隧道施工盾構(gòu)設(shè)備管理工作分析

隧道施工盾構(gòu)設(shè)備管理工作分析摘要：盾構(gòu)施工是當(dāng)前隧道工程建設(shè)的重要方式，其能在盾構(gòu)機等鋼組件的作用下，沿著隧洞軸線邊向前推進完成土壤切削掘進，具有施工自動化程度高、施工便捷的特征，同時其整體的經(jīng)濟、安全效益較為突出。本文在闡述盾構(gòu)機組成及工作原理的基礎(chǔ)上，分析隧道施工中盾構(gòu)設(shè)備的日常維護要點和長期管理措施，期望能提升盾構(gòu)機使用的規(guī)范程度，增強盾構(gòu)設(shè)備適用性，進而推動隧道盾構(gòu)施工工作的有序開展。關(guān)鍵詞：隧道工程；盾構(gòu)設(shè)備；維護管理隧道不只是公路交通工程建設(shè)的重要內(nèi)容，其能有效縮短兩地間的公路里程，確保公路交通運行的順暢性、便捷性，更是軌道交通工程的基礎(chǔ)工程。盾構(gòu)施工是當(dāng)前較為隧道工程項目施工中常用的常方式，其憑借著先進的盾構(gòu)機設(shè)備進行巖土切削掘進施工，滿足了隧道高效、安全開挖需要。在隧道項目建設(shè)中，盾構(gòu)機的性能直接關(guān)系著隧道施工的效率、質(zhì)量和安全效益，故而有必要深層次分析盾構(gòu)機的作業(yè)原理，做好盾構(gòu)機的養(yǎng)護管理，為盾構(gòu)機的安全運行奠定良好基礎(chǔ)。1盾構(gòu)機設(shè)備的構(gòu)成及工作原理1.1結(jié)構(gòu)組成作為隧道盾構(gòu)施工的主要設(shè)備，盾構(gòu)機的結(jié)構(gòu)組成較為復(fù)雜，其不僅包含盾體、刀盤驅(qū)動、雙室氣閘結(jié)構(gòu)，而且設(shè)計管片拼裝機排土機構(gòu)、后配套裝置單元，此外電氣系統(tǒng)以及輔助設(shè)備等都是盾構(gòu)機的重要組成部分。盾構(gòu)機的盾體包含前盾、中盾和尾盾三個部分，其中，前盾往往和承壓隔板焊接在一起，兩者不僅對刀盤驅(qū)動起到支撐作用，而且能實現(xiàn)泥土倉和工作空間的有效隔離。在法蘭螺栓作用下，中盾與前盾相互連接，盾構(gòu)機中盾中設(shè)置著油缸，當(dāng)油缸運作時，能推動盾構(gòu)機向前運動。盾構(gòu)機尾盾是通過鉸與中盾相連的，其在盾構(gòu)機轉(zhuǎn)向中發(fā)揮著重要作用。刀盤是盾構(gòu)機作業(yè)的重要單元，其設(shè)置在盾構(gòu)機的最前方，通過刀具的作用，能快速地完成土體切削，完成隧道掘進。隧道轉(zhuǎn)向掘進時，需通過外側(cè)的超挖刀進行作業(yè)。刀盤驅(qū)動固定在前盾承壓隔板的法蘭上，這些刀盤驅(qū)動一般是由9組馬達和主齒輪箱組成。雙室氣閘安裝在盾構(gòu)機前盾的上方，這樣通過調(diào)節(jié)氣閘前室和主室之間的壓力，滿足整體的作業(yè)需要（見圖1）。1.2工作原理盾構(gòu)機本身相當(dāng)于一個圓柱體的鋼組件，在盾構(gòu)施工作業(yè)中，通過盾構(gòu)機向前推進，能完成對土體的切削和挖掘，在盾構(gòu)設(shè)備掘進過程中，盾構(gòu)機的殼體對剛剛完成切削得分隧道其支撐作用，這種支撐作用具有雙重性，即其不僅承受周圍土體壓力，而且能阻擋來自地下水的壓力，有效地保證了隧洞的穩(wěn)定性，隧道挖掘、排土和襯砌工作的開展奠定了良好基礎(chǔ)。隧道掘進過程中，推動油缸發(fā)揮動力支撐作用，其能推動盾構(gòu)機向前運動，同時在液壓馬達作用下，刀盤能開始旋轉(zhuǎn)完成土層切削。當(dāng)巖土切削成碎渣后，會通過螺栓輸送機向皮帶輸送機上運輸，最終所切削的渣土?xí)\送到渣土車的土箱中，并經(jīng)過豎井運送到地面。要注意的是，當(dāng)盾構(gòu)掘進一定距離后，需做好管片的拼接，確保隧道一次成型。2隧道施工中盾構(gòu)設(shè)備的日常養(yǎng)護2.1日常保養(yǎng)盾構(gòu)機在隧道掘進施工中起到至關(guān)重要的作用，在規(guī)范操作盾構(gòu)機設(shè)備的基礎(chǔ)上，應(yīng)嚴(yán)格落實盾構(gòu)機的日常保養(yǎng)制度。（1）在盾構(gòu)機日常保養(yǎng)中，應(yīng)明確日常保養(yǎng)的具體內(nèi)容，即除做好設(shè)備日常巡檢外，還需要對設(shè)備進行清潔、潤滑、防腐處理，預(yù)防設(shè)備故障發(fā)生。（2）盾構(gòu)設(shè)備日常保養(yǎng)中，應(yīng)做好設(shè)備液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等單元的保養(yǎng)，其中在液壓系統(tǒng)保養(yǎng)中，應(yīng)日常檢查油箱的油位，及時加注液壓油，同時應(yīng)監(jiān)聽盾構(gòu)機工作時的聲音，確保其處于正常工作狀態(tài)，此外應(yīng)對液壓機的液壓閥、油缸、馬達、油泵、管路等部件進行檢查，控制各部件作業(yè)溫度，消除漏油問題，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有部件溫度異?；蚵┯蛦栴}時，應(yīng)及時地進行停機檢查。電氣系統(tǒng)維護保養(yǎng)中，應(yīng)做好敷設(shè)范圍內(nèi)高壓電纜的實施檢查，若高壓電纜有破損問題，應(yīng)對其進行重點檢查和處理，同時應(yīng)實施檢查變壓器，通過作業(yè)聲音的辨別，判斷變壓器作業(yè)是正常。另外應(yīng)嚴(yán)格檢查并消除變壓器滲油、配電柜和變壓器溫度異常等信息，并實施過載保護，確保電氣運作正常。（3）盾構(gòu)機單日的保養(yǎng)時間應(yīng)維持在4h以上，除上述保養(yǎng)內(nèi)容外，還需要對盾構(gòu)機的主軸承內(nèi)密封部分、盾尾部分、管片軌道等要素進行檢查，同時確保油缸活塞裸露、皮帶機從動部分、閥組清潔無污染。（4）日常保養(yǎng)中應(yīng)做好盾構(gòu)設(shè)備的聯(lián)動調(diào)控管理，如在考慮施工狀態(tài)的基礎(chǔ)上，應(yīng)對盾構(gòu)機上的排污以及冷卻系統(tǒng)實施加強處理，同時在作業(yè)過程中應(yīng)注意保護壓器和高壓電纜的卷筒，避免渣土在這些部位堆積。此外考慮到泡沫和水泥漿液對盾構(gòu)機液壓元器件的腐蝕，需通過脫漆部位修補等收單，做好盾構(gòu)機防腐處理等。2.2常規(guī)檢測規(guī)范開展盾構(gòu)設(shè)備檢測工作，能及時掌握盾構(gòu)設(shè)備的工作狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)盾構(gòu)設(shè)備使用問題，并通過故障檢修為盾構(gòu)設(shè)備的使用奠定良好基礎(chǔ)。在盾構(gòu)機設(shè)備檢測中，應(yīng)在現(xiàn)骨干儀表和設(shè)備的作用下，系統(tǒng)檢測盾構(gòu)機的工作壓力、溫度、聲音，同時應(yīng)對其氣味、振動等情況進行有效分析，并動態(tài)化地追蹤、分析這些參數(shù)，這樣能確保盾構(gòu)機始終在最佳工作狀態(tài)運行、常規(guī)檢測中，要求實際的檢測過程符合相關(guān)流程，并完成檢測結(jié)果真實上報，若發(fā)現(xiàn)盾構(gòu)機出現(xiàn)參數(shù)異常問題，需對其進行停機處理，以此來發(fā)揮盾構(gòu)機檢測的作用，確保盾構(gòu)機操作的規(guī)范性。在盾構(gòu)機常規(guī)檢測中，應(yīng)做好點檢與巡檢的有效結(jié)合；即在實際檢測中，需對盾構(gòu)機設(shè)備的上百個點位進行點檢和巡檢，全面檢測盾構(gòu)機的運作，消除盾構(gòu)機使用時的安全隱患。在盾構(gòu)機點檢、巡檢過程中，要求嚴(yán)格落實“六選”制度，即在選人、選點、選時的基礎(chǔ)上，應(yīng)系統(tǒng)考慮選標(biāo)、選項、選法等要素，從職責(zé)層面實現(xiàn)盾構(gòu)機檢測工作的有效約束；這樣能以嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范盾構(gòu)機檢測工作狀態(tài)檢測工作的開展，為后期的故障發(fā)現(xiàn)、診斷和處理奠定良好基礎(chǔ)。2.3故障診斷在盾構(gòu)設(shè)備常規(guī)檢測的基礎(chǔ)上，還應(yīng)做好設(shè)備的故障診斷和處理。通常機械構(gòu)件之間的摩擦和損壞時造成盾構(gòu)設(shè)備故障的主要原因；而在盾構(gòu)掘進施工中，液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)是最容易出現(xiàn)故障的兩個系統(tǒng)。在故障診斷過程中，若通過操作控制板上的元件不能實現(xiàn)機械功能控制時，應(yīng)檢查其對應(yīng)系統(tǒng)與機械設(shè)備的連接處，以此來找出故障原因。故障診斷的中，首先應(yīng)斷開設(shè)備電氣連接閥門，并啟動相應(yīng)的控制鍵，此時如果電流、電壓的運作狀態(tài)仍不正常，則應(yīng)考慮盾構(gòu)設(shè)備電氣系統(tǒng)發(fā)生故障，而當(dāng)電流、電壓恢復(fù)正常使用，可判斷設(shè)備的故障在液壓部位。要注意的是，在盾構(gòu)設(shè)備故障診斷中，狀態(tài)檢測是極為重要的一種方式，在實際檢測中，須通過專業(yè)的工具設(shè)備，對盾構(gòu)機的溫度、壓力、流量進行檢測，同時考慮設(shè)備電流、油液、扭矩等因素，并對設(shè)備狀態(tài)、噪音等特征進行分析，以此來準(zhǔn)確掌握設(shè)備運作狀態(tài)，消除設(shè)備故障，提升盾構(gòu)設(shè)備的使用性能。2.4機械維修“養(yǎng)修并重，預(yù)防為主”是盾構(gòu)機設(shè)備維修保養(yǎng)的基本原則。在隧道施工過程中，針對盾構(gòu)機的維修保養(yǎng)和檢修，需嚴(yán)格按照盾構(gòu)機日常保養(yǎng)記錄、盾構(gòu)機運轉(zhuǎn)記錄的內(nèi)容分析故障點位，并科學(xué)選用維修保養(yǎng)方法進行處理。其一，在盾體結(jié)構(gòu)維修中，應(yīng)檢查盾尾密封狀況，在消除盾尾漏水、漏漿問題的基礎(chǔ)上，清除盾體底部雜質(zhì)，并且修檢油缸柱，消除油缸柱上的劃痕。其二，旋轉(zhuǎn)接頭部位容易出現(xiàn)泡沫滲漏問題，應(yīng)及時檢查這些部位，清除露出的泡沫，并完成選擇接頭的密封處理。其三，皮帶輸送機故障維修中，需清理托輥和擋邊輥上的泥土，同時應(yīng)檢查更換皮帶，消除皮帶磨損、皮帶輸送機卡死、跑偏等問題。其四，螺旋傳送機的驅(qū)動裝置容易出現(xiàn)油液滲漏、減速箱油位異常問題，應(yīng)重點檢查這些問題進行處理，并且需檢查處理閘門和伸縮缸的潤滑情況，清理相關(guān)雜物，保證螺旋傳送機運作狀態(tài)良好。其五，盾構(gòu)機水系統(tǒng)還容易出現(xiàn)流量、水位異常及水體污染情況，對此應(yīng)通過檢查水管路上的壓力和溫度指示器來發(fā)現(xiàn)只寫問題，及時的更換相應(yīng)的管理閥門，進行水體補充，確保盾構(gòu)設(shè)備水系統(tǒng)運作狀態(tài)。2.5配件管理隧道施工過程中，受高強度工作狀態(tài)及復(fù)雜環(huán)境的影響，盾構(gòu)設(shè)備難免會出現(xiàn)設(shè)備磨損問題，故而在日常養(yǎng)護管理中，還需做好盾構(gòu)設(shè)備配件的系統(tǒng)管理。首先在盾構(gòu)設(shè)備配件管理中，應(yīng)認識到盾構(gòu)機的配件較為特殊，若構(gòu)件本身的價格較高、不易損壞，而且生產(chǎn)周期較長，則應(yīng)加強企業(yè)與生產(chǎn)廠家的聯(lián)系與合作，由生產(chǎn)廠家定制對應(yīng)零件，并將生產(chǎn)的零件存放在廠家內(nèi)，這樣才能在保證破損配件更換效率的基礎(chǔ)上，降低配件采購資金及庫存量。其次在盾構(gòu)設(shè)備配件管理中，應(yīng)有計劃地開展配件的采購和庫存管理，即在滿足施工條件的情況下，要求最大限度地減少配件的庫存，降低盾構(gòu)設(shè)備配件的采購成本部和管理成本。最后在盾構(gòu)設(shè)配件管理中，要求建立完善的配件采購渠道，對于常用的大批量配件，應(yīng)從生產(chǎn)廠家采購，確保配件與設(shè)備本身相互匹配，提升盾構(gòu)設(shè)備的整體應(yīng)用效果。3隧道施工中盾構(gòu)設(shè)備的長期管理3.1建立設(shè)備管理標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)完善的管理標(biāo)準(zhǔn)能為隧道盾構(gòu)設(shè)備的管理和應(yīng)用奠定良好基礎(chǔ)。在隧道盾構(gòu)設(shè)備長期管理中，要求隧道施工企業(yè)設(shè)備部門工作者應(yīng)認識到盾構(gòu)設(shè)備在整個隧道施工中的作用，高度重視盾構(gòu)設(shè)備管理的重要性，創(chuàng)造良好的設(shè)備管理環(huán)境。其次，在盾構(gòu)設(shè)備管理中，應(yīng)結(jié)合盾構(gòu)設(shè)備管理標(biāo)準(zhǔn)及項目的建設(shè)實際，制定系統(tǒng)完善的設(shè)備養(yǎng)護管理制度，在具體制度中，應(yīng)就盾構(gòu)設(shè)備維護保養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)進行清晰說明，要求所編制的制度包含設(shè)備結(jié)構(gòu)和性能的保障制度，同時對于盾構(gòu)設(shè)備管理制度的設(shè)計，還需要考慮盾構(gòu)機日常保養(yǎng)情況、檢測情況以及修理情況等信息，以此來設(shè)計較為科學(xué)的管理制度，滿足盾構(gòu)設(shè)備精度控制及實際工作開展需要。另外在完成盾構(gòu)設(shè)備管理制度建設(shè)后，要求對本單位的設(shè)備管理部門進行優(yōu)化重組，選擇具有專業(yè)能力與素養(yǎng)的人員開展設(shè)備管理，提升盾構(gòu)設(shè)備的整體應(yīng)用效果。3.2細化長期管理措施應(yīng)用在盾構(gòu)設(shè)備長期管理中，設(shè)備管理人員還應(yīng)做好具體管理要點的落實。其一，在盾構(gòu)設(shè)備長期管理中，應(yīng)建立三級巡視制度，通過保養(yǎng)人員、保養(yǎng)工程師和主管工程師進行巡視，及時地發(fā)現(xiàn)盾構(gòu)設(shè)備所存在的問題，并針對性地進行應(yīng)對處理，滿足整體應(yīng)用需要。其二，在盾構(gòu)設(shè)備長期維修保養(yǎng)中，要求將具體的管理責(zé)任落實到個人頭上，即工程建設(shè)企業(yè)應(yīng)指派獨立負責(zé)人，對設(shè)備切實管理，真正做到設(shè)備使用、保養(yǎng)、檢查、修理的有機統(tǒng)一。其三，在實際管理活動中，應(yīng)從設(shè)備維護、設(shè)備監(jiān)督、設(shè)備維護、部件替換更新、設(shè)備操作等層面進行管理。其中在設(shè)備維護中，應(yīng)制系統(tǒng)完善的維護管理制度，實現(xiàn)設(shè)備維護與保養(yǎng)的協(xié)調(diào)工藝；在設(shè)備監(jiān)管中，應(yīng)從設(shè)備維護保養(yǎng)、工作狀態(tài)等層面實施監(jiān)督，重點監(jiān)測相關(guān)設(shè)備的使用狀態(tài)，以此來發(fā)現(xiàn)設(shè)備使用問題，這樣能快速處理設(shè)備應(yīng)用故障，提升設(shè)備運行效果。3.3做好設(shè)備檔案管理要進一步提升盾構(gòu)施工設(shè)備管理質(zhì)量，還應(yīng)建立系統(tǒng)完善的檔案管理制度，通過檔案資料規(guī)范管理工作，提升設(shè)備管理的規(guī)范性。一方面，在盾構(gòu)設(shè)備檔案管理中，應(yīng)將所有的盾構(gòu)設(shè)備、零部件納入檔案館系統(tǒng)，從設(shè)備、零件采購、應(yīng)用、維修保養(yǎng)等環(huán)節(jié)進行信息記錄，使得設(shè)備檔案信息真實、可信，然后以檔案資料指導(dǎo)設(shè)備維修保養(yǎng)，確保設(shè)備的管理處于可控范圍之內(nèi)。另一方面，在設(shè)備檔案管理中，應(yīng)借助信息化技術(shù)進行檔案管理，該管理模式下，要求通過信息平臺建立盾構(gòu)機設(shè)備盾體、刀盤驅(qū)動、雙室氣閘結(jié)構(gòu)等單元的維護管理文件，在具體文件中，應(yīng)準(zhǔn)確記錄設(shè)備維修保養(yǎng)部位、維修原因、維修方法、維修人員等信息，并在大數(shù)據(jù)技術(shù)下，進行設(shè)備維修保養(yǎng)效果分析，優(yōu)化設(shè)備維修、保養(yǎng)方案，為后期的設(shè)備管理提供參考。4結(jié)語盾構(gòu)設(shè)備在隧道施工中發(fā)揮著重要作用，新時期，隧道施工人員只有充分認識到盾構(gòu)設(shè)備管理的重要性，結(jié)合工作實際，做好盾構(gòu)設(shè)備的日常養(yǎng)護和長期管理，這樣能最大程度發(fā)揮設(shè)備性能，提升盾構(gòu)作業(yè)效率和質(zhì)量，促進隧道盾構(gòu)施工工作的有序開展。參考文獻：[1]陳華鼎.論地鐵隧道施工盾構(gòu)機及后續(xù)設(shè)備下井[J].城市