建筑与施工机械_盾构机推进的条件及故障

(1)盾构机推进的条件

    盾构机的推进受诸多因素的影响，主要概括为以下几点：①推进电机启动；②盾尾注密封脂启动；③高压电缆限位正常；④水管卷筒限位正常；⑤四个液压缸组未出现故障；⑥刀盘转速大于零或螺栓输送机与带级联开启；⑦刀盘液压系统最大压力小于设定的最大压力；⑧铰接液压缸行程小于最大设定值；⑨后配套液压缸液压油压力小于参数设定值。

(2)故障I

    ①故障现象准备开始掘进时，盾构机司机启动推进系统进行推进，推进液压泵正常启动，但调节液压缸组压力时油压一直处在启动压力(约14bar)下，各组液压缸压力不提高，无法推进。

    ②故障分析与排除从故障现象可以看出，盾构机不允许推进，一定是某个条件未满足。首先检查两项盾构机推进允许的条件，没有发现异常。当将推进系统处于管片拼装模式时，推进液压缸的伸缩及油压都正常。由此可以判断，管片拼装模式下所有的工作阀都是正常的，没有损坏。在掘进模式下检查推进系统液压缸组流量控制阀2和工作压力控制阀3的电信号是否正常，经检查发现都正常。因为从各方面都检查不出问题，只能再详细检查盾构机掘进情况下各参数值与以前正常掘进时有什么不同。最后发现主控室显示屏上盾构机掘进压力值异常，显示为400bar，此值是从推进液压泵的压力传感器II（见图C）经液压泵的液压油出口向PLC输送的一个信号。检查此阀发现，施工人员上台车时将电磁阀踩坏，电信号线折断。将此电磁阀更换后故障排除。

    ③故障产生原因  为何推进液压泵的压力传感器11能控制到盾构机的推进，通过S266型盾构机上PLC程序对盾构机的推进系统进行了详细的分析。盾构机每组液压缸的压力调节按钮对PLC的输入值加上25bar作为相应组推进液压缸的压力控制值a控制盾构机相应组液压缸的压力控制阀3，而相应组液压缸的压力传感器值的最大值加上20bar的最大值6与推进液压泵的压力传感器11的值保持动态平衡，动态调节推进液压泵压力控制阀10，从而保持各组推进液压缸的压力值，控制盾构机的转向。简单地说，就是如果增大A组液压缸的压力控制阀3的值，而此时A组液压缸压力传感器8的值变得要小，液压缸组压力最大值6又要与压力传感器11的值保持相等，所以PLC要调节压力控制阀10，使液压缸组压力最大值6和压力传感器11的压力值保持相等。由于压力传感器11已经损坏，无法与压力传感器8进行动态平衡，所以无法对压力控制阀10输出电信号，因此各组液压缸的压力无法调节。

    当压力传感器11更换后，盾构机的推进系统恢复正常。

（3）故障

    ①故障现象广州地铁某区间盾构机组装完成后进行推进系统调试，盾构机在推进系统管片拼装模式下，当单个推进液压缸在进行伸缩时，有几个缸同时伸出。

    ②故障分析与排除推进液压缸伸出，是推进液压缸的无杆腔进油所致。当伸出液压缸的前方有障碍物出现时，液压缸的推进力又很小，说明出现故障液压缸的液压油压力很小。检查伸出液压缸的推进主阀5未发现异常。根据推进系统液压原理图，当阀5正常的情况下，应该是液压缸的有杆腔和无杆腔都存在一定的油压，由于承压面积不同而导致液压缸伸出。在这样的情况下，单向阀12(见图C)失效后，同时回油的过滤器有一定的阻力才会产生故障。将盾构机液压油箱的回油过滤器拆除更新后，此故障消失。以后在盾构机拼装时未出现此故障。

③故障产生原因  由于停置时间过长，导致盾构机推进系统的单向阀12（见图C）有些锈蚀，单向阀失效，同时回油过滤器过滤效果不好，过滤前后存在压差，进而导致液压缸伸出。将回油过滤器更新后，过滤效果良好，过滤器前无压力，故障排除。当盾构机掘进系统正常工作后，单向阀12由于经常工作故又恢复正常。

(4)总结

    土压平衡盾构机掘进系统是盾构机液压系统中非常关键的一部分，此系统出现的故障是最常见的也是最难排除的。机械工程师在掌握液压系统的同时也要熟悉其电气系统，尤其是PLC部分（程序的相关知识），才能更快地排除盾构机的故障。