盾構機的螺旋輸送機故障分析與維修

1.案例

2017年11月26日，佛山地鐵2號線3標灣華站~登洲站盾構區間，二公局“二公盾2號”土壓平衡式盾構機（jī）在掘進到1213環時（shí），螺旋輸送機出現異響並伴有較大震動現象，機駕人員立即停（tíng）機並上報項目部，項目部（bù）技術人員初步（bù）判（pàn）斷為螺旋輸送機的減速機故障。

2.故障維修方案（àn）分析

由於在隧道內對減速機進行拆解維修（xiū）難度較大，減速（sù）機淨重有（yǒu）4.8t，洞內沒有相應的起重設備，況且拆解時盾構機（jī）前部土艙的帶壓泥水會從減速機處冒出。鑒於此，項目（mù）部將情況及時匯（huì）報局設備部和盾構機生產廠家（中交天和），共同協商，盡快維（wéi）修。28日，由局物設部（bù）、地鐵項目部、中交（jiāo）天和、振華港機（減速機（jī）生產單位）共同商定維修（xiū）方案。

（1）進行螺旋機止水，防止土艙的泥水從減速機拆解處噴湧到隧道內。在關閉螺旋機下料口閘門後，卸掉螺旋機伸縮段法蘭盤上的一圈螺栓，啟動伸縮油缸，將螺旋機葉片軸收回到位，關閉螺旋機在土艙壁上的艙門，從（cóng）盾體內的螺旋機注入口向螺旋機（jī）筒（tǒng）體內注入適量（liàng）聚氨酯用於止水，並（bìng）注意觀察螺（luó）旋機（jī）靠近減（jiǎn）速機的那隻土壓計的壓力變化。將下料口的上下（xià）閘門各打開1條（tiáo）小縫隙，觀察有無泥水持續噴出，若無（wú）泥水流出時，說明土艙閘門已關閉，聚氨酯注入量可以滿足（zú）止水要（yào）求，再關閉下（xià）料口（kǒu）上、下2個閘門（mén），完成止水工作。

（2）拆卸液壓馬達。減速機（jī）端（duān）部安裝有3個（gè）液壓馬達，每個重量（liàng）256kg，減速機重量4.8t，拆卸時依（yī）靠吊裝設備，而減速機與洞內管片頂部1m的垂直距離，隧（suì）道外麵的起重設備難以使用，經技（jì）術人員現場分析，借用管片螺栓作為（wéi）附著（zhe）點，在（zài）減速機上部周圍安裝4個5t的手拉葫蘆，來解決液壓馬達、減速機等起吊（diào）的問題。通過查閱資料（liào）和（hé）相關計（jì）算，管片螺栓能夠承載的載荷（hé）遠遠＞5t，可以用作吊（diào）裝附著點。具體操（cāo）作過程為，用12mm厚的Q235鋼板氣割4個吊耳，固定到管片螺栓上，下麵分別掛1個5t手拉葫蘆，再依次拆掉液壓馬達的油管、法蘭螺栓後，用手拉葫蘆將馬達逐（zhú）個移開，放到不影響後麵減速機拆卸的地方。

（3）拆（chāi）減速機（jī）後蓋，查找（zhǎo）故障原因。用12mm厚（hòu）的Q235鋼板氣割1個（gè）吊耳，焊在減速機殼體的上部，再掛1個5t手拉葫蘆並拉緊，卸下減速機（jī）後蓋與減速機主機的連（lián）接（jiē）螺栓，用手拉葫蘆吊起（qǐ）後蓋。清洗減速機內泥沙，發現減速機內部的推力軸承（chéng）已嚴重損壞，部分滾珠已掉落，繼續拆卸。

（4）拆卸軸銷。將4個手拉葫蘆分別勾（gōu）住（zhù）減速機左右2個吊裝（zhuāng）孔並預拉緊，這樣可以在拆卸過程中，減速機可以任意方向（xiàng）移動。拆掉減速機與螺旋機筒體之間法蘭連接的螺栓，用伸縮油缸將筒體退回到露出減速機軸與螺（luó）旋（xuán）機葉片軸連接部分，清洗淤泥，找到將兩軸連接（jiē）在一起的軸銷。該軸銷長365mm，直徑100mm，在工廠安裝時采取過盈（yíng）配合，用錘敲（qiāo）進去（qù）的，經過現場掘進1200多環（huán）的（de）使用後，軸銷已（yǐ）生鏽或產生了少許變形，拆卸時用錘（chuí）敲、用鏨子鏨均無（wú）鬆動。鑒於此，在葉片軸外做反力架，用50t手壓千斤頂（dǐng）頂軸銷，但當手壓千斤頂壓到值時，軸銷（xiāo）未出現絲毫（háo）鬆動跡象。所以現場（chǎng）重新用（yòng）30mm厚的鋼板製作反力架，並在反力架兩邊焊接加固鋼板條，改用100t手壓（yā）千斤頂，在壓力接近80t時，軸銷出現鬆動（dòng），隨之取出軸銷。

（5）由於減（jiǎn）速（sù）機有4.8t，隻能靠管片小車運出隧道外，而（ér）減（jiǎn）速機要落到管片小車上（shàng），中間還隔著皮帶運輸機的皮帶和皮（pí）帶支架，所以隻（zhī）能先割斷皮帶，拆掉減（jiǎn）速機（jī）下部的皮帶支架，使減速（sù）機盡快（kuài）運（yùn）出。

（6）原因分析。當盾構機掘進（jìn）到（dào）該處地層時（主要為粉細砂），地下水特（tè）別豐（fēng）富，前麵（miàn）土艙需保持有200kPa左右（yòu）的壓力（lì），下料口閘門打開時，在螺旋機不轉動的（de）情況下泥水也會自動噴出，所以掘進時經常會關閉下料閘門，這樣（yàng）會使減速機與螺旋機筒體連接處存（cún）在較高的（de）壓力，而減速機（jī）的密封圈耐壓強度不夠（這點（diǎn）已（yǐ）和減速機生產廠（chǎng）家確（què）認），使泥沙通過密封處間隙進入減速機，造成軸承損壞。

（7）維修方法。更換加寬的、耐（nài）壓強（qiáng）度的密封圈，同時更（gèng）換相應的寬（kuān）槽密封蓋板；更換新軸承，由於（yú）減（jiǎn）速機軸上的軸承和大齒輪都是用熱（rè）壓裝置安裝上去（qù）的（de），項目現場沒有加（jiā）熱爐和相應的拆卸、安裝設備，通過與減速機生產（chǎn）廠家（振華港機南通廠）聯係，決定（dìng）將減速機返回廠家進行維修。

（8）安（ān）裝調試。由於減速機返廠維修需要兩個星期時間，經與天和廠、上海振華和項目部溝通，由振華廠先提供一台減速機進行安裝，盡快恢複生產，待損（sǔn）壞的減速（sù）機維修好後作為備用件。2017年12月7日，將振華廠提供（gòng）的減速機運回進（jìn）行安裝，12月9日安裝完成並進行試掘進，正常。

3.技術總結

通過這次設備維修工作，分析（xī）研究維（wéi）修設（shè）備的整（zhěng）個工作流程，總結大型設備維修過程的經驗和不足之處，為局其他（tā）施工（gōng）項目在設備維修（或搶修）時提供借鑒，主要（yào）有3方麵。

（1）設備出現故障時，要冷靜分析，不要盲目動手維修，以免引起其他（tā）故障或事故，造（zào）成的損失。這（zhè）次設備出（chū）現故障時，機駕人員處置就比較妥當，首先是（shì）停機，關閉下料口閘門，防止出現泥沙噴湧現象；保（bǎo）持土艙高壓空氣的持續（xù）供給，以（yǐ）免（miǎn）掌子麵處出現垮塌，然後匯報（bào）項目部，項目技術人員通過（guò）實地（dì）查看分析，分析維修難度較大，便（biàn）及時邀請盾構機（jī）生產廠家及減速（sù）機生產廠家技術人員，和局設備（bèi）部技（jì）術人員一起，共同研究製定維修方案，比如（rú）在製定用管片螺栓作為手拉葫蘆的上附著點進（jìn）行（háng）吊（diào）裝的方案時，當時還有一種方案就是在減速機兩邊的盾構機托梁上做（zuò）門架，作為手（shǒu）拉葫蘆的上基點，此方案雖然可行，但盾（dùn）構機左、右2個托梁之間（jiān）的距離有（yǒu）2.1m，做門架的型鋼怎麽吊上來，既要焊主梁，又要焊斜撐，工作量非常大，所以沒有（yǒu）采取這個方（fāng）案，而（ér）是借用管片螺栓，起到了（le）事（shì）半功倍的效果。

（2）維修過程技術人員要全程（chéng）參與，應對隨時可能出現的新問題。在這次減速機維修時，沒有考慮到軸銷很難拆卸，通過現場技術人員指導（dǎo），做反力架，用50t千斤頂沒果（guǒ）時，有的操作人員就建議一邊用火（氧（yǎng）氣乙炔焰）烤，一邊頂，再查看效果，現場技術人（rén）員馬上就阻止了，如（rú）果用火（huǒ）烤，萬一還拆不出來（lái），降溫後軸銷會更難取出，後來改用100t千斤頂，便順利去除了軸（zhóu）銷。

（3）設（shè）備維修時，對於難點的問題如果想（xiǎng）到方法，在（zài）的情（qíng）況下就要大膽去試，不去試，有的工（gōng）作可能無法完成（chéng）。比如使用50t千斤頂拆卸軸銷時，軸銷根本沒有鬆動跡象（xiàng），大家都在討論這種用千斤頂方法是否可行時，現場維修技術人員說再用100t千斤頂試試，當時大家心裏都沒（méi）底，正是現場技術人員的堅持，工（gōng）人們開始重新製作反力架，改用100t手壓千斤頂（dǐng）進行頂推，結果順利拆下軸銷。

4結束（shù）語

在這次盾構機維修工作（zuò）中（zhōng），雖然取（qǔ）得了一些經驗，但也暴露出（chū）問題和不（bú）足之處（chù）。在（zài）盾構施工工作，有（yǒu）關（guān）盾構（gòu）機維修保養的知識還需要不斷學習和提高。