中铁1001号型号CREC015盾构机维修与保养施工技术研究.docx
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中铁1001号型号CREC015盾构机维修与保养施工技术研究
中铁1001号（型号CREC015）盾构机维修与保养技术研究
技术报告
中铁十局集团有限公司
二〇一一年十一月
目次
1工程概况..........................................................1
1.1地质概况........................................................2
1.2水文概况........................................................3
2盾构机简介及主要组成结构..........................................3
2.1盾构机简介.....................................................3
2.2盾构机的主要组成结构............................................4
3维保的一般规定....................................................5
4故障诊断与油水监测................................................6
4.1油液检测........................................................6
4.1振动检测........................................................7
5盾构机保养........................................................7
5.1日常保养........................................................7
5.2定期保养.......................................................10
6主要部件和主要系统的维修保养.....................................14
6.1刀具安装更换及维修保养........................................14
6.2其他主要部件和主要系统的维修保养...............................16
7施工中出现的问题及处理方法.......................................25
7.1卡刀盘.........................................................25
7.2卡盾壳.........................................................25
7.3卡螺机.........................................................25
7.4皮带输送机皮带磨损及托辊磨损...................................26
1工程概况
大连市轨道交通二号线【西安路始发井～交通大学站盾构区间】由两条圆形盾构隧道及相关附属工程组成，施工里程范围为：
右线DK16+803.630～DK18+130.000、左线DK16+804.100～DK18+129.457。
本区间需要下穿多处建（构）筑物
1.1地质概况
盾构区间主要通过的地层有中风化钙质板岩，其中夹杂着中风化辉绿岩。
中风化辉绿岩中夹杂着石英石易对刀具产生磨损。
1.2水文概况
本区间的地下水量较大，且两次穿越马兰河，因此施工中要防止喷涌。
2盾构机简介及组成结构
2.1盾构机介绍
西安路始发井～交通大学站盾构区间采用的是中铁隧道装备制造有限公司生产的中铁1001号（型号CREC015）盾构机。
为了确保盾构的技术状况，使盾构的完好率和利用率达到较高的水平，必须对盾构及后配套设备进行日常保养和定期维修保养。
盾构的维修保养，遵照“养修并重，预防为主”的原则，以开展设备诊断和状态监测为基础，采用日常保养、定期保养和强制保养相结合的方式进行。
2.2盾构机主要组成结构
（1）主机
（2）后配套
（3）刀盘
3维保的一般规定
（1）充分利用盾构上的在线故障监测及数据采集系统，与常规的振动分析和油样检测等手段相结合，开展故障诊断和状态检测工作，进行盾构的磨损监测、振动监测和油液分析，及时预防故障。
诊断出的故障应及时进行修理，并将故障的部位、原因及修理后的状况记录存档。
盾构的故障诊断和状态监测工作必须纳入维修保养计划中。
（2）盾构的保养包括“日检”、“周检”、“强制保养”、工地转移前的维修保养。
（3）机电总工要根据盾构的具体情况，施工环境等，制定盾构的保养规范。
维修保养工作必须按照规范强制执行。
维修保养实行工程师签认制度，所有维修保养工作内容都要有书面记录，并且由维保工程师检查签认。
（4）严禁以修理代替保养工作。
保养工作必须有专人负责，保养程序合理，保养方法正确，保养过程有人监督。
进行保养工作时，一定要按照设备的工作顺序，在保证安全的情况下进行，必要时停机进行保养。
（5）维修工作必须做到随坏随修，及时恢复机械的技术性能，确保设备处于良好状态。
维修保养中需要更换的重要配件，应达到原机的要求，不得降低标准使用。
（6）严禁擅自拆除和变更盾构上的部件，严禁将不同用途的部件随意改用，严禁拆套互换液压、电气控制等元件，严禁拆卸安全性、指示性的传感器、安全阀、仪表、溢流阀等，如有损坏或失准，应及时更换。
（7）如需在盾构上安装、拆除、技术改造部件或系统时，必须经过技术论证，并经有关管理部门研究批准后方可实施，任何人不得随意决定。
对电器和液压系统的任何修改（包括临时接线等）要书面请示项目部机电总工，并由项目部报请有关部门批准后方可实施，同时应记入设备的记录表中备查。
要及时恢复损坏、丢失的液压管路和电气线路的标识符号。
（8）盾构的保养应以保为主、以保带养。
保养内容主要是：
清洁、紧固、调整、润滑、防腐，亦称“十字作业法”。
（9）盾构发生故障或有故障迹象时，司机必须立即停机，并报告维修保养工程师，由维保工程师安排修理工进行处理。
（10）维修保养工程师每天对盾构的运转状况进行巡视，对盾构操作人员填写的运转记录和维修班填写的点检报表进行检查确认，及时发现故障隐患，做好预防性维护，以保持盾构技术状态良好；值班工程师每班对盾构及后配套设备的运转状况和安全操作情况进行巡视检查，对巡视中发现的问题提出处理意见，并以书面形式通知掘进班长和机电总工程师。
（11）盾构的维修工作必须在确保安全的前提下进行。
只有当盾构停止运转后，才能进行盾构的维修工作。
维修时要断开电器开关，悬挂“禁止合闸”警示牌，维修结束后由悬挂警示牌的电工确认并取下警示牌后，方可合闸。
对高压电气设备维修时应先放电。
液压系统维修前必须关闭相关阀门并降压，防止液压油缸的缩回和液压马达的意外运行。
液压系统的维护必须注意清洁，严禁使用棉纱等易起毛的物品清洁管接头内壁、油桶、油管等。
（12）维修与保养工作中，必须做好记录。
维修与保养记录由维修保养人员认真填写，由维修保养工程师及机电总工签认后，归档保存。
（13）试掘进期完成后应进行一次全面的检查和保养，更换液压系统滤清器，更换刀盘驱动的齿轮油。
在试掘进期内要加强设备的检查，增加检查的频次。
（14）盾构的维修保养计划为强制性计划，是工程进度、质量、安全的重要保证，必须严格执行。
4故障诊断与油水监测
故障诊断与油水检测是确保盾构技术状况，延长盾构使用寿命的重要途径，是盾构管理的最主要内容之一。
盾构上配置的设备数量多，关联性强，任何一套单独设备出现故障都将不同程度地影响盾构的掘进，增加工程成本。
因此，必须建立严格管理制度。
常用的故障诊断技术有：
感官检查诊断技术、温度监测技术、油样检测分析技术、旋转机械振动测试技术。
4.1油液检测
在机械运动中，大部分摩擦副产生的磨粒进入润滑油或液压油中，油液中携带着来自磨损表面的碎屑，作为一种诊断媒介，对磨粒的分析可提供设备状态的重要信息，了解油液中磨粒的成分、数量、形态，能够及时准确地了解机械的磨损程度和磨损性质，从而判断机械的技术状态和故障趋势，为盾构的故障诊断提供依据。
盾构的各类油液检测，主要采用油质检测仪和污染度测试仪，对油质的理化性能指标进行检测，并结合铁谱、光谱分析技术，对磨损磨粒进行定性和趋势分析。
油液污染度、水分、斑点、粘度分析等理化分析方法可以直观地判断盾构各类油质的劣化程度；铁谱分析可以清楚地辨别油液磨粒的种类、大小、磨损性质和油品的老化程度；光谱分析可以精确地测定油液中所含微量元素的含量和属性，据此判断油液中磨损物的来源。
常用的监测手段及仪器包括：
油液的理化指标，油液的铁谱、光谱分析，振动分析，温度分析，听诊器及转速分析，压力表测试，盾构的机载PLC在线监测与诊断系统（数据处理系统）进行在线监测与自诊断等。
油样检测分析技术主要为理化性能分析和油液磨粒分析（铁谱、光谱分析）。
进行油液监测的主要部位：
主轴承、油脂泵站、注浆泵、管片安装机、皮带运输机等。
分析化验的油品为齿轮油、液压油等。
4.2振动检测
利用振动信号对故障进行诊断是一种行之有效的方法。
机械部件在运动过程中的振动及其特征信息是反映该系统状态及其变化规律的主要信号，通过采集这些信号并加以分析处理，从而判别机械故障的原因、部位。
振动检测主要包括振动的加速度、速度、位移分析、功率谱分析、幅值谱分析、时域分析、频域分析等。
振动分析比较适合于盾构的主驱动电机及油泵、泥浆泵、管片机、主驱动减速器、各类水泵等旋转机械的监测与诊断。
5盾构机保养
5.1日常保养
日常保养在每班作业前后及运转中进行，由盾构维修保养班负责进行。
日常保养的中心内容是检查，主要检查重要部位和易损部位，并对检查中发现的问题及时处置。
维修保养人员对盾构运转状况进行外观目测和仪表数据观测，采用视、听、触、嗅等手段，检查盾构及后配套设备的运转情况，观测主控室的运转参数，检查机件的异响、异味、发热、裂纹、锈蚀、损伤、松动、油液色泽、油管滴漏等，初步判断盾构的工作状态。
盾构的日常保养由保养班在掘进班作业时按《盾构每天保养表》中规定的内容进行，检查表上“正常”划“√”，“变化待观察”划“○”，“需调整修理”划“×”，并在备注栏用文字说明已完成的具体保养内容。
系统名称
部件名称
日维护工作
补充说明
完成情况
备注
盾壳
盾尾油脂系统
控制阀的操作测试
刀盘
旋转接头密封
检查是否有液体泄漏
当有液体泄漏时立即停止前进
刀盘驱动
主轴承
检查油位，必要时加注；检查是否有液体泄漏
ShellOMAOLA680
刀盘驱动
驱动密封;润滑点：
检测所有润滑喷嘴，打开手动球阀润滑内密封;清除内密封区的脏物和液体
多用油脂EP2
螺旋输送机
驱动密封
检查是否有液体泄漏
盾壳、油水分离设备、压缩空气站
盾构上所有空气清洁装置
排水、清洁过滤器，必要时更换，油雾器灌油
安装机
安装机轨道
检查轨道和轮，必要时进行清洁
安装机/管片吊机
警示灯和警示喇叭
操作测试
流体系统
压缩空气供应
空压机
检查压缩机油液位和储气罐压力
后配套系统
管片输送车
清洁管片运输机区域
流体系统
注浆
注浆泵
全面目测，检查液压、水电供应、润滑抽吸装置和压力阀油缸；检查流量、油位和水舱的污染情况、给搅拌器轴承注油脂
多用油脂EP2
液压系统
盾壳液压系统
液压油箱
检查油位
VG68HLP
流体系统
膨润土
膨润土泵
检查泵的出口压力，给搅拌器注脂
多用油脂EP2，硅脂
液压系统
所有液压管线
测试气密性，检查软管的磨损
流体系统
所有润滑及低压管线
检查进水滤芯，如进水压力升高，则清洗过滤器。
测试系统气密性，检查软管的磨损
整个盾构
所有电动机和泵
检查轴承的声音，温度和密封，必要时更换部件
中铁十局1001号盾构机日维护保养记录表
维保人员：
维保工程师：
填写日期：
日常保养主要包括以下工作：
（1）各部位的螺栓、螺母松动检查并紧固；
（2）异常声音、发热检查；液压油、润滑油、润滑脂、水、气的异常泄漏检查；
（3）各润滑部位供油、供脂情况检查并补充；油位检查及补充；
（4）电源电压及掘进参数检查确认；
（5）电气开关、按钮、指示灯、仪表、传感器检查并处置；
（6）液压、电气、泥浆、注浆、水、气等管线检查确认并处置；
（7）安全阀设定压力检查并确认；滤清器污染状况检查确认并处置；
（8）铰接密封是否漏气、漏浆，必要时调整压板螺钉以缩小间隙；
（9）盾尾密封情况；
（10）推进油缸靴板与管片的接触情况。
5.2定期保养
盾构在使用过程中，必须进行定期保养。
定期保养是指按规定的运转对盾构及后配套设备进行检查和维护。
定期保养包括每周保养和强制保养、工地转移前的保养和存放保养。
1）每周保养
每周保养主要包括以下内容：
（1）检查旋转接头，并对轴承注脂。
检查泡沫管是否有泄漏；
（2）检查螺旋输送机（土压盾构）轴承、后闸门、伸缩油缸等并注脂；
（3）对刀盘进行检查：
刀盘磨损情况、刀具磨损量、耐磨格栅等；
（4）检查油位，油滤清器，检查有无泄漏；
（5）清理电动机、液压油泵的污物；
（6）检查推进油缸、铰接油缸，对润滑点注脂；
（7）润滑管片安装机、管片吊机、管片输送机的润滑点，润滑所有轴承和滑动面；
（8）检查送排泥泵的密封及送排泥管道的磨损情况（泥水盾构）；
（9）检查空压机温度；检查凝结水和冷却器污染；
（10）液压油箱油位开关操作测试；
（11）检查皮带输送机各滚子的转动、刮板磨损情况（土压平衡盾构）；
（12）检查壁后注浆系统所有接头处的密封情况，润滑所有润滑点，彻底清理管线；
（13）检查并清洁主控室PLC及控制柜，检查旋钮、按钮、LED显示的工作情况；
（14）检查并清洁风水管卷筒及控制箱、高压电缆卷筒及控制箱、传感器及阀组、接线盒及插座盒、送排泥泵站、照明系统等；
（15）检查变压器的油温、油标，清除变压器上的水及污渍，监听变压器运行声音；
（16）其他部位按照《盾构每周保养表》中规定的内容进行。
中铁十局1001号盾构机周维护保养记录表
系统名称
部件名称
周维护工作
补充说明
完成情况
备注
刀盘
旋转接头
打开手动球阀按要求持续时间润滑各润滑点，同时使用黄油枪往黄油嘴注入油脂
多用油脂EP2
刀盘驱动
主轴承
检测油的污染程度，检查含水量
只有在油由于污染而出现问题时才进行间隔性的检查，否则一般情况下一季度检查一次
刀盘驱动
行星齿轮
目测，噪音检查，油位检查
ShellOMALA320
盾壳
盾壳底部的推进油缸
润滑球面的底部/滑板的杆
多用油脂EP2
盾壳
压缩空气站
自动保压调节装置
激活待机状态的压缩空气调节器；
停止动作中的压缩空气调节器
让调压系统每周至少工作一次
螺旋输送机
变速箱
检查油位，必要时加油
ShellOMALAOIL320
螺旋输送机
轴承、输送机后门、伸缩导向
检查油脂分配器是否动作
如不动作，请及时清洗。
多用油脂EP2
安装机
注脂点
油脂：
主轴承、齿轮、轮子、左/右横梁、滑板横梁、液压油缸的铰接头、中心润滑点上的拼装头的转向接头
多用油脂EP2
管片吊装站
管片吊机
检查损坏情况和紧固程度，给所有轴承上油脂，检查电缆
多用油脂EP2
管片吊装站
管片运输车
给所有轴承和滑动表面上油脂
多用油脂EP2
流体系统
压缩空气供应
螺杆式空压机
测试油位、泄漏和压缩机温度检查冷凝水和冷却器的污染
流体系统
注浆
注浆泵
检查所有固定装置，测试轴向净空和转动轴密封；
油脂润滑旋转油缸。
见SCHWING/KSP12的维护文件多用油脂EP2
液压系统
所有液压油缸
润滑球面轴承和球头
多用油脂EP2
液压系统
油箱
油位开关的操作测试
液压系统
所有过滤器
检查过滤器，如有泄漏更换O形环，检查过滤元件的污染指示器，检查压力开关
渣土运输系统
皮带输送机
检查直线排水，各滚子的转动，刮板的磨损和边缘引导装置
填写人（机电工程师）：
复核（项目负责人）：
填写日期：
2）强制保养
盾构维修保养采用日常保养、每周保养和强制保养相结合的方式。
盾构的保养除了在盾构工作间隙中进行“日检”和“周检”保养外，每两周应停机8～12小时进行强制性集中维修保养。
在强制保养日，维修保养工程师组织修理工在盾构司机的配合下对平时难以全面保养的部位进行保养和维修。
除每周保养的内容外，强制保养包含的主要内容如下：
（1）润滑人仓的铰链；
（2）检查螺旋输送机的螺旋管的壁厚（土压盾构）；
（3）检查皮带输送机变速器油位，皮带张力（土压盾构）；
（4）刀盘驱动主轴承、刀盘驱动行星齿轮、液压油箱进行油质取样检测，按质换油；
（5）检查管片安装机轴承的紧固螺栓；
（6）空压机检查皮带、更换机油过滤器、按质换油；
（7）润滑后配套拖车行走轮的调节螺栓和轮轴；
（8）检查注浆压力表及传感器工作情况；
（9）检查蓄能器氮气压力、必要时添加；
（10）检查刀盘驱动装置行星齿轮的冷却水流量；
（11）润滑膨润土泵轴承（土压盾构）；
（12）更换油脂泵齿轮油；
（13）后配套吊装装置，抽取油样，测试油的污染程度和含水量；
（14）更换后配套空压机空滤器、油滤器，检测溢流阀，紧固电气接头；
（15）检查循环水回路的水质；
（16）润滑送排泥泵的轴承（泥水盾构）；
（17）用超声探测仪检查送排泥弯管、送排泥泵壳体的壁厚（泥水盾构）；
（18）测量送排泥泵电动机的绝缘电阻（泥水盾构）；
（19）按期更换油滤清器；
（20）检查刀盘驱动的齿轮油，必要时更换；
（21）检查电缆卷筒、水管卷筒、风管卷筒传动装置油位；检查链条张紧力并润滑；
（22）用压缩空气清洁后配套空压机溢流阀；
（23）注浆泵进行安全检查，检查主轴承密封；
（24）按期更换空压机空滤器，检查油水分离器，按质换油；
（25）润滑电缆卷筒、水管卷筒及风管卷筒的轴承，按质更换变速箱齿轮油；
（26）停电后检查紧固变压器接头，用干燥压缩空气清除灰尘；
（27）更换皮带输送机齿轮油（土压盾构）；
（28）后配套拖车操作运行安全检查。
3）退场保养维修
工程完工后，应对盾构进行一次全面的检查、维修、保养，使设备的技术态况达到二类及以上标准，并将保养维修报告报上级主管部门，经验收合格后方可办理退场手续。
盾构掘进完成后，要做好拆机、清洁、检查、登记工作，参照盾构退场前的状态评估报告制订详细的维修保养计划，并按照经审查批准的维修保养计划进行退场维修保养，以全面恢复盾构的技术状况。
4）停放保养
盾构长期停用时，应进行必要的检查维护，做好下列工作：
存放场地应硬化，应有防雨防晒的顶棚；暴露于空气中的接合面上涂抹油脂，用油毡贴在接合面上，并用防雨布进行覆盖；定期润滑维护；作好防寒防冻工作。
6主要部件和主要系统的维修保养
6.1刀具安装更换及维修保养
更换下来的刀具应及时进行维修，特别是滚刀。
滚刀的维修主要包含清洗、检查、拆卸、组装等过程。
如果通过检查后，确认刀具的轴承和密封都未损坏时，则只更换刀圈，将加热的刀圈套入刀体即完成滚刀的修理工作。
滚刀刀圈崩断
刮刀掉落及磨损
刀具安装要点
换刀一定要注意过渡刀的安装，注意新刀与旧刀间的高差不能大于5mm。
（这是我们的总结值，具体可根据不同厂家的经验进行调整，但5mm应该是极限值。
换刀过程中要注意清洁，将刀座，螺栓孔清洁彻底，防止刀被卡住或螺栓无法紧固。
螺栓紧固要防止超扭矩，曾经发生过由于螺栓紧固力扭过大而失效，导致掘进过程中刀具异常磨损（因为震动）。
螺栓一定要手紧到位后再用风动或扭力扳手紧固。
在刀具磨损较大的情况下，在换刀前一定要将刀盘后退，否则刀具刚装上由于贯入度过大导致损坏的可能性非常大。
可能大家会发现由于刀具磨损过大，装上刀后没掘几环刀具又损坏了，主要原因可能就是因为贯入度过大受到了损伤。
如果在确实没有办法的情况下，必须掘进几环后再次检查刀盘．换刀完成后在启动刀盘时，一定要等刀盘转动平稳后再掘进，而且掘进中采用小推力，低速掘进，待刀具磨合到一定程度后再加快速度。
刀具更换的方案：
敞开式（直接、降水后）开仓换刀
1是敞开式换刀，及在地层有一定自稳能力的情况下，可以采用直接开仓，或降水后开仓
6.2其他主要部件和主要系统的维修保养
1）刀盘
刀盘是盾构的主要部件，施工中应根据地质条件对刀盘及刀具进行检查。
在盾构始发后，应对刀盘及刀具进行首次检查，此后，根据地质情况定期进行检查。
主要检查内容为：
检查刀具、耐磨条、搅拌棒的磨损情况，必要时更换刀具。
检查刀具螺栓有无松动，检查刀盘有无裂纹，检查添加剂通道是否堵塞，并将检查情况作详细的记录。
刀盘有裂纹时，应及时补焊。
检查所有刀具安装螺栓的紧固情况，用规定扭矩的扳手进行紧固。
2）旋转接头
经常检查旋转接头的泡沫管是否有渗漏，并及时进行处理。
手动加注口（位于旋转接头外侧）每周加注一次，注意控制加入量。
每天对旋转接头部分的灰尘进行清理，防止灰尘进入刀盘轴承内密封。
检查旋转接头润滑脂的注入情况，将油脂注入管拧下应有润滑油脂涌出。
如有堵塞应及时处理。
经常检查旋转接头的转动情况，如有异常须立即停机并进行处理。
4）盾体
及时清理盾壳内的污泥和砂浆，检查铰接密封有无漏气和漏浆情况，必要时调整铰接密封的压板，按说明书规定对润滑及密封部位进行注脂。
每掘进循环必须及时清理盾壳内的污泥和砂浆。
按说明书规定每天给铰接密封各注脂点注脂，直到有油脂从铰接处冒出。
推进油缸与铰接油缸的球头部分加注润滑脂，检查推进油缸靴板与管片的接触情况，如有较大偏差应及时调整推进油缸的定位螺栓。
用机油润滑推进缸定位调整螺栓，防止锈蚀。
检查盾尾密封情况，如有漏水和漏浆应及时处理，并检查盾尾油脂密封系统的工作情况。
在每环管片安装之前必须清理管片的外表面和盾尾内部，防止残留的杂物损坏盾尾密封。
5）螺旋输送机
检查有无漏油、检查油位、检查电机温度，定期检查磨损情况，及时进行清洁和润滑。
检查要点如下：
检查螺旋输送机油泵有无漏油现象，如漏油则须停机并进行处理。
检查螺旋输送机驱动及液压管路有无漏油现象，如漏油即停机进行处理。
检查螺旋输送机油泵电机温度，一般温度应低于70℃。
如果温度过高应立即停机并查明原因进行处理，每周润滑螺旋输送机驱动电机。
检查变速箱油位，正常油位应位于油箱油位的1/2左右。
如果变速箱油位过低，须添加齿轮油。
检查轴承，闸门，伸缩缸的润滑情况，及时清理杂物并添加锂基润滑脂。
检查螺旋片磨损情况，如耐磨条磨损完时
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