盾构机故障处理方案.doc

3 S180型盾构机泡沫系统管路堵塞故障的处理1关于解决海瑞克盾构机电气故障之心得24 盾构机常见故障原因及对策53 S180型盾构机泡沫系统管路堵塞故障的处理作者：黄平华S180型盾构机泡沫系统的故障主要有：泡沫剂的发散效果不佳和泡沫系统的管路堵塞两类。 泡沫的发散效果决定于泡沫加剂的物理性能、各种介质的配比要求及泡沫发生器结构，在工程施工中可以通过改善施工工艺（如发泡时间）来提高泡沫剂的发散性能和充分发挥泡沫的发散效果。 在泡沫系统管路中，较易发生堵塞的部位为泡沫管的注入端及土仓隔板上的球阀。堵塞后的球阀如图1所示。堵塞后的管路有两大特征：一是堵塞泡沫管注入端的介质多为结实了碴土；二是堵塞的球阀介质多为背衬注浆后产生的注浆液。 管路产生堵塞的原因主要是：泡沫管注入端一点一点地堆积，形成土堆，最后堵塞管路，此种情况较多；颗粒比较大的碴土直接堵塞管路，和各情况比较少；盾构机处于停机状态时，由于土压、水压的作用，背衬注浆后的注浆液在泡沫管中的回流、凝固，导致球阀堵塞。 疏通管路的传统办法是：先停机，然后采用高压水冲洗泡沫管的注入端及泡沫管路安装在主机中土仓隔板上的球阀。这种做法不但增加了工作量、耽误了工期，而且给正在施工的隧道增加了大量污水。一旦注浆液在系统管路中堵塞、凝固时间较长后，疏通管路的可能性极小。 为此，我们结合混凝土泵及砼泵车的使用经验，引入一种以预防为主的防堵思想，对S180型盾构机的泡沫系统从原理上进行了改和造。 改造原则时，针对注浆液的凝固性和碴土的粘着性等特点，设法使泡沫系统的管路内始终有介质流动，使得注浆液和碴土没有停留的时间，从而保证泡沫管路畅通。 于是，在原泡沫系统中增设一条与泡沫输送管路并联的清洗回路，输送介质为工业用水。当盾构机正常掘进时，泡沫系统只输送泡沫；盾构机安装管片或停机时，泡沫系统只输送清洗水。 根据盾构机的管路布置和盾构机中的工业用水的来源情况，可以采取高压清洗或低压清洗。 由于中心回转接头的性能（如：密封、承载压力和管路通径等）不能满足高压不的要求，因此，不宜采用高压冲洗方法。低压清洗是在清洗管路时输送低压的工业用水，因盾构机工业用水系统没有合适的水源可以选择，因此需增加一台水泵；工作管路同原泡沫注入系统工作管路，4条清洗管路单独工作。这种方法防堵工作量小、成本低，可靠发较高；工作管路的工作压力为30kW，工作管路通径为50mm；清洗回路的工作压力为1.0MPa；控制流程中的工作周期、频率可根据地质条件作调整。 低压清洗回路的泵站安装在后配套拖车上，为减小清洗水的沿程压力损失，泵站部分应尽量靠近主机。清洗回路的管路安装要求与原系统管路在空间结构上应协调一致。为实现系统的自动控制，选用气动三通球阀。调试时，首先在清洗回路关闭的状态下对原泡沫系统的功能进行调试，再在原泡沫系统关闭的状态下对清洗回路的功能进行调试最，最后才对整个泡沫系统进行调试。 调试时，在泡沫发生器观察管处看到，泡沫的发泡效果良好；在低压清洗回路关闭状态下，在刀盘位置处可看见，充分发泡的泡沫从刀盘上的泡沫注入孔喷射出来，沿平抛运动轨迹一直到掌子面上（见图2）。 改造后的泡沫系统在近一年的使用过程中，故障发生率大大降低，管路堵塞的现象明显减少。(关于解决海瑞克盾构机电气故障之心得郑兆华中铁十一局集团城市轨道工程公司 广东省广州市荔湾区坦尾路5号地铁六号线盾构2标 510032摘要：本文主要阐述如何迅速检查并解决盾构机的电气故障，并对盾构机容易出现的故障及无故障信息的故障提出自己的看法。关键词：盾构机 电气故障 心得随着城市交通运输压力的日益凸显，地铁这一快速、高效、安全的运输方式势必使沉重的城市交通压力得到缓解。而修建地铁的施工进度一般是比较缓慢的，盾构机的出现使施工进度得到明显提高。盾构法施工以其优质、高速，安全的优势被广泛应用。同时，解决盾构机故障是盾构施工中一个比较棘手和重要的问题。如何快速、准确地检查并解决盾构机的故障是我们一直探索和研究的问题。我公司在广州地铁6号线盾构2标采用的是德国海瑞克公司生产的土压平衡盾构机S371/372，下面介绍一些S371/372盾构机曾经出现的故障以及相关解决方案。案例（1）2008年1月4日故障状态：润滑油泵电机和齿轮油泵电机均无法启动。无故障信息，启动润滑油泵电机和齿轮油泵是启动按钮指示灯闪烁，应该是允许启动润滑油泵的条件不满足，检查程序发现与其相关联的条件均显示正常。排除启动条件后找到这两个泵的相同点就是这两个电机的控制回路是同一个开关8-11F6，通过检查发现：润滑油泵和齿轮油泵中的24V控制电源失电，其他一切正常。找到8-11F6电控制电源开关，合上该开关后一切正常。以后其他电机出现该此现象照这个方法都能迅速排除故障。案例（2）2008年1月19日故障状态：管片拼装机不能动作。工业电脑上显示故障信息：slave no 32 erector encoder bus problem DB50.DBX13.6。最初看到这个故障的时候以为是管片拼装机的数据总线出了问题，经检查，数据总线没有问题，并且PLC模块也没有报警指示，然后检查旋转角度编码器也正常，进一步检查程序发现DB50.DBX13.6对应的程序是管片拼装机拼装头抓钩压力开关，然后查图纸找到该压力开关所对应的端子箱，发现端子箱中给该压力开关供电的电源正常，但是却没有信号反馈给PLC，检查发现该开关的信号反馈线断了。将该线接好后故障消失，管片拼装机恢复正常。案例（3）2008年2月16日故障状态：工业电脑上出现很多故障信息，如：油箱1、2号滤芯，油箱回油1、2、3号滤芯，油箱油位、温度以及8个齿轮油温度、齿轮油流量等很多故障信息。对于突然出现这么多的故障信息，最初判断是总控制电源电源跳闸，检查发现总控制电源并没有跳闸。查图纸发现这么多的故障都是一个开关8-14F6供电，找到该开关也发现该开关跳闸，但是该开关却合闸后在很短时间内就跳闸。由于该开关合闸后跳闸，那么其下端一定有漏电现象，查图得知其下端连接的端子箱有XD4-1，XD2-2 ，XD122， XD100，XD0-1。将该五个端子箱的电源线全部拆开后合闸正常，根据这一现象可肯定这五个端子箱有至少有一路电源有漏电现象。分开给这五个端子箱送电后发现XD4-1无法正常合闸，XD4-1中只有一个内循环水液位传感器，检查发现该传感器电缆有地方破皮导致漏电，将破皮处包扎后接上电源送电正常。案例（4）2008年3月15日故障状态：运转的刀盘突然停止，复位后又能再启动并能正常运转，但是运行一分钟又会出现此类现象，并且很频繁。造成无法正常旋转刀盘掘进。工业电脑上的信息：monitoring grease-labyrinth 12-38.3。根据工业电脑上的信息判断，出现该故障的原因可能是主轴密封油脂没有输出或输出频率少于设置频率导致刀盘保护频繁跳闸。通过PLC程序得知该传感器是通过监视油脂泵油脂的输出频率来实现保护刀盘的。打开程序在线监视可发现油脂泵设置的参数是每一分钟油脂的输出次数少于8次刀盘就会跳闸，而通过在线监视可发现实际油脂输出只有四次，适当调节主轴承密封油脂泵的输出频率后再监视传感器反馈回来的次数等于8次后再试着运转刀盘发现这类故障消除。案例（5）2008年3月30日故障状态：双轨梁吊机的行走电机有一个不动。无故障信息。出现这种现象，首先想到可能是控制该电机的双联交流接触器烧坏了，经检查发现，接触器是好的，并且按下前后行走按钮接触器均能正常吸合断开，用万用表检查接触器吸合时输出的电压均正常。用万用表检查电机端的电压发现电机上的电压缺一相电。但是检查线盘上的电缆发现电缆外表均无损坏现象，在该电缆上选一根备用芯换上故障消除。造成这种故障的原因可能是电缆盘的电缆被拉伸、挤压变形，造成电缆的断芯。案例（6）2008年5月11日故障状态：管片拼装机前后动作不灵敏，有时能动有时不能动，且红、蓝色油缸伸缩不灵敏。旋转动作正常。无故障信息。经检查发现，控制拼装机前后和红、蓝色油缸伸缩的电磁阀均正常。操作该操作手柄时发现报警指示灯正常。这些状态说明了无线发射、接收信号正常。将遥控器拆开后发现控制前后行走和红、蓝油缸伸缩的操作手柄上有两个簧片分别与电路板接触，一个是前后行走，一个是红、蓝色油缸伸缩。当用工具将两个簧片顶在电路板上时操作发现前后行走能正常，但是红、蓝色油缸伸缩还是不灵敏，拆下该簧片上发现簧片上有六个长短不一的触头有两个已经断了，因为更换这种簧片没有配件，所以只有更换整个操作手柄。更换该操作手柄后一切正常。通过上面的案例我们可以看到：（1）我们对于盾构机的维修和日常维护，首先要熟悉它的工作原理和电气、液压、机械之间的关联情况，以及设备各系统中各个零部件所起的作用，只有这样才能快速准确地解决问题。（2）维修设备应遵循先“看”后“想”再“动手”的原则，机器出现故障时首先要看清楚是什么故障，是否是因为机械、液压或其他部分原因造成的，不要盲目动手，以免影响维修速度甚至将问题扩大化，找到问题根源后再动手。这样往往可以达到是事半功倍的效果。（3）维修设备时应先外后内，首先检查电线是否破皮、断裂、脱落等明显问题，往往简单明显的问题最容易被忽视。（4）设备问题解决后最好做个详细记录（见附表1）：什么问题；维修过程及结果。以后再遇到同样问题看一看记录，可以节约时间提高效率。也可以使其他维修技术人员单独排除故障时有据可依，少走弯路。（5）另外设备的日常维护、保养也相当重要，正确到位的保养可以降低设备的故障率、提高设备使用寿命进而增产增效。所以，要想准确、快速地解决盾构机故障，平时就要做到“四勤”：勤学，勤记，勤看，勤保养。只有把这“四勤”做到位了，出现故障时才不会手忙脚乱，一般的常规问题就会迎刃而解，而比较复杂的疑难问题也会在正规的分析中找到答案。附表 1、盾构机维修记录表 作者简介：郑兆华 1982年3月23日生 男 助理工程师 大专 2004.7月毕业于武汉铁路职业技术学院工业电气自动化 同月到中铁十一局集团第六工程公司参加工作，在赤壁项目部和郑徐项目部担任技术员。后于2004年11月在左权电厂技改工程项目部担任电气工程师，负责左权电厂的电气安装。2006.5月调入中铁十一局集团城市轨道工程公司盾构二标项目部任电气工程师，负责盾构施工用电、盾构机电气维保及盾构机组装时电气安装调试。通讯地址：广东省广州市大坦沙坦尾路5号中铁十一局集团地铁盾构2标项目部 电话电邮：附表1盾构机维修记录表故障类型机电设备/其他故障发生时间故障发生地点所在班组故障描述：签名：日期：处理过程：（何时、何人、如何处理）故障分析及意见：4 盾构机常见故障原因及对策1漏油液压驱动在盾构机内部占重要部分，漏油为液压常见故障，漏油多发生在管路接头处，漏油的原因视情况而定。一般有两种原因，一是接头连接处松动，这种情况用对应型号的扳手紧固即可，盾构机管路螺纹均为右旋，扳手顺时针扳为紧固。二是管路螺纹磨损，导致接头配合不紧密，此种情况可以缠一些生胶带在螺纹上。有些管路内部有密封圈，可能是密封圈老化、密封圈破损等原因造成，则需更换密封圈。漏油处理完之后，用干抹布擦干净管路及泄露的液压油，隔一段时间再来观察，如果仍然泄露，则需进一步处理。在拆开接头处理漏油故障过程中，注意不要让管路螺纹沾上杂质。2漏气漏气一般能通过听声音来辨别，漏气原因与漏油类似，多为接头松动，或螺纹配合不紧密，解决方法可以参照漏油故障解决方法。3漏水漏水多发生在管路接头处，解决方法也可以参照漏油的解决方法。有些情况发生在法兰连接处，需紧固法兰连接螺栓；如果紧固无效，请拆开法兰连接面，查看法兰密封垫片有无破损，如有损坏，及时更换。4螺栓松动有些螺栓处在经常振动的位置，比如拼装回旋马达机座上的螺栓，加泥泵周围的螺栓，还有电动机的机座等。由于振动，这些螺栓比较容易松动，应定时检查，加以紧固。5 注浆管路上的控制阀对操作无响应选中注入口阀，注入口阀通常会在短时间内开闭，如果超过一段时间，也没有全闭、全开时，要考虑以下的原因。（1）空气驱动阀（1-2秒）：供给空气圧力、流量的低下，注入口阀处的同步注浆材料凝固。（2）注入口阀（1秒）：注入口开闭用液压泵停止，注入口阀处的同步注浆材料凝固。 （3）电动球阀（9-10秒）：注浆材料凝固，电磁阀电源没有合闸。对于空气压力、流量低下，应启动空压机补充气压；如果压力正常，还不能驱动，则拆开对应的管路，检查注浆材料是否凝固，如果凝固，则应清除管路中的凝固材料，对管路进行清洗，保证管路通畅。6 注浆管路压力过高或者过低盾构机有四条注浆管路，每个管路上设一压力传感器，在注浆触摸屏上有注浆压力值显示，不同注入压力其背景颜色不同。黑色注入压力正常橙色注入压力持续低下红色注入压力高压注入压力高压或者压力持续低下时，注入口阀、主注入阀自动关闭。注入压力低下，请考虑浆液剩余量是否不足。注入压力过高，需考虑注浆管路可能由于注浆材料凝固造成堵管，请拆开管路进行检查，清理管路中的凝固材料，确保管路通畅。7 注浆泵无法运转如果启动注浆泵，注浆泵没有运转，需考虑一下原因：注浆泵电源是否合闸；注浆泵内部注浆材料凝固；一般多为清洗不及时造成注浆材料凝固，请拆开注浆泵，对注浆泵吸入口、注浆泵内部进行清理。拆开注浆泵时，为防止注浆残余压力，应缓慢松懈拆开。同时注意，长时间停机，为避免注浆材料凝固，请确保浆箱无剩余浆液，清洗注浆泵，清洗注浆回路。8 集中润滑给脂压力偏高给脂压力偏高，多为滤芯阻塞，油脂分配阀堵塞造成，同时往往伴随给脂不足。请停止推进，先拆开操作室后面的总回路上的油脂分配阀出口，启动强制注脂，观察是否有油脂出来，检查总回路上的油脂分配阀和滤芯是否堵塞。如果总回路正常，则需进一步拆开刀盘驱动密封注脂回路上的油脂分配阀出口接头处，启动强制注脂，检查此处滤芯和油脂分配阀是否堵塞。如果这一回路上情况正常，则再拆开螺旋输送机闸门用润滑油脂回路上的油脂分配阀出口接头处，启动强制注脂，检查此处滤芯和油脂分配阀是否堵塞。如果某处发生堵塞，请拆开滤芯进行检查，滤芯没问题继续拆下油脂分配阀进行清理。9 刀盘驱动密封给脂不足刀盘驱动密封给脂不足应停止推进，以防土仓中的泥水进入刀盘驱动密封损坏密封。给脂不足时先观察注脂泵的运转状况，看看注脂频率是否太低，调节注脂泵进气口的节流阀可以改变泵的运转频率。如果给脂不足，同时给脂压力偏高，应考虑给脂管路发生堵塞。10 电磁阀电源漏电保护器跳闸电磁阀电源有ELB41ELB45，分别控制不同区域的电磁阀。电磁阀电源跳闸的原因多为该电源下某个电磁阀接线短路，比如电磁阀接线处进水。电磁阀电源跳闸，如果合闸不上，则检查对应的电磁阀，观察电磁阀表面是否有水迹。如果没有明显迹象，则找到电磁阀对应的接线端子箱，通过拔下熔断器断开某个区域的电磁阀电源，测试并确定故障发生在哪个区域。确定区域之后，拔下所有的电磁阀熔断器，用万用表逐一测电磁阀接线电阻。如果某个电磁阀接线阻值很小几乎为零，就说明该电磁阀发生短路。找到对应的电磁阀，对电源接线进行检查。11 单、双梁无法启动单双梁无法启动，需考虑以下原因和对策；（1）遥控紧急开关未闭合，请启动遥控紧急开关；（2）电源没有合闸，请合上电源总闸；（3）温度过高热继电器跳闸，请复位热继电器；（4）保险丝熔断，请更换保险丝；（5）电源接线端子松动，紧固接线螺钉；（6）电缆线芯被拉断，请更换电缆；（7）限位开关短路，请检查限位开关状态；12 皮带输送机跑偏皮带输送机跑偏，可以考虑以下原因和对策；（1）盾构机拐弯度数偏大，用手拉葫芦调整台车上皮带架位置，使之与拐弯度数相适应；（2）皮带内侧粘有泥土，清洗皮带内侧；（3）出土块过大，导致皮带受力偏向某一侧，减小出土块大小；（4）皮带两边