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1、土压平衡盾构机的维护,目录,1 土压平衡盾构机简介 2 维修篇 2.1 设备的清洁 2.2 刀盘刀具 2.3 记录管理 2.4 配件管理及设备大修,1.1土压平衡盾构机简介,使用篇,1.1.1土压平衡盾构机工作原理,图-1 土压平衡原理示意图,土压平衡就是在盾构开挖时，利用土仓内的土压或加注辅助材料产生的压力来平衡开挖面的土压及地下水压力，以避免掌子面坍塌或地层失水过多而引起地表下沉的一种盾构掘进模式。如图-1所示，在盾构开挖时土仓内的压力P2和掌子面上的压力P1相平衡，其中P2包括土仓内碴土的压力和注入材料的压力，这种掘进模式即为土压平衡模式，P1等于土柱压力和水柱压力的总和。,使用篇,1.
2、1.1土压平衡盾构主机结构组成,使用篇,1.1.土压平衡盾机分类,土压平衡盾构机按其铰接结构形式可分为三类 主动铰接式盾构机 被动铰接式盾构机 无铰接式盾构机,推进缸固定在中体上,铰接缸联接在前体与中体间,铰接缸联接在盾尾与中体间,推进缸支撑在中体上,维修篇,.设备的清洁,一个公司对于设备的管理水平首先就是看设备的清洁，设备就象人一样，如果一个人脏乱差那别人都不愿意亲近，如果设备上脏乱差，那他的维修和操作人员也愿意接近，设备越脏则人越不愿意去维修，长期下去机况将会越来越差，腐蚀越来越历害，以至重要的部位无法检查，也不愿去检查。如右图为某盾构公司在广州的盾构。,维修篇,.刀盘刀具,及时检查更换刀
3、具的重要性在掘进过程中一定要及时检查刀具，发现刀具磨损后一定要第一时间更换，不要报有侥幸心理想到达预定地点再换。刀具在发生异常后磨损是非常快的，也许一环是磨没了，以下是几个案例： 案例一：深圳铁一号线工程地质主要为全/强风化地层，在掘进过程中，前后三次遇到地质突变，一次为上软下硬的地质不均地段，两次为孤石侵入隧道洞身范围。掘进过程中，初期遇到地质突变未引起施工方足够的重视，待盾构机掘进遇到困难，无法推进时才想到开仓处理，此时刀盘已遭到严重的磨损。由于地质条件影响，停机位置已不具备开仓条件（在无地层加固的辅助措施下进行开仓作业将导致地表沉降不可控制），不得不先后两次停机一个月进行地层加固处理，后
4、开仓维修刀盘、更换刀具。此工程因为刀盘需要检修而导致工期滞后达半年之久。其中第二次损坏：刀盘前方靠外部出现最高强度高达156Mpa，最大外形尺寸达到2500mm（掘进方向长度）2700mm（宽）1800mm（高）不规则形状的孤石。刀盘面板14处被磨穿；滚刀遭到严重的弦磨和损坏，其中外围的滚刀刀体弦磨超过200mm；所有刮刀、外部切刀损坏。,维修篇,.刀盘刀具,维修篇,.刀盘刀具,案例二：广州地铁四号线盾构在江底施工时，在未掘进到指定换刀位置时判断刀具发生损坏，但由于盾构机处于江底，无法开仓，也无法采用地表加固的手段进行开仓，在此情况下继续掘进了环，发现已经无法掘进。在不得已的情况下，采用超前加
5、固后带压进仓检查刀盘。结果发现刀盘中心部位10号刀致17号刀之间540mm范围内刀盘面板磨损近125mm深，面板已完全磨穿，部分刀座磨掉，最后不得已采用在右线相同位置开挖横通道，到左线刀盘部位进行刀盘面板修复，而此项目由于刀具原因采用带压进仓换刀9次，累计120余天。工期滞后个月，为确保工期采用了加设暗挖段，及盾构机调关施工等一系列措施，直接投入成本将近2000万,维修篇,.刀盘刀具,案例三：广州地铁某工程，在掘进过程中未能及时检查刀具，在盾构机无法推进时，仍不检查刀具，而是请外方人员进行操作，而外方人员仍可以以每分钟mm的速度掘进，最后外方人员提出，不能在掘进了要检查刀盘时，该项目人员才检查
6、刀盘，从图片可以看出，在这种地质下，随时可以开仓，但由于不重视刀具管理导致了严重的损失。,维修篇,.刀盘刀具,案例四：软土掘进时，也应重视刀具管理。图示为某北京盾构工程因刀盘中心结泥饼而导致刀盘中心磨损。,维修篇,.刀盘刀具,刀具检查要点刀具的检查在硬岩及复合地层是非常重要的工序，有计划的检查刀具有利于提前发现异常损坏的刀具，防止磨损扩大化。因为一把刀损坏以后，周围两把刀的破岩工作量加大，刀过快损坏。最后导致刀具大面积损坏。检查刀具一般检测刀具的磨损量，滚刀的转动效果，刀圈有无裂纹，有无漏油。不仅是滚刀，刮刀和切刀同样重要，滚刀在没有刮刀保护的情况下，刀很快会损坏，主要是这些固定是刀具有修正掌
7、子面的作用，可以将滚刀破碎后的岩石刮下，使滚刀有更好的破碎环境，有硬岩掘进经验的人都会知道切刀在硬岩中的磨损也是非常厉害的。同进时边刮刀可以修复已成形的洞壁，防止盾壳被卡也有很大的作用。刀具损坏主要体现在，一是刀盘扭矩上升，掘进速度减慢，增加推力速度提升不明显，三是出碴温度较高。四是听盘内出现嚓嚓的撕裂声音。,维修篇,.刀盘刀具,刀具安装要点换刀一定要注意过渡刀的安装，注意新刀与旧刀间的高差不能大于5mm。（这是我们的总结值，具体可根据不同厂家的经验进行调整，但5mm应该是极限值。换刀过程中要注意清洁，将刀座，螺栓孔清洁彻底，防止刀被卡住或螺栓无法紧固。螺栓紧固要防止超扭矩，在广州地铁四号线就
8、发生过由于螺栓紧固力扭过大而失效，导致掘进过程中刀具异常磨损（因为震动）。螺栓一定要手紧到位后再用风动或扭力扳手紧固。在刀具磨损较大的情况下，在换刀前一定要将刀盘后退，否则刀具刚装上由于贯入度过大导致损坏的可能性非常大。可能大家会发现由于刀具磨损过大，装上刀后没掘几环刀具又损坏了，主要原因可能就是因为贯入度过大受到了损伤。如果在确实没有办法的情况下，必须掘进几环后再次检查刀盘换刀完成后在启动刀盘时，一定要等刀盘转动平稳后再掘进，而且掘进中采用小推力，低速掘进，待刀具磨合到一定程度后再加快速度。,维修篇,.刀盘刀具,刀具更换的方案（敞开式（直接、降水后）、地层加固（超前加固、地表加固）、带压进仓
9、）1是敞开式换刀，及在地层有一定自稳能力的情况下，可以采用直接开仓，或降水后开仓（成都）在地层情况较差，无法自稳的情况下必须先进行地表加固进行换刀，必要进可能用超前加固配合（日本有一种超前加固设计可将掌子面范围内全部可以加固的方法，但从未用过）。3带压进仓，在无法采用前两种方法，而且地层能够保持气压的情况下可以采用带压换刀作业，带压是充许空气有一定量的泄漏的，但速度不能太快，即补气能及时补充，气压波动不能大于0.1公斤（人在里面就如同，从1米水里被按下去又拉出来一样，已经很受了，如果再高就受不了了）。,维修篇,.记录管理,油水检测在液压系统及润滑系统中油的质量直接影响着元器件的寿命。如果油杂质
10、过多，会导致精度较高的接触面磨损，无法形成良好的油膜，降低润滑效果。油水检测是指导及时更换油品确保润滑质量的重要手段，也是评估设备的磨损的重要依据。因此一定要坚持油水检测，建立检测台账及时分析油水情况。（力土乐的泵，为球面配油，球面间靠油膜来润滑的，如果一旦产生刮伤将无法产生油膜很快损坏无法使用）。 压力记录在液压系统中的各系统压力一定要做好记录，可以说电气故障反映在电流电压的变化，液压系统主要反映在压力上。压力记录有利于对设备的磨损情况进行评估和故障的诊断。如果系统压力产生较大的变化应及时进行分析和调整。 维修记录维修过程一定要建立记录，将维修项目处理方法及所用工具记录，以便总结，如再出现同样的问题就不用再走弯路。,维修篇,.配件管理及设备大修,配件的计划及采购及管理成立配件管理的部门，建立配件台账，统一调配，定期要求各设备管理部门做计划，根据库存情况统一采购。而且这个部门可以直接与国外建立关系，可直接向向国外配件原始生产厂家采购。 设备大修的协调与监控由于各个项目成本原因，导致盾构机维修不彻底，维修过程中存在一定的肓目性，修理的质量无法保证。设备维修应成立专业的维修公司，在设备施工完成后，由主管部门牵头进行评估，确定修复的内容。由维修公司制定修复方案，并严格按方案执行，过程中由主管部门进行监按。,谢谢大家！,
