建筑與施工機械_盾構機推進的條件及故障

(1)盾構機推進的條件

    盾構機的推進受諸多因素的影響，主要概括為以下幾點：①推進電機啟動；②盾尾注密封脂啟動；③高壓電纜限位正常；④水管卷筒限位正常；⑤四個液壓缸組未出現故障；⑥刀盤轉速大于零或螺栓輸送機與帶級聯開啟；⑦刀盤液壓系統最大壓力小于設定的最大壓力；⑧鉸接液壓缸行程小于最大設定值；⑨后配套液壓缸液壓油壓力小于參數設定值。

(2)故障I

    ①故障現象準備開始掘進時，盾構機司機啟動推進系統進行推進，推進液壓泵正常啟動，但調節液壓缸組壓力時油壓一直處在啟動壓力(約14bar)下，各組液壓缸壓力不提高，無法推進。

    ②故障分析與排除從故障現象可以看出，盾構機不允許推進，一定是某個條件未滿足。首先檢查兩項盾構機推進允許的條件，沒有發現異常。當將推進系統處于管片拼裝模式時，推進液壓缸的伸縮及油壓都正常。由此可以判斷，管片拼裝模式下所有的工作閥都是正常的，沒有損壞。在掘進模式下檢查推進系統液壓缸組流量控制閥2和工作壓力控制閥3的電信號是否正常，經檢查發現都正常。因為從各方面都檢查不出問題，只能再詳細檢查盾構機掘進情況下各參數值與以前正常掘進時有什么不同。最后發現主控室顯示屏上盾構機掘進壓力值異常，顯示為400bar，此值是從推進液壓泵的壓力傳感器II（見圖C）經液壓泵的液壓油出口向PLC輸送的一個信號。檢查此閥發現，施工人員上臺車時將電磁閥踩壞，電信號線折斷。將此電磁閥更換后故障排除。

    ③故障產生原因  為何推進液壓泵的壓力傳感器11能控制到盾構機的推進，通過S266型盾構機上PLC程序對盾構機的推進系統進行了詳細的分析。盾構機每組液壓缸的壓力調節按鈕對PLC的輸入值加上25bar作為相應組推進液壓缸的壓力控制值a控制盾構機相應組液壓缸的壓力控制閥3，而相應組液壓缸的壓力傳感器值的最大值加上20bar的最大值6與推進液壓泵的壓力傳感器11的值保持動態平衡，動態調節推進液壓泵壓力控制閥10，從而保持各組推進液壓缸的壓力值，控制盾構機的轉向。簡單地說，就是如果增大A組液壓缸的壓力控制閥3的值，而此時A組液壓缸壓力傳感器8的值變得要小，液壓缸組壓力最大值6又要與壓力傳感器11的值保持相等，所以PLC要調節壓力控制閥10，使液壓缸組壓力最大值6和壓力傳感器11的壓力值保持相等。由于壓力傳感器11已經損壞，無法與壓力傳感器8進行動態平衡，所以無法對壓力控制閥10輸出電信號，因此各組液壓缸的壓力無法調節。

    當壓力傳感器11更換后，盾構機的推進系統恢復正常。

（3）故障

    ①故障現象廣州地鐵某區間盾構機組裝完成后進行推進系統調試，盾構機在推進系統管片拼裝模式下，當單個推進液壓缸在進行伸縮時，有幾個缸同時伸出。

    ②故障分析與排除推進液壓缸伸出，是推進液壓缸的無桿腔進油所致。當伸出液壓缸的前方有障礙物出現時，液壓缸的推進力又很小，說明出現故障液壓缸的液壓油壓力很小。檢查伸出液壓缸的推進主閥5未發現異常。根據推進系統液壓原理圖，當閥5正常的情況下，應該是液壓缸的有桿腔和無桿腔都存在一定的油壓，由于承壓面積不同而導致液壓缸伸出。在這樣的情況下，單向閥12(見圖C)失效后，同時回油的過濾器有一定的阻力才會產生故障。將盾構機液壓油箱的回油過濾器拆除更新后，此故障消失。以后在盾構機拼裝時未出現此故障。

③故障產生原因  由于停置時間過長，導致盾構機推進系統的單向閥12（見圖C）有些銹蝕，單向閥失效，同時回油過濾器過濾效果不好，過濾前后存在壓差，進而導致液壓缸伸出。將回油過濾器更新后，過濾效果良好，過濾器前無壓力，故障排除。當盾構機掘進系統正常工作后，單向閥12由于經常工作故又恢復正常。

(4)總結

    土壓平衡盾構機掘進系統是盾構機液壓系統中非常關鍵的一部分，此系統出現的故障是最常見的也是最難排除的。機械工程師在掌握液壓系統的同時也要熟悉其電氣系統，尤其是PLC部分（程序的相關知識），才能更快地排除盾構機的故障。