盾構(gòu)機(jī)的螺旋輸送機(jī)故障分析與維修
1.案例
2017年11月26日,，佛山地鐵2號(hào)線3標(biāo)灣華站~登洲站盾構(gòu)區(qū)間,，二公局“二公盾2號(hào)”土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)到1213環(huán)時(shí)，管式螺旋輸送機(jī)出現(xiàn)異響并伴有較大震動(dòng)現(xiàn)象,，機(jī)駕人員立即停機(jī)并上報(bào)項(xiàng)目部,，項(xiàng)目部技術(shù)人員初步判斷為螺旋輸送機(jī)的減速機(jī)故障。
2.故障維修方案分析
由于在隧道內(nèi)對(duì)減速機(jī)進(jìn)行拆解維修難度較大,，減速機(jī)凈重有4.8t,，洞內(nèi)沒(méi)有相應(yīng)的起重設(shè)備，況且拆解時(shí)盾構(gòu)機(jī)前部土艙的帶壓泥水會(huì)從減速機(jī)處冒出,。鑒于此,，項(xiàng)目部將情況及時(shí)匯報(bào)局設(shè)備部和盾構(gòu)機(jī)生產(chǎn)廠家（中交天和），共同協(xié)商,，盡快維修,。28日，由局物設(shè)部,、地鐵項(xiàng)目部,、中交天和、振華港機(jī)（減速機(jī)生產(chǎn)單位）共同商定維修方案,。
（1）進(jìn)行螺旋機(jī)止水,，防止土艙的泥水從減速機(jī)拆解處噴涌到隧道內(nèi)。在關(guān)閉螺旋機(jī)下料口閘門后,，卸掉螺旋機(jī)伸縮段法蘭盤上的一圈螺栓,，啟動(dòng)伸縮油缸,，將螺旋機(jī)葉片軸收回到位，關(guān)閉螺旋機(jī)在土艙壁上的艙門,，從盾體內(nèi)的螺旋機(jī)注入口向角度螺旋輸送機(jī)筒體內(nèi)注入適量聚氨酯用于止水,，并注意觀察螺旋機(jī)靠近減速機(jī)的那只土壓計(jì)的壓力變化。將下料口的上下閘門各打開1條小縫隙,，觀察有無(wú)泥水持續(xù)噴出,，若無(wú)泥水流出時(shí)，說(shuō)明土艙閘門已完全關(guān)閉,，聚氨酯注入量可以滿足止水要求,，再關(guān)閉下料口上、下2個(gè)閘門,，完成止水工作,。
（2）拆卸-。減速機(jī)端部安裝有3個(gè)-,，每個(gè)重量256kg,，減速機(jī)重量4.8t，拆卸時(shí)必須依靠吊裝設(shè)備,，而減速機(jī)與洞內(nèi)管片頂部?jī)H有1m的垂直距離,，隧道外面的起重設(shè)備難以使用，經(jīng)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)分析,，借用管片螺栓作為附著點(diǎn),，在減速機(jī)上部周圍安裝4個(gè)5t的手拉葫蘆，來(lái)解決-,、減速機(jī)等起吊的問(wèn)題,。通過(guò)查閱資料和相關(guān)計(jì)算，管片螺栓能夠承載的載荷遠(yuǎn)遠(yuǎn)＞5t,，可以用作吊裝附著點(diǎn),。具體操作過(guò)程為，用12mm厚的Q235鋼板氣割4個(gè)吊耳,，固定到管片螺栓上,，下面分別掛1個(gè)5t手拉葫蘆，再依次拆掉-的油管,、法蘭螺栓后,，用手拉葫蘆將馬達(dá)逐個(gè)移開,，放到不影響后面減速機(jī)拆卸的地方,。
（3）拆減速機(jī)后蓋，查找故障原因,。用12mm厚的Q235鋼板氣割1個(gè)吊耳,，焊在減速機(jī)殼體的上部,，再掛1個(gè)5t手拉葫蘆并拉緊，卸下減速機(jī)后蓋與減速機(jī)主機(jī)的連接螺栓,，用手拉葫蘆吊起后蓋,。清洗減速機(jī)內(nèi)泥沙，發(fā)現(xiàn)減速機(jī)內(nèi)部的推力軸承已嚴(yán)重?fù)p壞,，部分滾珠已掉落,，必須繼續(xù)拆卸。
（4）拆卸軸銷,。將4個(gè)手拉葫蘆分別勾住減速機(jī)左右2個(gè)吊裝孔并預(yù)拉緊,，這樣可以保證在拆卸過(guò)程中，減速機(jī)可以任意方向移動(dòng),。拆掉減速機(jī)與螺旋機(jī)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(jī)軸與螺旋機(jī)葉片軸連接部分，清洗淤泥,，找到將兩軸連接在一起的軸銷,。該軸銷長(zhǎng)365mm，直徑100mm,，在工廠安裝時(shí)采取過(guò)盈配合,，用錘敲進(jìn)去的，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)掘進(jìn)1200多環(huán)的使用后,，軸銷已生銹或產(chǎn)生了少許變形,，拆卸時(shí)用錘敲、用鏨子鏨均無(wú)松動(dòng),。鑒于此,，在葉片軸外做反力架，用50t手壓千斤頂頂軸銷,，但當(dāng)手壓千斤頂壓到最大值時(shí),，軸銷未出現(xiàn)絲毫松動(dòng)跡象。所以現(xiàn)場(chǎng)重新用30mm厚的鋼板制作反力架,，并在反力架兩邊焊接加固鋼板條,，改用100t手壓千斤頂，在壓力接近80t時(shí),，軸銷出現(xiàn)松動(dòng),，隨之取出軸銷。
（5）由于減速機(jī)有4.8t,，只能靠管片小車運(yùn)出隧道外,，而減速機(jī)要落到管片小車上，中間還隔著皮帶運(yùn)輸機(jī)的皮帶和皮帶支架,，所以只能先割斷皮帶,，拆掉減速機(jī)下部的皮帶支架,，使減速機(jī)盡快運(yùn)出。
（6）原因分析,。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)到該處地層時(shí)（主要為粉細(xì)砂）,，地下水特別豐富，前面土艙需保持有200kPa左右的壓力,，下料口閘門打開時(shí),，在螺旋機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下泥水也會(huì)自動(dòng)噴出，所以掘進(jìn)時(shí)經(jīng)常會(huì)關(guān)閉下料閘門,，這樣會(huì)使減速機(jī)與螺旋機(jī)筒體連接處存在較高的壓力,，而減速機(jī)的密封圈耐壓強(qiáng)度不夠（這點(diǎn)已和減速機(jī)生產(chǎn)廠家確認(rèn)），使泥沙通過(guò)密封處間隙進(jìn)入減速機(jī),，造成軸承損壞,。
（7）維修方法。更換加寬的,、耐壓強(qiáng)度更高的密封圈,，同時(shí)更換相應(yīng)的寬槽密封蓋板；更換新軸承,，由于減速機(jī)軸上的軸承和大齒輪都是用熱壓裝置安裝上去的,，項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有加熱爐和相應(yīng)的拆卸、安裝設(shè)備,，通過(guò)與減速機(jī)生產(chǎn)廠家（振華港機(jī)南通廠）聯(lián)系,，決定將減速機(jī)返回廠家進(jìn)行維修。
（8）安裝調(diào)試,。由于減速機(jī)返廠維修需要兩個(gè)星期時(shí)間,，經(jīng)與天和廠、上海振華和項(xiàng)目部溝通,，由振華廠先提供一臺(tái)減速機(jī)進(jìn)行安裝,，盡快恢復(fù)生產(chǎn)，待損壞的減速機(jī)維修好后作為備用件,。2017年12月7日,，將振華廠提供的減速機(jī)運(yùn)回進(jìn)行安裝，12月9日安裝完成并進(jìn)行試掘進(jìn),，一切正常,。
3.技術(shù)總結(jié)
通過(guò)這次耐高溫螺旋輸送機(jī)維修工作，分析研究維修設(shè)備的整個(gè)工作流程,，總結(jié)大型設(shè)備維修過(guò)程的經(jīng)驗(yàn)和不足之處,，為局-施工項(xiàng)目在設(shè)備維修（或搶修）時(shí)提供借鑒，主要有3方面。
（1）設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí),，一定要冷靜分析，不要盲目動(dòng)手維修,，以免引起-故障或事故,，造成更大的損失。這次設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí),，機(jī)駕人員處置就比較妥當(dāng),，首先是停機(jī)，關(guān)閉下料口閘門,，防止出現(xiàn)泥沙噴涌現(xiàn)象,；保持土艙高壓空氣的持續(xù)供給，以免掌子面處出現(xiàn)垮塌,，然后匯報(bào)項(xiàng)目部,，項(xiàng)目技術(shù)人員通過(guò)實(shí)地查看分析，分析維修難度較大,，便及時(shí)邀請(qǐng)盾構(gòu)機(jī)生產(chǎn)廠家及減速機(jī)生產(chǎn)廠家技術(shù)人員,，和局設(shè)備部技術(shù)人員一起，共同研究制定維修方案,，比如在制定用管片螺栓作為手拉葫蘆的上附著點(diǎn)進(jìn)行吊裝的方案時(shí),，當(dāng)時(shí)還有一種方案就是在減速機(jī)兩邊的盾構(gòu)機(jī)托梁上做門架，作為手拉葫蘆的上基點(diǎn),，此方案雖然可行,，但盾構(gòu)機(jī)左、右2個(gè)托梁之間的距離有2.1m,，做門架的型鋼怎么吊上來(lái),，既要焊主梁，又要焊斜撐,，工作量非常大,，所以沒(méi)有采取這個(gè)方案，而是借用管片螺栓,，起到了事半功倍的效果,。
（2）維修過(guò)程技術(shù)人員要全程參與，應(yīng)對(duì)隨時(shí)可能出現(xiàn)的新問(wèn)題,。在這次減速機(jī)維修時(shí),，沒(méi)有考慮到軸銷很難拆卸，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員指導(dǎo),，做反力架,，用50t千斤頂沒(méi)有效果時(shí)，有的操作人員就建議一邊用火（氧氣乙炔焰）烤,，一邊頂,，再查看效果,，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員馬上就阻止了，如果用火烤,，萬(wàn)一還拆不出來(lái),，降溫后軸銷會(huì)更難取出，后來(lái)改用100t千斤頂,，便順利去除了軸銷,。
（3）設(shè)備維修時(shí)，對(duì)于難點(diǎn)的問(wèn)題如果想到方法,，在確保安全的情況下就要大膽去試,，不去試，有的工作可能永遠(yuǎn)無(wú)法完成,。比如使用50t千斤頂拆卸軸銷時(shí),，軸銷根本沒(méi)有松動(dòng)跡象，大家都在討論這種用千斤頂方法是否可行時(shí),，現(xiàn)場(chǎng)維修技術(shù)人員說(shuō)再用100t千斤頂試試,，當(dāng)時(shí)大家心里都沒(méi)底，正是現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員的堅(jiān)持,，工人們開始重新制作反力架,，改用100t手壓千斤頂進(jìn)行頂推，結(jié)果順利拆下軸銷,。
4結(jié)束語(yǔ)
在這次盾構(gòu)機(jī)維修工作中,，雖然取得了一些經(jīng)驗(yàn)，但也暴露出問(wèn)題和不足之處,。在盾構(gòu)施工領(lǐng)域工作,，有關(guān)盾構(gòu)機(jī)維修保養(yǎng)的知識(shí)還需要不斷學(xué)習(xí)和提高。
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