浅谈盾构机推进系统故障以及维修措施

工业技术

124 2015年30期浅谈盾构机推进系统故障以及维修措施

柯海尧

浙江省大成建设集团有限公司，浙江杭州 310000

摘要：盾构机是地下掘进盾构施工中的主要施工机械，而主驱动是盾构机的核心驱动部件，在盾构法隧道施工过程中起到动力转换和输出的作用。本文就盾构机推进系统的构成出发，阐述了其基本构造以及运行条件，并对其故障及其产生原因，解决措施进行了简要的分析。以保证盾构机推进系统的正常运转。

关键词：盾构机；推进系统；故障排除；液压系统

中图分类号：U455.39 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)30-0124-02

盾构机作是集机械、液压、电气与自动化控制于一体的综合性大型施工机械，推进系统能否正常推进受到的制约条件很多，常见的主驱动异常损坏大多发生在前部密封、密封滑环、主轴承、减速机、主轴承等方面，因此在盾构机掘进中推进系统无法推进，故障很难排除。所以研究分析盾构液压推进系统的故障原因，总结防治措施，显得非常重要。

1 盾构机推进系统

1.1 盾构机推进系统构成

由于盾构机在进行掘进的过程中，会遇到土层、岩石的阻挡，导致其整体受到的地表阻力不均匀，容易出现方向的偏差；此外，其涉及线路往往需要转弯、扭曲，若只依靠单纯的液压缸动力，则难以实现。因此要依靠推进系统调节液压缸来调整盾构机，通过实现扭矩来完成预定的效果。每个盾构机中都含有许多个液压缸，若是根据盾构机的直径已经工作需求，将不同的液压缸进行单独设计，则会耗费大量的人力与物力，且不能很好地满足工作要求。因此，在设计液压缸时，往往采用分组编制的方式，通过不同的组别进行控制。如图1：

图1 盾构机液压推进系统图

注：1．电动机；2.变量泵；3.单向阀；4.比例溢流阀；5、10

比例减压阀；6.二位四通换向阀；7.液压缸（带行程传感器）；

8.液压缸（不带行程传感器）；9.二位二通换向阀；11.压力传

感器；12.三位四通换向阀；13.压力表

1.2 盾构机推进允许的条件

盾构机的推进受诸多因素的影响，主要概括为以下几点：推进电机启动；盾尾注密封脂启动；高压电缆限位正常；水管卷筒限位正常；四个油缸组未出现故障；刀盘转速大于0或螺栓输送机与皮带级联开启；刀盘液压系统最大压力小于设定的最大压力；铰接油缸行程小于最大设定值；后配套油缸液压油压力小于参数设定值。

2 盾构机推进系统故障分析

2.1 盾构推进压力失常

2.1.1 故障现象

推进压力失常主要表现为：对液压推进压力系统进行调整时比例溢流阀失效，系统压力建立不起来(压力不够)、或完全无压力、或压力调不下来、或上升后又掉下来，以及压力不稳定等。

2.1.2 故障原因

推进主溢流阀阀芯卡死在大开口位置，油泵输出的压力油通过溢流阀流回油箱，使压力油与回油路短接；溢流阀的阻尼孔堵塞，或者调压弹簧折断等原因造成系统无压力；溢流阀阀芯卡死在关闭阀口位置，使系统压力下不来；推进油泵转向不对，根本无压力油输出，系统压力一点也不上去；因电机转速过低，功率不足，或者油泵使用日久内部磨损，内泄量大，容积效率低，导致油泵输出流量不够，系统压力不够；阀板或阀件有内泄漏，无法建立起需要的压力；密封圈老化或断裂，造成泄漏，无法建立起需要的压力；千斤顶内泄漏，无法建立需要的压力；推进、拼装压力转换开关失灵，无法建立推进所需的高压。

2.1.3 排除方法

查明产生内外泄露的具体位置，并及时排除；修复或更换主溢流阀，确保主溢流阀无故障；适当加粗泵吸油管尺寸，吸油管接头处加强密封，清洗滤油口。修复或更换油泵，确保油泵运行平稳，无噪声；查明产生内外泄露的具体位置，及时修复、更换泄漏部件；更换老化或损坏的密封圈；更换磨损与损伤的千斤顶密封装置，保证千斤顶运行平稳，无爬行；修复或更换推进、拼装压力转换开关或电磁阀。预防措施：保证系统工作压力小于350bar，避免系统长期工作在较高压力工况下；保证液压阀台，干净、无污染，保证液压系统清洁；保证系统温度小于 50℃，冷却系统要常开；经常检查液压系统，及时发现问题，进行修复。

2.2 推进油缸的同时伸出

2.2.1 故障现象

盾构机组装完成后，进行推进系统调试时，盾构机在推进系统管片拼装模式下，当单个推进油缸在进行伸缩时，有几个推进油缸同时伸出。

2.2.2 故障产生原因

根据以上分析，由于盾构机的停置时间过长，导致盾构机推进系统的单向阀12(见图1)有些锈蚀，单向阀失效，同时回油过滤器过滤效果不好，过滤前后存在压差，从而导致油缸伸出。当回油过滤器更新后，过滤效果良好，过滤器前无压力，从而排除故障。当盾构机掘进系统正常工作后，单向阀12由于经常工作又恢复正常。

2.2.3 排除方法

由于推进油缸伸出，应该是推进油缸的无杆腔进油，才

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