中鐵裝備公司技術(shù)服務分公司土壓平衡盾構(gòu)機常見故障案例分析與處理

1、開放交流 合作共贏 專業(yè)制造 專業(yè)服務 專業(yè)制造 專業(yè)服務 專業(yè)制造 專業(yè)服務 專業(yè)制造 專業(yè)服務若要啟動刀盤，必須保證所有的啟動條件都已經(jīng)滿足。在相關(guān)的啟動條件滿足后，上位機相應顯示項會變綠。如啟動條件中有一項不變綠，就說明該項沒有啟動或啟動功能出現(xiàn)故障，應立即對其進行檢查，排除故障后啟動。 專業(yè)制造 專業(yè)服務1、內(nèi)循環(huán)水低液位報警如果內(nèi)循環(huán)水液位低于設(shè)定值，冷卻泵會停止工作，引起空壓機、驅(qū)動馬達等冷卻系統(tǒng)故障，最終停機。處理措施：在水位低于設(shè)定報警值前及時加注蒸餾水直至報警取消。2、 HBW脈沖計數(shù)低于最低值 如果HBW泵工作時脈沖計數(shù)低于最低設(shè)定值，在刀盤運行時間超過設(shè)定的保護值時，刀盤

2、會自動停止轉(zhuǎn)動。 專業(yè)制造 專業(yè)服務HBW油脂系統(tǒng)說明：TC1 HBW氣動泵啟動條件：HBW維修開關(guān)正常，油脂桶不空，調(diào)試模式或盾體、（螺機）閥至少有其一打開；內(nèi)、外（螺機）HBW密封控制模式：一分鐘為一個控制周期，滿足注脂啟動條件情況下。前30秒打開外密封注入氣動閥，當檢測此路注入達到3個脈沖或者30秒時間到時關(guān)閉此路氣動閥，隨之打開內(nèi)密封注脂氣動閥，此路注脂脈沖達到2次或者20秒時間到時關(guān)閉此路氣動閥（隨之打開螺機注脂氣動閥，此路注脂脈沖達到1次或者10秒時間到時關(guān)閉此路氣動閥）；TC1 HBW油脂泵在啟動后，內(nèi)、外密封（螺機密封）氣動閥任何一路打開的情況下，TC1 HBW油脂泵即啟動；計

3、數(shù)監(jiān)視：內(nèi)、外密封小于1次/min時即報警；內(nèi)或者外密封持續(xù)兩分鐘檢測脈沖都小于1次/min時即報警且停止刀盤； 專業(yè)制造 專業(yè)服務觀察HBW泵是否工作正常，是否有嚴重漏氣等現(xiàn)象觀察進氣壓力是否過低而導致泵動作緩慢觀察泵出口壓力是否過大，管路已堵塞檢查中盾部位HBW分配馬達是否正常工作 檢查有分配馬達或者管路有沒有堵塞和內(nèi)部磨損的現(xiàn)象。 專業(yè)制造 專業(yè)服務3、主驅(qū)動內(nèi)、外密封EP2壓力低報警停機 多點泵持續(xù)啟動1分鐘后內(nèi)/外EP2油脂密封壓力沒有達到0.4Bar時報警,延時一分鐘后叫停刀盤。 多點泵啟動1分鐘后，當內(nèi)/外密封壓力小于0.4Bar報警，報警持續(xù)10分鐘，報警叫停刀盤； 內(nèi)/外密封

4、壓力大于6Bar報警；檢查方法與HBW類似。 專業(yè)制造 專業(yè)服務4、主驅(qū)動泵軟啟動器跳閘 主要表現(xiàn)為在正常掘進過程中，軟啟動1/2開關(guān)突然出現(xiàn)故障跳閘并引起刀盤停止轉(zhuǎn)動。處理措施：首先要確定是不是由于溫度過高，風扇沒有及時開啟降溫引起跳閘。一般情況下在溫度達到45度后風扇會自動開啟降溫，但是在一些惡劣環(huán)境下可能風扇開啟后降溫效果不是很好，溫度會繼續(xù)上升引起跳閘。如果是風扇不能及時降溫的問題可以更改風扇的運行模式（由溫度控制更改為運行控制），也就是說只要軟啟動開關(guān)一啟，風扇就自動運行，降溫效果顯著提高，但是風扇的軸承壽命會大大簡短。所以在沒有必要的情況下不要更改運行模式。其次，也有可能是因為空氣

5、開關(guān)電流整定未調(diào)整好，這時候就得聯(lián)系設(shè)計方取得參數(shù)資料并進行相應調(diào)整。 專業(yè)制造 專業(yè)服務5、主驅(qū)動變頻柜進線銅排燒壞 在盾構(gòu)機掘進過程中，主驅(qū)動泵突然跳閘，檢查時發(fā)現(xiàn)是由于主驅(qū)動變頻柜的一側(cè)進線銅排燒壞引起。分析原因：經(jīng)現(xiàn)場檢查，原因確定為銅排頂緊螺栓松懈，掘進時通過大電流引發(fā)起弧發(fā)熱，致使銅排外面絕緣膠皮和殼體燒壞。建議：為保證設(shè)備正常運轉(zhuǎn)，必須定期對盾構(gòu)關(guān)鍵電氣元件接線端子（軟啟動器、變頻器、高壓相變、高壓隔離開關(guān)、主斷路器、無功補償系統(tǒng)、主接觸器等）的螺栓緊固力進行檢查，達到要求的扭矩。特別是對于一些硬巖地層中掘進的盾構(gòu)，本身震動較大，螺栓在長期震動過程中容易松懈，所以要定期進行復緊。

6、 專業(yè)制造 專業(yè)服務6、刀盤扭矩增大、總推力上升、速度下降軟土地層：在盾構(gòu)掘進過程中，如突然出現(xiàn)刀盤扭矩增大、總推力上升等現(xiàn)象，首先檢查渣土改良系統(tǒng)。一般都是由于泡沫注入不順暢，造成渣土改良不善引起，檢查管路是否堵塞，如堵塞盡快查明原因并解決。 專業(yè)制造 專業(yè)服務 專業(yè)制造 專業(yè)服務在廣州、深圳、北京、大連、成都等復合式地層以及像重慶泥巖和砂巖地層中掘進時，除了要考慮渣土改良系統(tǒng)的影響，更要注意刀具磨損帶來的影響。滾刀的大面積磨損或損壞會嚴重影響刀盤扭矩、推力、推進速度等參數(shù)。在這些地層中，除了定期開倉檢查更換刀具外，如發(fā)現(xiàn)參數(shù)變化較大，應立即停機檢查刀具，以免造成其他嚴重后果。 專業(yè)制造 專

7、業(yè)服務刀具偏磨合金脫落滾刀端蓋脫落 專業(yè)制造 專業(yè)服務滾刀異常損壞的原因滾刀異常損壞的原因（1）檢查不及時，檢查間隔時間過長。刀具在硬巖工況下工作，要承受較大的振動與沖擊，容易造成刀具螺栓失效，檢查不及時，檢查間隔時間過長，使刀具長期在不可控狀態(tài)下工作，極易導致刀具異常損壞。（2）總推進力過大，容易造成刀具過載，發(fā)生刀具軸承、刀圈等異常損壞。貫入度過大，容易造成刀具受軸向力增大，發(fā)生因密封漏油導致軸承損壞，刀圈移位或斷裂等異常損壞。以重慶某項目為例，在前期施工過程中，采用的掘進模式多為軟巖施工時的掘進參數(shù)，即大推力，低轉(zhuǎn)速，大貫入度，總推力經(jīng)常達到1800T，減去盾體與巖層的摩擦力和巖渣對刀盤

8、的阻力等等，剩下的力全部由超前布置的44把滾刀承受，每把刀承受的力已經(jīng)超過了該刀的額定承載（大約25T），所以長時間的過載造成了滾刀的大量損壞和刀座的變形。 專業(yè)制造 專業(yè)服務（3）刀具安裝質(zhì)量差。因檢查間隔時間長，使刀具長期在不可控狀態(tài)下工作，一旦發(fā)生螺栓失效，將導致刀具產(chǎn)生移位或晃動，并在振動和沖擊作用下，進一步損壞刀座和楔緊塊，從而使刀具安裝的配合面受到損壞，以至于發(fā)生聯(lián)鎖反應，導致后期刀具大面積出現(xiàn)問題。如下圖所示，到安裝斜面不到位差1.1mm時，刀高就會變動5.7mm。 專業(yè)制造 專業(yè)服務建議：建議：（1）及時檢查刀具、減小刀具檢查間隔每次換完刀具掘進第一環(huán)后，開倉檢查換刀質(zhì)量，掘進

9、15環(huán)或每天安排專門時間，定時進行刀具檢查。（2）合理選擇掘進參數(shù)，確保刀具工況合理選擇總推進力，確保刀具不過載，特別要關(guān)注掘進姿態(tài)和盾尾鉸接壓力變化。合理選擇刀盤轉(zhuǎn)速，硬巖工況下，建議采用高轉(zhuǎn)速3.54.5rpm左右（1200KW）?？刂频毒哓炄攵?，建議810mm/rpm。（3）注意刀具安裝質(zhì)量結(jié)合面清潔無夾渣（特別是要注意掘進期間，刀具螺栓松動后的結(jié)合面清潔，需重新安裝）；刀座、楔緊塊結(jié)合面無損傷；螺栓及螺孔質(zhì)量要保證；在螺栓緊固時，要對楔緊塊敲擊震動，確保安裝到位；螺栓緊固要保證緊固力矩。 專業(yè)制造 專業(yè)服務7、主驅(qū)動電機減速機的扭矩限制器脫開 驅(qū)動電機與減速機之間用扭矩限制器連接，一般

10、將扭矩限制器的脫扣扭矩設(shè)置為規(guī)定的額定扭矩，當?shù)侗P扭矩過載時，扭矩限制器脫開，從而起到保護電機與減速機連接軸的作用。一般常見故障為：在掘進過程中，刀盤扭矩未達到額定扭矩，但某組電機減速機顯示過載而跳閘。原因為扭矩限制器出廠調(diào)定未達到額定扭矩標準，需要重新調(diào)整。 專業(yè)制造 專業(yè)服務 專業(yè)制造 專業(yè)服務 專業(yè)制造 專業(yè)服務8、內(nèi)、外密封跑道磨損原因： 使用壽命內(nèi)正常的接觸磨損 。 EP2潤滑油脂注入量不足，加速了磨損速度。 HBW注入量不夠，導致土倉內(nèi)的渣土進入跑道，造成磨損。嚴重時，油脂進入主驅(qū)動齒輪箱。 專業(yè)制造 專業(yè)服務 專業(yè)制造 專業(yè)服務1、某組油缸工作不穩(wěn)定 主要表現(xiàn)為在低負載掘進過程中

11、，某一組油缸壓力調(diào)節(jié)控制不靈敏。原因分析：這屬于正?，F(xiàn)象，主要原因是推進系統(tǒng)的四組調(diào)速閥由同一電位控制，并且四組調(diào)速閥通過流量不可能做到完全相同。 例如：C組調(diào)速閥原廠家設(shè)定通過流量可能比其它三組要稍微低點，在刀盤前部負載較低的情況下，總推進壓力低，主控室反映出的負載就低。A、B、D三組油缸的溢流閥沒有達到溢流壓力不溢流，所以油量會向三組閥塊一直供給，而C組調(diào)速閥因為通過油量不足而壓力下降，甚至為零。此時只要下降其它三組壓力，C組通過流量增加壓力便會回升，這是在C組壓力下降情況下的原因分析，反之也是同一道理。這種設(shè)計有利于推力的集中控制，四組油缸會相互影響，不會引起姿態(tài)的大幅度變動。而小松盾構(gòu)

12、是通過每組的比例減壓閥獨立控制單組的推進壓力 。 專業(yè)制造 專業(yè)服務2、推進油缸內(nèi)泄 以一項目為例，在正常掘進的過程中，其中有3根油缸經(jīng)常存在頂不到管片的現(xiàn)象，它們分別在不同的組。證明方法：在管片拼裝模式下，通過將推進油缸頂緊管片，拆開油缸回油管路，繼續(xù)加壓伸出油缸時，由于油缸行程未改變，油缸回油口有液壓油源源不斷地流出（見附圖），因此證明該油缸內(nèi)泄。油缸內(nèi)泄會造成伸出動作不正常，最終影響正常推進。 專業(yè)制造 專業(yè)服務3、鉸接油缸伸出量大，無法縮回 出現(xiàn)此類情況，一般為盾尾被卡所致，嘗試用手動回收盾尾 ，多次嘗試后仍不能縮回的情況下，必須在盾尾和中盾之間焊接連接鋼板以防止鉸接油缸繼續(xù)伸出，在掘

13、進到盾尾脫困以后繼續(xù)恢復原狀。另外也可以根據(jù)現(xiàn)場實際情況在鉸接位置增加幾個拉桿，通過拉桿用力回收盾尾。 專業(yè)制造 專業(yè)服務4、盾尾鉸接環(huán)與中盾連接部位變形引起漏水（少見） 此類現(xiàn)象常見于改造后的舊泥水盾構(gòu)，鉸接密封已不能起到應有的密封作用，導致盾尾鉸接處漏水。所以應提前制定鉸接密封的漏水應急預案： 專業(yè)制造 專業(yè)服務鉸接部位設(shè)有三種注入口：A孔：用于向鉸接密封加注油脂，防止鉸接密封的滲透泄漏，沿圓周有6個。B孔：使用氣囊式密封時，從B孔向氣囊注入工業(yè)壓力氣體。C孔：緊急情況下用于加注聚氨酯密封，沿圓周有6個。 正常施工過程中，要及時檢查壓環(huán)方頭螺釘（M16x70）松緊程度，適當調(diào)整壓環(huán)方頭螺釘

14、的緊固程度來進行增強密封效果。方頭螺釘從自由狀態(tài)下（外漏20mm）旋進16mm后，鉸接密封會增高7mm。 專業(yè)制造 專業(yè)服務當鉸接密封漏水時,首先調(diào)整絞接油缸行程及盾構(gòu)機姿態(tài)，再調(diào)整壓環(huán)方頭螺釘?shù)木o固程度。建議平時掘進中加強盾構(gòu)機掘進姿態(tài)控制,避免大幅度的調(diào)整盾構(gòu)機姿態(tài),每環(huán)盾構(gòu)機姿態(tài)調(diào)整控制在4mm以內(nèi),減小鉸接油缸長度差,盡量將長度差控制在25mm以內(nèi)。在異常情況下盾尾嚴重漏水時,應急預防措施：1.現(xiàn)場配備聚氨酯材料及其注入裝置，并備有棉絮和遇水膨脹橡膠材料（止水條）。2.在A孔接入EP2油脂管，通常情況下關(guān)閉球閥，以免注入壓力過大損壞橡膠密封。在緊急情況發(fā)生時，開啟A孔管路球閥，加注油脂

15、，推動橡膠密封彌補泄露縫隙。 專業(yè)制造 專業(yè)服務3.啟用緊急氣囊密封（緊急氣囊啟用后，只能停機不能掘進，以防氣囊被活動的鉸接擠破）。若緊急氣囊破裂漏氣，將B孔接入EP2油脂管，開啟EP2注入系統(tǒng)，填充中盾與盾尾之間空隙，達到密封效果。4.在C處添加三通，一路接盾尾油脂注入裝置，另一路接聚氨酯注入裝置。鉸接密封處漏水量不大時，可開啟盾尾油脂注入系統(tǒng)，密封漏水空隙；當泄漏量很大時，可開啟聚氨酯注入系統(tǒng)，填充尾盾之間過量間隙，以達到增強密封的效果。5.及時進行二次雙液注漿,并加入速凝劑,加快管片周圍水土體的固結(jié),阻止尾盾后部的水流入。6.在壓環(huán)處增設(shè)遇水膨脹橡膠密封或用棉絮壓緊封堵。 專業(yè)制造 專業(yè)

16、服務1、管片拼裝機紅藍缸自動泄壓下降現(xiàn)象 具體表現(xiàn)為在管片安裝機不工作一段時間后，紅/藍油缸會自動泄壓下降一段距離。 分析原因時首先要確定管路及油缸內(nèi)是否充滿油，在油缸里沒有油的情況下，在停機一段時間后可能會出現(xiàn)油缸下降的現(xiàn)象。其次，檢查連接紅/藍油缸的平衡閥。平衡閥是一種壓力閥，用于控制對雙向執(zhí)行元件回油側(cè)的壓力。他以其設(shè)定的壓力保持回油的閉鎖（設(shè)定壓力約大于最大負載壓力的15%），并克服移動負載壓力，只有剩余壓力迫使泵“推動”并吸取閥內(nèi)介質(zhì)，才能卸荷。 專業(yè)制造 專業(yè)服務2、旋轉(zhuǎn)限位器失效 管片拼裝機旋轉(zhuǎn)的角度為+/-200，在兩個位置各裝有限位傳感器，由于不小心碰短線路或限位器卡塊松懈導

17、致傳感器失效，最終造成拼裝機旋轉(zhuǎn)時超限，將管路及線纜拉斷。3、拼裝機吊管片旋轉(zhuǎn)時機子發(fā)抖 原因分析：為節(jié)流孔被堵塞所致。解決辦法為放大節(jié)流孔，由高壓油將堵塞物沖開，再調(diào)回去即恢復正常。 專業(yè)制造 專業(yè)服務4、管片輸送小車清潔問題 一個公司對于設(shè)備的管理水平首先就是看設(shè)備的清潔，設(shè)備就象人一樣，如果一個人臟亂差那別人都不愿意親近，如果設(shè)備上臟亂差，那他的維修和操作人員也不愿意接近，設(shè)備越臟則人越不愿意去維修，長期下去機況將會越來越差，腐蝕越來越歷害，以至重要的部位無法檢查，也不愿去檢查。如右圖所示管片運輸小車沒有及時沖洗，已全部積泥水。正常使用過程中一定要及時沖洗底部的臟物和泥土。 專業(yè)制造 專

18、業(yè)服務5、管片吊機常見故障 管片吊機工作于1號拖車與設(shè)備橋雙梁，負責從平板車到管片輸送小車的管片運輸。它由一對電驅(qū)動吊鏈起重裝置、一對電驅(qū)動行走裝置和控制系統(tǒng)組成，起重裝置和行走裝置都有快、慢兩檔速度。平時要注意對管片吊機行走軌道進行清潔，行走鏈條進行潤滑。注意不要在提升裝置鏈條上涂抹黃油，可抹少量機油。 專業(yè)制造 專業(yè)服務 專業(yè)制造 專業(yè)服務管片吊機所有動作異常，行走無效處理過程：用萬用表測量吊機電源電壓正常，但吊機操作手柄啟動按鈕無效，經(jīng)檢查管片吊機控制盒內(nèi)相序繼電器保護，斷電后調(diào)相序，吊機電源正常。將手柄選擇開關(guān)打到中位后按下行走按鈕，吊機不能前進，檢查吊機電氣柜主電路，前進接觸器行走正

19、常，檢查吊機行走十字限位發(fā)現(xiàn)前進動作，起保護作用，逆時針轉(zhuǎn)動十字限位90度恢復故障排除，重新按下前進按鈕，前進正常。 專業(yè)制造 專業(yè)服務螺旋輸送機螺旋輸送機1、螺旋機扭矩過大而堵塞 在西安等老黃土、古土壤地層掘進中，因土質(zhì)堅韌，且成大塊狀，不易被泡沫和水改良，稍不注意容易造成螺旋機扭矩過大而堵塞。最后通過螺旋機伸縮和正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)脫困。 在硬巖地層掘進過程中，大塊巖石進入螺旋機內(nèi)造成堵塞現(xiàn)象（一般采用帶式螺旋軸設(shè)計） 專業(yè)制造 專業(yè)服務 在砂卵石地層掘進過程中，大塊巖石進入螺旋機內(nèi)造成堵塞現(xiàn)象（一般采用帶式螺旋軸設(shè)計） 專業(yè)制造 專業(yè)服務2、噴涌現(xiàn)象 以一項目為例，掘進區(qū)間內(nèi)含水量很大，螺旋機采

20、用了雙閘門設(shè)計以降低噴涌現(xiàn)象發(fā)生。降低推進速度，減小螺旋輸送機倉門開度，降低螺旋輸送機轉(zhuǎn)速來調(diào)整。3、螺旋機磨損 專業(yè)制造 專業(yè)服務皮帶輸送機皮帶輸送機1、皮帶跑偏 皮帶機在運行一段時間后，會出現(xiàn)皮帶跑偏、刮泥板磨損、滾筒（傾斜段出口處的減震滾筒）磨損等現(xiàn)象。平常維保過程中應時刻注意皮帶機運行狀態(tài)，如出現(xiàn)跑偏或皮帶拉長，應及時調(diào)整；刮泥板根據(jù)磨損情況進行調(diào)整，如磨損嚴重需更換新件。 專業(yè)制造 專業(yè)服務 專業(yè)制造 專業(yè)服務2、皮帶機急停故障 在上位機報警界面顯示皮帶機急停故障。 急停故障對應的是皮帶機的急停按鈕、左右皮帶拉繩和跑偏開關(guān)。首先應檢查TC5-DG52控制盒中急停按鈕電源是否正常；其次檢查皮帶機拉繩開關(guān)和跑偏開關(guān)；最后檢查皮帶機現(xiàn)場控制鑰匙與主控室鑰匙位置是否一致 。 專業(yè)制造 專業(yè)服務1、過濾器報警 當液壓系統(tǒng)運行長時間后，由于液壓油內(nèi)雜質(zhì)增多，會出現(xiàn)堵塞過濾器的現(xiàn)象，上位機報警界面會提示出現(xiàn)在哪個位置，以便維保人員及時處理。2、油污染 參考盾構(gòu)機操作說明書，更換油液和加強日常維保。 專業(yè)制