地铁盾构施工设备管理与维保研究

地铁盾构施工设备管理与维保研究

张佳明,郑淼鑫,尚俊兆

中铁隧道股份有限公司  河南省郑州市  450001

摘要：在地铁隧道工程中，盾构机是一种非常关键的施工设备。因其频繁的使用和高强度的工作，导致了设备失效故障率较高，不但会缩短设备的使用寿命，还会加大工程建设的安全性和工作效率。因此，设备工程师要充分认识到盾构施工设备的管理与保养工作的重要意义，按照设备管理与维护的规范要求，及时对其进行检修，解决设备存在的问题和安全隐患，提高设备的可靠性，保证地铁施工的顺利进行。

关键词：地铁盾构；施工设备；管理维保

1盾构技术发展历程

20世纪70年代美国最早提出盾构施工技术，当时美国采用初级盾构机Brunel修建了南达科他州的水坝，显著提高了施工效率和质量，同时使用成本是传统施工方法的70%左右。建设工程单位认识到该技术的优势，开始加大对该技术的应用和研究，尤其是隧道工程中，该技术备受青睐。当前很多国家已经纷纷采用这一技术建设地铁隧道工程。近些年，信息技术的发展促使人们对盾构技术有着更加深刻的了解，各种自动化、智能化技术开始逐渐应用于盾构设备中，加上该技术绿色环保等特点，促使隧道工程广泛地推广应用盾构技术。地下隧道工程建设中首先要详细勘测施工区域周围地质条件，岩土类型决定了盾构机械设备的选型和施工工艺流程，技术人员可以根据实际需求搭配使用各种型号的设备。我国有着较多类型的地形地貌，各个地区地质条件差异性较大，有的城市为砂卵、岩层地质，有的城市为软弱地质，针对不同的地质条件，可以选择明挖法、矿山法、盾构法等施工方式，如果条件允许，可以优先选择盾构施工方式。

2.地铁盾构施工设备管理措施

2.1监测监控管理

为提高盾构施工现场安全可以加大监测力度，根据工程施工进展情况完成施工测量方案的编制，并且向上级主管部门提交申请，在获得批准后根据规范和设计要求控制地表沉降值和地表构筑物沉降值。该工程建设中，根据实际情况按照70%的预警值、85%的报警值设置具体参数，具体监测监控数值见表1。

表1监测控制标准值

2.2盾构机密封

盾尾密封处理主要是避免盾构机内部流入水体、沙土等杂质。通常采用多层密封方式密封处理盾尾部分，将油脂注入到各个密封层之间。通过盾尾密封不但可以达到润滑的效果，还可以有效避免地下水入侵损害盾构设备零部件。现代盾构机通常采用自动方式进行盾尾密封层油脂的注入，也就是按照设定的工作程序将油脂自动注入到密封层中，如果在盾构掘进过程中遇到漏水的情况，技术人员应当及时暂停掘进施工活动，可以采取人工方式将油脂注入其中，完成油脂注入检查其密封性达标后方可继续盾构。施工人员严禁在突发漏水情况下继续施工，避免损坏盾构机械。

2.3盾构机油压驱动装置检查

按照1~2个月1次的频率采集液压油，由专业的检测机构检测液压油的质量，及时进行液压油更换，避免损伤设备。有的盾构机会用过滤网处理主油箱进出油口，将液压油中的杂质筛除。为了监测过滤网工作状态，还可以设置压力表、压力传感器，每个班组在正式施工前都要细致地检查过滤网的工作情况，如果压力值达到一定范围应及时将液压系统中的过滤网更换。只有保证驱动装置清洁度和额定压力，才能保证在具体盾构施工中设备处理安全可靠的运行状态，进而保证顺利高效地完成盾构施工任务。

2.4流体辅助系统管理

2.4.1 HBW油脂密封系统

HBW油脂密封系统主要由气动油脂泵、分配阀、注点管路等组成。其常见故障有2点：一是气动油脂泵异常。其原因是气压源压力不足或无压力，气动油脂泵自动换向阀阀芯发生卡死情况，油脂桶内空气未排净。处置措施为检查气压源，调整压力至0.4~0.5MPa，拆卸清洗自动换向阀阀芯，排净油脂桶内空气。二是分配阀动作异常。主要原因是阀芯有异物卡死或注点堵塞，致使分配阀无法工作。处置措施为拆卸阀体，清洗阀芯，修复或者拆卸排查堵塞的注脂点，疏通注脂点后安装。

2.4.2盾尾油脂密封系统

盾尾油脂密封系统主要由气动油脂泵、压力感应器、气动球阀、注点管路组成。其常见故障有三点：一是气动油脂泵异常。主要原因是气压源压力不足或无压力，气动油脂泵自动换向阀阀芯发生卡死情况，油脂桶内空气未排净。处置措施把压力调整至0.4~0.5MPa，自动换向阀阀芯进行拆卸清洗，把油脂桶内空气排净。二是气动球阀异常。主要原因是气压源压力不足或无压力，气动球阀换向阀阀芯出现卡死情况，气动球阀电磁线圈故障，气动球阀机械部分卡死。处置措施为检查气压源，调整压力至0.4~0.5MPa，拆卸清洗换向阀阀芯，对气动球阀电磁线圈进行检查修复或者更换新的线圈，并把拆卸的机械部件清洗安装。三是压力感应器异常。主要原因是压力感应器接线断开或注点堵塞，造成压力感应器超压损坏。处置措施为检查感应器接线，修复或疏通注点，更换感应器。

3地铁盾构施工设备维保措施

3.1明确设备管理人员职责

① 熟悉盾构施工设备。盾构机是地铁工程施工中的重要设备，如果出现故障，将会导致整个工程停工。因此对盾构施工设备的结构、性能及相关维护技术的管理，工程师及维修人员要有一定的了解。了解设备的使用情况，对改善设备的管理方案、维修保养策略等。对设备运行情况的了解，有利于对设备进行有效的管理与维修，对设备进行实时监控，以便于及时发现故障并迅速处理故障；②明确设备管理职责。项目部要按照设备管理员和工作岗位的安排，制定相应的工作职责，并督促各部门主动承担相应的责任，并对其进行及时的维修和保养，否则，将受到相应的惩罚。同时，各设备管理部门要主动配合、相互协调，对出现的问题和已经出现的问题进行及时的交流，并制定出一个统一、高效的解决办法。根据工程的实际情况，探讨设备的技术研发与技术改造，改善设备的使用状况，并解决工程建设中遇到的重大问题。

3.2做好维修及保养现场管理

由于盾构工程的复杂性，使得盾构工程的管理与维修工作变得十分复杂。在盾构工程中，对设备的维护和现场的管理也是一个非常关键的环节。加强维护现场的管理，可以极大地减少设备维护的危险性，从而提高维护工作的效率。施工现场的管理与维修工作要注意三个方面：①零件的更换管理。盾构工程中的机械部件数量庞大，结构也比较复杂。更换零件时，必须严格遵守保养技术说明书，不得擅自更换。比如，当重要检验日期通过并被破坏时，盾构机的压力计和安全阀不能被替换。各零件的更换须经上级主管批准后方可更换；②维护现场的管理。盾构工程设备维护周期长，风险大，操作难度大。设备运行和维修人员的安全必须得到保证，并且对维修场地进行良好的管理。

4结语

总之，盾构施工是地铁建设中的重要环节，盾构施工装备在长时间的使用中，难免会出现一些故障问题，这不仅会对工程的效率造成不利的影响，而且还会带来一定的安全隐患。因此，在地铁建设中，盾构机的管理与维修工作是非常必要的，它直接关系到整个地铁工程的安全，所以，有关部门要完善盾构设备的管理与保养制度，以保证盾构施工设备能正常使用，使其在地铁施工中发挥其应有的作用。

参考文献：

[1]王磊,周斌.地铁盾构施工设备管理及维保措施[J].智能城市,2020,6(08):102-103.

[2]张建.地铁盾构施工设备管理及维保技术分析[J].中国设备工程,2019(16):59-60.