鄧 揚(yáng)

(南充市中心醫(yī)院基建科，四川南充637000)

頂管法在現(xiàn)代城市市政工程地下管道的施工中已被普遍運(yùn)用。頂管法是一種暗挖式施工方法，這種方法通常在地下管道或隧道要穿越道路、鐵路、建筑物或河流等障礙物的時(shí)候采用[1]。

頂管法施工就是在工作坑內(nèi)借助于主頂油缸及中繼間的推力，把工具管或掘進(jìn)機(jī)從工作坑內(nèi)穿過土層一直推進(jìn)到接收坑內(nèi)吊起。管道緊隨工具管或掘進(jìn)機(jī)后，埋設(shè)在兩坑之間。這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：不開挖地面；不拆遷、破壞地面建筑物；不影響交通；不破壞環(huán)境；施工不受氣候和環(huán)境的影響；不影響管道的段差變形；省時(shí)、高效、安全、綜合造價(jià)低。

1 頂管施工設(shè)備

常見的頂管施工配備的設(shè)備有頂管掘進(jìn)機(jī)、主頂設(shè)備、起重設(shè)備、注漿設(shè)備等。

頂管掘進(jìn)機(jī)位于管道最前端，用于掘進(jìn)及導(dǎo)向。起重設(shè)備位于工作坑之上，主要用于管節(jié)及渣土吊裝。注漿設(shè)備將調(diào)制好的泥漿通過管道上預(yù)埋的注漿孔壓至管道外壁，以減小管道頂進(jìn)過程中的摩擦阻力。其中頂管掘進(jìn)機(jī)及起重設(shè)備大多由專業(yè)廠商制造，機(jī)電液一體化集成度較高，工作狀況較為穩(wěn)定，故障率較低。而主頂設(shè)備系統(tǒng)加工制作較為簡(jiǎn)單，但其工作環(huán)境較為惡劣，容易受到泥漿、粉塵污染，且現(xiàn)場(chǎng)操作人員往往不具備專業(yè)的液壓知識(shí)，導(dǎo)致系統(tǒng)容易出現(xiàn)故障，并且不能及時(shí)排除。

2 頂管配套液壓系統(tǒng)主要故障分析及排除

與一般的機(jī)械與電氣故障相比，液壓故障具有隱蔽性和交錯(cuò)性。液壓元件的損壞經(jīng)常發(fā)生在內(nèi)部，不便拆裝，且檢測(cè)條件也有限故難以直接判斷[2]。

2.1 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的故障

(1)系統(tǒng)總流量不足即液壓泵泵油不足，總流量過小，各項(xiàng)動(dòng)作遲緩無力。

(2)系統(tǒng)工作油壓底，各執(zhí)行元件工作無力或無動(dòng)作。

(3)系統(tǒng)內(nèi)泄漏，液壓泵、閥及執(zhí)行元件內(nèi)泄，造成動(dòng)作不良或無動(dòng)作。

(4)系統(tǒng)外泄漏，液壓件及液壓附件有明顯外泄，造成污染或油量不足，油壓降低。

(5)振動(dòng)和噪聲，工作時(shí)液壓件或管路振動(dòng)和噪聲，造成工作不良或損壞機(jī)件。

以上幾種類型故障在判斷時(shí)應(yīng)遵循由外到內(nèi)、由易到難的順序逐一排除。建議檢查順序如下：了解故障前后設(shè)備工作情況→外部檢查→試車觀察→內(nèi)部系統(tǒng)油路布置檢查(參照系統(tǒng)原理圖)→儀器檢查(壓力、流量、轉(zhuǎn)速和溫度等)→分析判斷→拆檢修理→試車調(diào)整→故障總結(jié)記錄[3]。

2.2 常見的主頂設(shè)備液壓系統(tǒng)故障排除

圖1 液壓系統(tǒng)

2.2.1 主頂泵站不上壓力

(1)分析原因

①溢流閥故障：檢查閥體、溢流管道是否發(fā)燙，如發(fā)燙，則確定為溢流閥故障導(dǎo)致系統(tǒng)不上壓力。

②柱塞泵內(nèi)泄：具體表現(xiàn)為泵體發(fā)燙，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪音大，回油口發(fā)燙。

③主頂油缸內(nèi)泄：具體表現(xiàn)為油管發(fā)燙、活塞桿運(yùn)動(dòng)速度不均勻。

④液壓油箱內(nèi)液壓油不夠，導(dǎo)致泵吸空； 油液太臟，導(dǎo)致濾清器堵塞，導(dǎo)致泵吸空。

⑤電機(jī)轉(zhuǎn)速不夠。

⑥壓力表損壞。

(2)故障排除

①溢流閥故障排除：首先檢查溢流閥壓力是否調(diào)得太小，如壓力調(diào)得太小，則將其調(diào)大。如果溢流閥不能調(diào)節(jié)壓力，則將溢流閥卸開，檢查閥芯是否卡死，可用清潔的煤油清洗閥體閥芯，待油晾干后重新裝配再試。若清洗后還不能正常使用，則檢查閥芯回位彈簧是否失效，若彈簧失效，則更換彈簧。若彈簧能正常工作，則檢查閥芯閥體是否有劃痕，若劃痕較輕，可用研磨膏研磨修復(fù)。

②柱塞泵內(nèi)泄故障排除：將柱塞泵拆卸開，認(rèn)真檢查缸體、柱塞、柱塞滑靴及配油盤磨損情況。若配油盤及滑靴端面有輕微劃痕，可在玻璃平板上用研磨膏研磨，但要注意研磨手法，保證研磨面的平面度。缸體與柱塞配合面輕微劃痕也可研磨修復(fù)。若出現(xiàn)拉缸、燒傷等現(xiàn)象必須更換受損元件。

③油缸故障排除：打開油缸，檢查活塞油封是否破損，活塞支承環(huán)是否磨損，有無拉缸、缸體脹大等現(xiàn)象。現(xiàn)場(chǎng)只能更換油封及支承環(huán)，若出現(xiàn)拉缸、缸體脹大現(xiàn)象只能到專業(yè)修理廠修理。

④向油箱內(nèi)加注足夠的液壓油保證泵不吸空。

⑤檢查電壓是否足夠，若電壓不夠，則更換供電線路以保證電壓；量測(cè)電機(jī)繞組是否足夠，若電機(jī)不配套，則更換電機(jī)。

⑥更換壓力表。

2.2.2 主頂壓力大卻頂不動(dòng)

(1)分析原因

①管道摩擦阻力大于主頂力。

②液壓油管太長(zhǎng)，管道壓力損失大。

③控制閥及油管堵塞。

(2)故障排除

①及時(shí)啟用中繼站，減小主頂壓力。

②移動(dòng)主頂泵站，減小泵站與油缸之間的管路長(zhǎng)度以減小管路壓力損失。

③清洗管路及閥體。

2.3 主要元件故障排除

液壓系統(tǒng)主要是由動(dòng)力元件(液壓泵)、執(zhí)行元件(液壓油缸、液壓馬達(dá))、控制元件(控制閥)等組成。其中故障常出現(xiàn)于液壓泵和液壓油缸。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)及液壓理論，對(duì)此作一些簡(jiǎn)述。

2.3.1 泵的修復(fù)

(1)軸承：柱塞泵最重要的部件是軸承，如果軸承出現(xiàn)游隙，則不能保證液壓泵內(nèi)部三對(duì)摩擦副的正常間隙，同時(shí)也會(huì)破壞各摩擦副的靜液壓支承油膜厚度，降低柱塞泵的使用壽命。拆卸下來的軸承，沒有專業(yè)檢測(cè)儀器是無法檢測(cè)出軸承的游隙，只能用目測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)滾柱表面有劃痕或變色，就必須更換。更換時(shí)，最好購(gòu)買原廠、原規(guī)格的產(chǎn)品以保證軸承的精度和載荷容量。

(2)柱塞桿與缸體孔：現(xiàn)場(chǎng)可采用研磨的方式修復(fù)，但必須注意研磨厚度。缸體鑲裝銅套可采用缸體加溫?zé)嵫b或銅套低溫冷凍擠壓，過盈裝配。

(3)滑靴與斜盤：柱塞桿球頭與滑靴球窩間隙超出公差1.5倍時(shí)，必須成組更換。斜盤磨損后出現(xiàn)內(nèi)凹現(xiàn)象時(shí)，可采用平臺(tái)研磨，研磨量不得大于0.18 mm。

(4)配流盤與缸體配流面：摩擦表面可在精度比較高的平臺(tái)進(jìn)行研磨。研磨時(shí)，對(duì)配流盤施加的壓力應(yīng)均勻，以8字形的推磨方法或以旋磨和直線相結(jié)合的方法進(jìn)行研磨。研磨后的配流盤經(jīng)煤油洗凈拋光后，表面不應(yīng)發(fā)灰發(fā)疵，應(yīng)當(dāng)呈白色[3]。當(dāng)研磨量比較大時(shí)，研磨后應(yīng)重新進(jìn)行熱處理，以確保表面的硬度。

2.3.2 油缸的主要故障

(1)密封件損壞：將油缸卸開更換受損密封件(O形圈、油封)。

(2)導(dǎo)向套及活塞支承環(huán)過度磨損引起密封件快速損壞：當(dāng)導(dǎo)向套與活塞桿、活塞支承環(huán)與缸筒的動(dòng)配合間隙超過一定限度時(shí)，不但會(huì)加速密封件的磨損，而且還可能引起液壓缸失穩(wěn)，造成活塞桿彎曲，因此必須對(duì)磨損的導(dǎo)向套及活塞支承進(jìn)行修理或更換。

(3)缸筒裂紋：對(duì)于組焊式鋼筒，裂紋均出現(xiàn)在焊接接縫處。如果是缸底徑向裂紋，現(xiàn)場(chǎng)可以采用沿裂紋開坡口焊接，但坡口必須開到裂紋兩端頭，坡口深度大于或等于缸壁厚，否則裂紋將繼續(xù)擴(kuò)展。如果是軸向裂紋，則可采用在裂紋上覆蓋一塊鋼板進(jìn)行四周圍焊，但焊接時(shí)必須緩慢、間斷地進(jìn)行，以防缸筒過熱變形影響到缸筒內(nèi)壁精度。

3 液壓系統(tǒng)故障的預(yù)防

(1)嚴(yán)格按照設(shè)備額定壓力工作，堅(jiān)決避免超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)帶來的設(shè)備異常磨損。

(2)嚴(yán)格要求液壓油的質(zhì)量，定期進(jìn)行油樣分析以保證液壓油的清潔。

(3)保證液壓油箱開口處的清潔，定期更換濾芯以免液壓油污染。

(4)正確清洗液壓系統(tǒng)，以免給液壓系統(tǒng)帶來新的污染。

頂管工程液壓設(shè)備工作環(huán)境比較惡劣，正確使用維護(hù)液壓設(shè)備，使其故障率降低對(duì)工程進(jìn)度及成本控制有至關(guān)重要的作用。

[1] 林世玉.論頂管法施工在市政工程中的應(yīng)用[J].科技資訊,2010,(10):43

[2] 李艷峰.液壓傳達(dá)系統(tǒng)故障預(yù)防與排除[J].甘肅冶金，2011，(2):108-109

[3] 楊國(guó)平.工程機(jī)械液壓系統(tǒng)的故障診斷排除及實(shí)例[M].湖南：湖南科學(xué)技術(shù)出版社，2002