查回转制动器的零部件如摩擦片、弹簧、密封件等是否完好，否则须更换；恢复保养后的回转制动器须用管片实物进行制动能力试验；检测挡托轮、轴承的技术状况，有否开裂、磨损等实效现象。

相应作出保养或更换措施，对其密封件则一律更换，并疏通注脂孔。

9)盾尾主要维修内容检查椭圆变形量；疏通注浆管及其备用管；盾尾盖板重新攻丝；更换盖板紧固螺栓；制作补齐缺少的盖板；更换盾尾刷；更换弹簧板改造及其更换铰接密封。

10)螺杆输送机修复a)螺杆修复：外形直线度应符合图纸的技术要求，如有弯曲则需采取相应修复措施；检查螺杆连接处的六角方、连接销，如有损坏应采取相应的修复措施；叶片外圆和端面按要求堆焊耐磨层，焊层要求平整并保证与轴心的同轴度。

b)简体的修复：检查简体内壁磨损情况，作修行补修复；简体内表面按要求堆焊硬质合金层；更换壳体法兰连接处的密封圈；检查疏通注水口及注水球阀。

c)出土门的修复：检查出土闸板和滑稽的平两度、平行度，双油缸控制的还需作工作时间的同步性检查，否则校形、更换或调整；更换密封件；蓄能器性能检测、充气压力确认，蓄能器安全球阀及限压阀检查保养。

d)驱动装置：油马达根据推进过程中的使用情况进行判断，作出更换或外送专业厂对其进行保养的决定。

11)皮带输送机检修：勘验、测试马达的性能，进行修复和保养；酌情对槽形辊轴、V形辊轴、挡轮、张紧抢进行保养或更换；勘验主、被动辊轴，对表面人字形胶合面和花纹磨损的，外送专业厂重新包胶或进行更换。

检查轴承座和轴承，损坏的程度；检查机架及联结销轴有无变形损坏，并采取相应修复措施；检查修复或更换刮泥装置。

3.液压系统的维护1)液压油的选择及清洁度a)一般液压油分为以下3类：普通液压油：适用于工作温度较高、运行时间较长、压力范围较宽的系统；抗磨液压油：适用于工作压力较高的系统；低凝液压油：适用于工作温度较低、运行时间较长、压力范围较宽的系统b)保证液压油清洁：液压系统的故障主要由于液压油的污染变质导致的。

所以，现场施工中要注意以下几点：油源清洁、工作区域清洁、系统清洁。

2)泵站日常维护：油泵作为液压系统的动力来源，对于系统的正常使用起着至关重要的作用。

在维护中要从以下方面着手：透气装置：对于盾构机来说由于周围环境比较恶劣，要注意不要有水等通过此处进入油箱。

有些滤芯是多次重复利用的要注意定时拆卸下清洗；泵站油位：对于油箱的油位一定要有明显的标记以便查看，提前加油；油温：盾构机的油箱一般都有温度传感器，当油温高到一定程度，油泵自动停止工作，切忌不要因为一时的利益，将其短接。

油温过高会导致很多的问题，比如，油封提前老化、油泵摩擦加剧等。

3)液压元件的维护：液压泵在出现下列情况之一时，应外送修复保养或更换：排油量不足，执行机构动作迟缓、压力或压力脉动较大、异常噪声、内渗或外漏、泵体发热、变量机构失灵；液压缸或气缸出现下列情况之一时，应外送修复保养或更换：爬行、推力不足，工作不稳定、内渗外漏、活塞杆表面镀层脱落、缸筒凹陷；控制阀出现下列情况之一时，应更换或保养：异常振动或噪声、内渗或外漏、动作不灵或无动作、电磁铁过热或烧毁、调整元件操控实效。