盾构维保技术

盾构维保技术讲座

跟其它施工机械一样，盾构机在使用过程中更加需要维护和保养，它与常规工程机械不同的是盾构机设备系统大、复杂程度高、技术含量高、工作环境恶劣等特点，这样决定了盾构机的维保工作项目多、难度大、专业技术高的特点。

一. 维保目标

为了防止盾构机在使用中经常发生故障，损坏设备，浪费大量的时间去处理故障，影响施工进度，我们就得运用合理的设备管理手段，先进的维保措施对设备进行科学的管理。提高设备的完好率，提高施工效率，提高设备的寿命。

二. 保养措施

盾构机保养措施分为：

点检、巡检制度、日常保养、计划保养、状态监测与故障诊断、建立维保档案

(一) 点检、巡检制度：通过对盾构机上百个点的点检、巡检，实现对设备的全面监控，提前发现设备存在的隐患和故障，，以便及时采取相应的处理措施，把故障消灭在萌芽状态，避免设备发生事故。 1. 设备状况的全面监控 2. 设备隐患和故障的早期发现 3. 维修计划的制定依据 4. 设备档案的原始记录

5. 点检、巡检的原则：定人、定点、定时、定周期、定方法、 6. 点检巡检样表：对各关键点的检查内容、检查方法、检查标准以及检查人员和日期都做了详细的记录。 (二) 日常保养内容：

- 1 -

上海吉原公司、培训讲稿

清洁、紧固、润滑、调整、防腐（十字作业方针）

盾构机清洁内容：主轴承内密封处、盾尾底部、管片安装机行走轨道、管片输送小车、皮带机从动轮处、推进油缸活塞表面、所有电机及泵、所有阀组、配电柜内外等。

盾构机紧固内容：对机械和电气连接部位进行紧固，对液气线路有泄漏的部位进行紧固。

在检查高强度螺栓时应注意人员尽可能不要正对螺栓，因为螺栓的紧固大多采用扭力扳手紧固，可能存在预应力，断时会飞出伤人。尤其在硬岩施工过程中检查刀具螺栓时应特别注意，曾经在秦岭施工中刀具螺栓的螺栓头飞出将人员的门牙打掉。

盾构机润滑内容：一是检测盾构机自动润滑系统是否正常，二是对需手动润滑的部位进行润滑，其中需每天一次的手动润滑点有14个，其他的手动润滑点需每周润滑一次。

盾构机调整内容：根据施工中设备的状况，对盾构机的皮带机刮板、铰接密封等，对盾构机上不合理的地方进行整改，如对盾构机上一些容易被踩到传感器、阀组增加必要的防护；根据施工的需要对盾构机上的冷却、排污系统进行改进； 对变压器和高压电缆卷筒做好防护，防止渣土溅在上面等。注脂压力的调整。

盾构机防腐内容：防止泡沫和水泥浆液腐蚀电气液压元件，对脱漆严重的进行修补。 (三) 计划保养

根据既定计划和保养内容，对设备进行周保、月保、 季保 、年保、针对点检巡检的计划保养、针对状态评估的计划保养，并认真填写已保养过的内容及处理结果。

周保：如主轴承、主驱动变速箱、螺旋输送机驱动变速箱的油位检查以及油的污染程度等；

月保：如人仓门铰接部位的润滑、后配套应急灯电池的电量检查、液压系统畜能器压力检查等；

季保：如膨润土泵的润滑、吊机链条张力变形和磨损检查、吊钩的破裂和磨损检查等

- 2 -

上海吉原公司、培训讲稿

年保：如空压机空虑芯的更换、电缆卷筒轴承润滑及更换齿轮油等

针对点检巡检的计划保养：如通过点检轴承温度等参数的变化发现的设备故障隐患的保养

针对状态评估的计划保养：针对盾构机使用及其本身特点制定有计划检查，对设备进行全面的状态评估后作出的保养内容、配件计划等。通过振动监测分析对较大故障隐患进行的保养。 (四) 状态监测与故障诊断 （特殊手断） 1. 状态监测：

状态监测是借助辅助工具对设备的温度 压力 油液 电流 振动等状态进行的动态监测，通过它能及时发现设备人感官不能发现的问题，并及时的作出对设备有针对性的保养措施和计划，解决设备的潜在故障，控制设备的进一步恶化，（如轴承的振动润滑监测，油液的污染分析等）。

状态监测的内容及要求是根据设备复杂程度和重要性确定，因监测所用的专用仪器、设备都很贵，有的使用复杂，并须专人维护管理，一般现场只配备普通温度、压力检测仪。

在我们的盾构机上自带了一些监控系统，根据监控数据也能实现部分状态监测。

监测技术和方法随着电子工业和计算机技术的发展已越来越完善、方便、准确、可靠 2. 故障诊断

故障诊断是设备维修中极其重要的方法和手段，要做到准确地诊断故障必须具备两个方面的基本知识： （1）熟悉设备的工作原理、功能及结构；

（2）熟悉设备关键零部件的运动机理及损害和磨损趋势、常见故障现象，以及掌握基本分析方法和步骤。同时还应重视实践经验的积累。下面以盾构机较为复杂的液压系统为例介绍其故障诊断步骤和方法。

- 3 -

上海吉原公司、培训讲稿

步骤: 液压系统故障诊断就是根据其故障现象，观察、分析并找出故障产生的原因及部位。诊断步骤可参阅下图：

液压故障

流量 力压方向

液压系统

统 检 查 次 序 和 程 序 液 压 系

过 热 冲击过大

泄 漏

用仪器进一步检查 故 障 元 的 修 理 与 更 件换

在思

噪声 初检 振动 所要检查的元件清单液压系统回路液压故障 - 4 -

上海吉原公司、培训讲稿

方法:液压系统图分析法 （1）：充分理解液压系统

阅读系统图／了解工况／认识系统结构／熟悉液压元件. （2）：了解安装调试过程和评价其质量水平 （3）：评价液压系统 (五) 建立维保档案

建立维保档案的目的：积累总结设备运行规律并发现隐藏问题。 设备运转记录：记录了运转时间或工作量、设备各功能状况等内容

设备保养记录：详细记录了保养项目、保养内容、以及保养程度等内容

设备维修记录：记录了维修部位、维修原因、维修方法以及维修人员等信息。

设备劣化趋势：如刀具的在各种地层的磨损规律；选择好刀具更换地点，配备合适的刀具数量；液压系统油质裂化趋势、运转机械振动裂化趋势等。

设备维保计划：如第三节介绍的内容。

三. 快速处理故障措施

(一) 盾构机故障分类

1. 按故障发生的系统可分为：机械故障、液压故障、电气故障 2. 按故障发生的频次可分为：偶发性故障（意外现象）、多发性故障（经常发生的）

3. 按故障发生的原因可分为：磨损性故障（如运动部件的磨损）、错用性故障（使用不当）、先天性故障（设计不合理等）

4. 按造成的后果可分为：危害性故障（如保护系统失灵等）、安全性故障（如保护系统不需要保护时动作等） 5. 机械故障

- 5 -

上海吉原公司、培训讲稿

刀具磨损、铰接密封压块脱落、皮带跑偏、轴承密封磨损 6. 液压故障

阀芯卡死、虑芯堵塞、管路泄漏、管路关闭、管线被拉断、密封损坏

7. 电气故障

急停被按下、连线被拉断拉脱(VMT)、传感器损坏、连线松动接触不良、接线盒进水、电气隐性故障（复位就好）、电气互锁、过载跳闸、元件损坏

(二) 快速处理机械故障的技巧

1. 维修人员必须做到做到三懂(懂构造、懂原理、懂性能)四会(会使用、会保养、会检查、会排除故障) 。

2. 通过简单的听、摸、闻等简单的检测手段判断故障原因 3. 一般磨损类故障较多，其次是连接件松动或运动部件清洁类故障

(三) 快速处理液压故障的技巧 1. 必须熟悉液压系统的工作原理 2. 液压故障多为液压油原因引起的

3. 动作失灵时多为阀芯发卡引起的，清洗阀芯即可 4. 不要轻易在恶劣环境下打开液压系统 (四) 快速处理电气故障的技巧

1. 必须熟悉电器系统的工作原理并熟知各元器件在盾构机上的位置

2. 根据故障现象和PLC故障提示来判断故障原因

3. 复杂故障则应根据现象分级检查线路，逐步缩小故障范围

- 6 -

上海吉原公司、培训讲稿

4. 掌握国内电气元件的技术参数查找替代产品

四. 常见故障的处理

(一) 错用性故障：多为连锁关系未能满足条件所致

故障名称 螺旋输送机不能启动 故障原因 皮带机未启动 前仓门未打开 后仓门未打开 后仓门传感器线路故障 后仓门传感器失效 管片安装机油泵驱动电机不能启动 遥控器紧急按钮被按下 遥控器故障 主驱动电机不能启动 冷却、滤清泵未启动 补油泵未启动 补油压力过低 补油压力传感器线路故障 补油压力传感器故障 空压机自动起停频繁 高 系统泄漏严重 位 (二)

故障名称 故障原因 处理措施 - 7 -

措施 启动皮带机 打开前仓门 打开后仓门 检查维修传感器线路 检查维修传感器 旋出遥控器紧急按钮 检查维修遥控器 启动冷却、滤清泵 启动补油泵 检查并调整补油压力 检查维修传感器线路 检查维修传感器 重新设定启动压力 检查维修泄漏部启动压力设置过上海吉原公司、培训讲稿

油脂泵压力过高（气压正常） 油脂泵压力过低（气压正常） 管片小车顶升缸泄漏 管片拖拉链条断裂 虑芯堵塞 清洗滤网 密封磨损 更换密封 油缸渣土较多造成密封损坏 管片错台或管更换密封 更换链条、调整管片底部渣土造成阻片安装质量并及时清理力过大 管片安装机前后移动困难 轨道上的渣土或浆液造成阻力过脂 大 管片安装机抓取头不能抓取管片 抓取阀未打开开启抓取阀、重新底部渣土 清理轨道并涂抹油或抓取压力过低或调定抓取压力或更换压压力传感器损坏 力传感器 清理轨道上的杂物管片吊机左右行走不同步 轨道上有杂物或吊机行走轮松紧并调整行走论螺栓 不一致 管片吊机起升时打滑 电机刹车太松调整电机刹车松紧或减速机摩擦片打或紧固减速机摩擦片螺滑或超重 铰接密封漏浆且压纠偏过急造成压板螺栓剪断 栓 调整设备姿态重新安装压板并注脂 板脱落 (三)

故障名称 隔膜泵（排污泵）不能排水 故障原因 盾壳底部杂物（金属物）造成隔膜损坏 处理措施 粘补或更换隔膜 - 8 -

上海吉原公司、培训讲稿

砂浆搅拌罐轴承处有异响且温度较高 泡沫系统没有流量 轴承损坏 更换轴承及密封 流量计进水烧更换替代电路板品或更换流量计 更换磨损部件并在掘进时加强对泡沫罐的检查 坏电路板 泡沫泵出口无泡沫 泡沫泵长时间空转造成泵磨损 循环水系统溢流阀溢流 进水压力过大或虑网堵塞 滤芯堵塞 调整进水压力或清洗虑网 更换滤芯或检测油样进一步判断 液压系统滤芯报警 管片安装机旋转到位后仍能继续旋转 盾尾油脂压力显示不正常 注浆冲程不计数 坏 螺旋输送机不能伸缩 注浆泵不能启动 障 坏 管片安装机旋维修或更换旋转限转限位传感器故障 位传感器 压力传感器损维修或更换传感器 脉冲传感器损维修或更换脉冲传感器 限位传感器故维修或更换限位传感器 注浆压力超过调定设定值（如有必设定值或压力传感要）并维修或更换压力传器故障

1. 主驱动系统（补油压力不足、驱动松闸压力不足、 2. 推进系统（土仓压力过大、铰接位移太大、

3. 管片安装系统（遥控器故障、安装机旋转超限、管线断、行走轨道进脏物）

4. 出渣系统（螺旋机不出渣、后舱门位移传感器损坏）

感器 - 9 -

上海吉原公司、培训讲稿

5. 润滑系统(泵密封损坏、分配阀堵塞)

6. 泡沫系统(水压不足、流量控制阀故障、管路阀被关) 7. 注浆系统(传感器故障、搅拌轴端漏浆、管路堵塞)

五. 维保注意事项

有关维保的安全常识前面已介绍过了，这里只强调一下在维保过程中会造成设备故障或不必要的麻烦的注意事项。 1. 必须按技术要求彻底的进行每一项维保工作

2. 严禁随意踩踏、拉扯液压、电气元件、传感器部件、电磁阀最容易被踩坏

3. 严禁随意开启或关闭盾构机上各种阀门、钥匙开关

液压系统上的各种截至阀，如畜能器开关，充气密封开关，各系统维保转换开关。

4. 非操作人员严禁操作各控制面板或按钮

误操作或随意启动设备会造成设备或人员的伤害。 5. 严禁随意调整各系统的参数

如：液压系统的压力、流量的设定参数，工业电脑上的系统参数等

6. 严禁随意拆卸或改动设备、系统的部件或功能

比如油脂泵能自动注脂，有人认为挺好，管子拆下接上黄油枪头，这样打黄油的速度也快，结果呢，经常拆装管路，造成了系统污染，滤清器和分配阀经常堵塞。

7. 严禁使用水冲洗电器设备及电气元件

盾构机故障中绝大多数是由电气故障引起的，而电气故障中多为进水短路或绝缘不好造成的，如：泡沫系统的流量计安装在盾构机的

- 10 -

上海吉原公司、培训讲稿

前部多水区域，如不注意对对流量计的保护，很容易造成流量计积水失效。

8. 运转部件的维修必须按技术要求在停机状态下进行，并确保不会被启动

如对管片安装机维保时必须关闭安装机泵站并可在遥控器上悬挂正在维修等标牌等

9. 液压部件的维修严禁在带压状态下作业

液压系统在停机状态下，系统内仍有压力存在，维修时必须先释放系统中的压力后才能进行拆卸工作

10. 电气部件的维修严禁带电作业，必须带电作业时必须两人在场并确保设备不被启动或随时可断电

11. 有两种以上操作部位的设备维保必须确保已将钥匙开关在异地拔出

这里仅强调在维保过程中善于使用盾构机各系统维保转换开关及钥匙开关，或熟知各系统的总开关在机器上的位置及预防被启动措施，如在皮带机维修时可将主控室内的转换开关打到维修位置并拔下钥匙开关。刀盘检查或更换刀具时也应如此操作。

12. 维保工作完成后必须确保设备周围没有工具、材料等杂物 这跟外科手术一样，手术做完后严防手术器械、纱布残留在手术台上或内脏里，对身体造成伤害甚至生命危险。

- 11 -