地铁盾构机设备故障分析

发布时间：2024-10-23

盾构机是一种机、电、液一体化的大中型工程机械设备，结构复杂。地铁施工现场自然环境情况复杂，增加了地铁车站隧道盾构机出现问题的概率，大大增加了地铁施工成本，同时降低了地铁施工的效率。根据施工团队的工作经验，结合人工智能技术，对地铁车站隧道盾构机的运行情况进行区分，分析地铁车站隧道盾构机常见故障问题，减少盾构设备故障率，对隧道盾构设备故障分析具有重要的现实意义，可以大大的提高地铁建设的效率，有效的控制成本。

一、地铁隧道盾构机常见故障及解决措施

地铁施工时，隧道里的水环境与空气粉尘都会影响到盾构机设备的正常使用，隧道施工过程中，隧道冲洗时产生的水汽和掘进出土产生的粉尘会不可避免的进到设备里，随着隧道的长时间施工，水汽和粉尘在经过一段时间的累积后，会对盾构电气元件、机械设备、流体机构等产生影响，从而导致的故障大致如下：

1、电气故障

原因：隧道水汽腐蚀，电气元件产生锈蚀，导致电器短路，元件损坏，此类故障大部分发生在元件内部，导致排查故障困难；而隧道粉尘进入电器元件内，可能使电气元件短路或者电阻值变大，此类故障不易排查，会增加停机时间，而现场长时间连续不停机掘进也增大了设备电气故障概率。

解决措施：加强隧道通风，减少隧道湿度，优化出渣质量，设备及时覆盖保护。

2、机械故障

原因：盾构设备机械故障相对于电气故障来说比较容易处理，机械故障其实有预示性，如设备的锈蚀、磨损、或者设备震动导致的螺栓松动等等。

解决措施：重点做好“清洁、紧固、润滑、调整、防腐”机械设备十字方针，落实机械设备日检、周检、月检，可有效减少机械故障。

二、流体故障

1、流体故障

原因：流体故障也是盾构施工的一大难题，导致盾构机流体故障的因素可概括为流体介质污染，当流体介质被污染后，将会导致流体结果内部零件密封损坏，流体介质过滤网堵塞，流体介质性能降低等故障；而地铁施工导致隧道污染源很多，污染的途径也很多，加上盾构流体系统具有隐蔽性，导致故障排查更加困难。

解决措施：目前最有效的是规范操作，保护介质清洁度，按时检查，及时更换滤芯，重要机构优先使用优质液压元器件。

2、其他因素

在施工现场除了上述故障，还有很多因素导致故障产生，设计不合理，管理不当，检查不到位等，需加强施工人员的专业技术能力，发动全员参与检修，各工作面相互配合落实检查，防患于未然。

三、盾构机现场故障问题及后果

例1：主驱动减速机故障，有异响，油温异常升高。

原因：液压流体污染，减速机锈蚀，导致减速机磨损剧烈。

后果：严重磨损后，将导致掘进将无法进行。

图1 减速机齿轮

例2：推进油缸渗油，导致此处分区压力一直偏低。

原因：施工过程出现盾尾漏浆，浆液包裹在油缸轴上，掘进前未清理，导致密封损坏。

后果：如推进油缸密封彻底损坏，将导致此处油缸无法使用，严重影响隧道掘进。

图2 推进油缸渗油

例3：同步注浆主轴处磨损，内部污染严重。

原因：维保不及时，未定期注入润滑脂，导致轴承处密封损坏，外部污染源进入主轴承，损坏轴承。

后果：如同步注浆泵主轴轴断，将无法有效进行同步注浆，隧道掘进无法进行，严重影响施工进程。

图3 同步注浆主轴磨损剧烈

例4：掘进面板显示服务器断开，无法进行掘进。

原因：PLC室后数据通信线处因震动松动，导致通信中断，且有时连上有时断开。排查异常费时。

后果：影响正常掘进，如在风险源阶段停机，将导致地面风险源增大安全隐患。

图4 PLC室控制线虚接

四、地铁隧道盾构机核心维保技术

1、根据即时参数维保

地铁隧道盾构机常见故障检测是基于实时参数变化，通过使用不同的控制器对盾构机状态进行监测来完成；在盾构机常见故障检测过程中，通过传感器的特性，从多源采集实时信息，构建逻辑推理管理系统进行实时诊断进行故障排查。在盾构机及时巡检的情况下，只存储实时开关和实时模拟量输入的异常现象，监控系统将异常情况传送给巡检人员，巡检人员将靠回传的异常数据信号进行逻辑推理。如果成功发现盾构机的问题，检查人员可以反馈给管理人员，并给出相应的解决方案。如果根据异常数据信号没有找到故障，可以转移到基础模糊的逻辑推理系统进行逻辑推理测试，找出盾构机设备故障的原因。

2、创建维保知识库

隧道盾构机的常见故障检查工作人员一定要有比较丰富的知识储备，也一定能很好的运用知识储备。因此，应该建立一个用于检查盾构机常见故障的知识库。在整个地铁施工过程中盾构机出现问题的情况下，知识库可以及时掌握常见故障的原因，并选择合理的方法进行处理。也可以选择合理的方式来检查地铁站隧道盾构机的常见故障。为打造丰富的盾构机常见故障及巡检知识库，设备巡检人员要充分意识到知识库系统的储备对地面盾构机巡检的效率的影响。涉及相对复杂的知识，相关设备检测人员可以根据实际需要进行适当的取舍。此外，在地铁车站隧道盾构机检修的情况下，检测人员应选择适合研究的检测方法进行检修，提高地铁车站隧道盾构机检修的高效性，降低因设备故障的概率。

3、设计推理机

推理机是隧道盾构机常见故障检测中不可缺少的部分。可根据以往隧道盾构机出现问题的数据信息和客户输入的相关数据，系统地进行全方位的对接和操作。在图书馆系统中选取合适的知识进行应用，根据隧道盾构机的具体情况进行基础分析。以后再进行一定的逻辑推理，隧道盾构机的问题就会逐渐得到合理的检查。在实践中，盾构机的常见故障受到各方面的影响，很难弄清楚问题的原因和表现形式之间的关系。因此，在推理机的设计过程中，应该对这些要素进行权衡和选择。高效完成机械设备及电气设备常见故障的检测，需要设计消除方案中可用匹配矛盾的措施，建立各种标准引起的匹配所有权，完成对机械设备常见故障的合理检测。

一般来说，盾构机作为隧道施工的开挖设备，首先要保证其安全系数，确保工作中一切正常、实际操作，充分发挥其针对性，成为最高效实用的设备。所有正常的操作要在日常维护保养的帮助下完成。就设备而言，在整个应用过程中，机械、设备和零部件无疑都会出现磨损，长时间使用后或多或少会出现故障。因此，当盾构机出现问题时，首先要找出原因，分析常见故障的直接原因，以便更好地修复和解决，然后及时恢复施工，降低施工安全隐患，提高施工效益。

来源：轨道科技 

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