盾构机设备使用与维护规程

盾构机设备使用与维护规程引言盾构机作为隧道工程领域的核心装备，其安全高效运行直接关乎施工进度、工程质量与作业安全。规范设备使用流程、落实精细化维护措施，是延长设备寿命、降低故障风险、保障施工连续性的关键。本文结合盾构机（含土压平衡、泥水平衡等主流机型）的结构特性与施工场景，从使用操作、维护保养两方面制定规程，供工程技术人员、操作人员参考执行。一、盾构机使用规程（一）使用前准备1.设备检查刀盘系统：检查刀具磨损程度、安装紧固性，清理刀盘开口处渣土；对刀盘驱动轴承、密封件外观探伤，确认无渗漏、异响。液压系统：检查管路接头密封性，测试液压泵、油缸空载运行压力（误差≤5%设计值）；更换超期（≥6个月）或污染的液压油滤芯。电气系统：检测主电缆绝缘电阻（≥1MΩ），校验PLC控制程序逻辑，测试应急停机按钮、声光报警装置灵敏度。辅助系统：确认注浆泵、同步注浆管路通畅，盾尾油脂泵压力正常；检查轨道平整度（偏差≤3mm/m）、后配套台车连接螺栓紧固度。2.人员资质操作人员需持特种作业操作证（建筑施工类），并通过设备厂家专项培训；施工班组需开展班前交底，明确掘进参数（推力、刀盘转速）、风险点（如富水地层喷涌、管片错台）及处置措施。3.环境确认地质与支护：核查掌子面土体稳定性（通过超前地质预报或取芯），确认始发井洞门密封装置（帘布橡胶、折页压板）安装牢固。通风与监测：启动通风系统（风量≥30m³/min·人），检测作业区有害气体（CO≤30ppm、H₂S≤10ppm、甲烷≤0.5%）浓度；布设沉降监测点，确认周边建（构）筑物、管线变形在允许范围内。（二）操作流程1.启动阶段依次启动冷却泵、润滑泵，观察油温（≤40℃）、油压（≥0.2MPa）；空载试运行液压系统（推进、刀盘旋转、管片拼装回路），确认动作同步性（油缸伸缩差≤20mm）；刀盘以1~2rpm低速旋转，监听轴承、齿轮箱异响，无异常后逐步提升至工作转速（软土3~5rpm，硬岩1~3rpm）。2.掘进作业参数控制：根据地质调整推力（软土≤2000kN，硬岩≤3000kN）、推进速度（20~80mm/min），保持土仓压力与掌子面水土压力平衡（误差≤0.05MPa）。同步注浆：注浆压力略高于地层压力（0.1~0.2MPa），注浆量按理论空隙率1.1~1.3倍控制，采用双液浆时需监测凝胶时间（10~30s）。管片拼装：每环掘进完成后，调整盾构姿态（滚角≤0.5°、俯仰角≤0.3°），采用“先下后上、对称拼装”工艺，螺栓紧固扭矩符合设计（通常200~300N·m）。3.停机操作逐步降低刀盘转速、推进速度，待刀盘停止后关闭液压系统，断开主电源前确认各设备处于待机状态。清理刀盘、土仓渣土（硬岩地层采用高压水冲洗，软土地层采用螺旋输送机排土），对暴露刀具涂防锈油。记录当班数据：推进里程、刀盘扭矩、注浆量、管片拼装质量等，填写《盾构机运行日志》。（三）安全规范1.有限空间作业：进入刀盘、土仓前，办理作业票，通风置换（风量≥5倍空间体积/h），检测有害气体浓度，佩戴正压式呼吸器、安全带，设专人监护。2.应急处置：刀盘结泥饼：立即停机，注入泡沫（浓度3%~5%）或膨润土，低速旋转刀盘破除泥饼；盾尾漏浆：关闭同步注浆，注入盾尾油脂（压力≥0.3MPa），调整推进姿态（抬高盾尾）；火灾事故：切断电源，使用二氧化碳灭火器扑救电气火灾，严禁用水直接喷洒带电设备。二、盾构机维护规程（一）日常维护（按班次划分）1.班前维护（作业前30min）检查润滑油箱（齿轮油、轴承油）、液压油箱油位，不足时补充同牌号油品（如L-HM46液压油、CKD220齿轮油）；清理设备表面渣土、油污，检查履带张紧度（下垂量≤50mm），紧固松动螺栓；测试急停按钮、声光报警装置，确认通讯系统（对讲机、井下电话）通畅。2.班中巡检（每小时1次）监测液压系统：油温≤60℃、压力波动≤10%设计值，发现异常立即停机排查（如油缸爬行可能因换向阀卡滞）；检查刀盘振动：若出现周期性异响，结合内窥镜排查刀具偏磨、崩刃；管片拼装机维护：每拼装5环，对抓举头、旋转机构加注锂基润滑脂（NLGI2#）。3.班后保养（作业结束后1h内）清洗注浆管路（采用1%~2%柠檬酸溶液）、盾尾刷（高压水冲洗，避免浆液凝固）；对刀盘刀具、螺栓等金属部件涂防锈油，遮盖外露电气接头；整理工具、备件，填写《设备维护记录》，标注次日需检查的部件（如液压滤芯、传感器）。（二）定期检修（按周期实施）1.日检（每日施工结束后）紧固盾体连接螺栓、管片拼装头螺栓，更换老化密封垫圈；清理冷却器、空气滤清器，必要时更换滤芯（液压油滤芯污染度≥NAS8级时更换）；检查电缆、水管接头密封性，包扎破损绝缘层，整理架空线缆（悬垂度≤50mm/m）。2.周检（每周）全面检查刀具：标记磨损量超设计值30%的刀具，制定更换计划（硬岩刀具优先更换，软土刀具可累计磨损后批量更换）；测试推进油缸同步性：调整液压阀组，确保油缸伸缩差≤10mm；校正轨道：轨距偏差≤5mm，高低差≤3mm/m，更换磨损道钉。3.月检（每月）油液检测：取液压油样检测粘度（变化率≤15%）、水分（≤0.1%），超标时过滤或更换油液；盾尾密封维护：补充盾尾油脂（注入压力≥0.3MPa），更换破损钢丝刷（磨损量超50%时更换）；传感器校验：采用标准砝码校验压力传感器，激光测距仪校验位移传感器，误差超2%时重新标定。4.年检（每年或累计掘进1000环后）主驱动检修：解体检查刀盘轴承、密封件，更换磨损的轴承滚子、唇形密封；结构探伤：采用超声波探伤检测盾体焊缝、主结构应力集中区，消除裂纹（深度≥3mm时补焊）；性能评估：空载试运行各系统，测试刀盘最大扭矩（≥设计值90%）、推进系统最大推力（≥设计值95%），评估剩余使用寿命。（三）故障处理1.诊断方法液压故障：通过压力表、流量计定位泄漏点（如油缸泄压可能因缸筒磨损、密封件老化）；电气故障：用万用表检测电路通断，示波器分析PLC输出波形，排查传感器、接触器故障；机械故障：结合振动分析仪（监测轴承振动烈度≤4.5mm/s）、内窥镜检查齿轮啮合间隙（≤0.2mm）。2.处理流程小故障（如管路渗漏、传感器误报）：当班人员在技术人员指导下修复，记录处理过程（含故障现象、原因、措施）；大故障（如主驱动轴承损坏、刀盘变形）：立即停机，组织专家团队制定维修方案，必要时联系厂家技术支持；修复后空载试运行2h，确认性能达标后方可复工。三、附则1.本规程需结合具体盾构机型号（如中铁装备ZTE系列、海瑞克S-369型）的操作手册细化执行；2