安中進(jìn)，馬廣強(qiáng)

（中交第二公路工程局有限公司，陜西西安 710000）

1 案例

2017年11月26日，佛山地鐵2號線3標(biāo)灣華站～登洲站盾構(gòu)區(qū)間，二公局“二公盾2號”土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)到1213環(huán)時(shí)，螺旋輸送機(jī)出現(xiàn)異響并伴有較大震動現(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)對減速機(jī)進(jìn)行拆解維修難度較大，減速機(jī)凈重有4.8 t，洞內(nèi)沒有相應(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)注入口向螺旋機(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，觀察有無泥水持續(xù)噴出，若無泥水流出時(shí)，說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[1]。

（2）拆卸液壓馬達(dá)。減速機(jī)端部安裝有3個(gè)液壓馬達(dá)，每個(gè)重量256 kg，減速機(jī)重量4.8 t，拆卸時(shí)必須依靠吊裝設(shè)備，而減速機(jī)與洞內(nèi)管片頂部僅有1 m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)5 t的手拉葫蘆，來解決液壓馬達(dá)、減速機(jī)等起吊的問題。通過查閱資料和相關(guān)計(jì)算，管片螺栓能夠承載的載荷遠(yuǎn)遠(yuǎn)＞5 t，可以用作吊裝附著點(diǎn)。具體操作過程為，用12 mm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)5 t手拉葫蘆，再依次拆掉液壓馬達(dá)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12 mm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)5 t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[2]。

（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程中，減速機(jī)可以任意方向移動。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365 mm，直徑100 mm，在工廠安裝時(shí)采取過盈配合，用錘敲進(jìn)去的，經(jīng)過現(xiàn)場掘進(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、用鏨子鏨均無松動。鑒于此，在葉片軸外做反力架，用50 t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)絲毫松動跡象。所以現(xiàn)場重新用30 mm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100 t手壓千斤頂，在壓力接近80 t時(shí)，軸銷出現(xiàn)松動，隨之取出軸銷。

（5）由于減速機(jī)有4.8 t，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[3]。

（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200 kPa左右的壓力，下料口閘門打開時(shí)，在螺旋機(jī)不轉(zhuǎn)動的情況下泥水也會自動噴出，所以掘進(jìn)時(shí)經(jīng)常會關(guān)閉下料閘門，這樣會使減速機(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)），使泥沙通過密封處間隙進(jìn)入減速機(jī)，造成軸承損壞（圖1）。

（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)場沒有加熱爐和相應(yīng)的拆卸、安裝設(shè)備，通過與減速機(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[4]。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。

圖1 損壞的軸承

3 技術(shù)總結(jié)

通過這次設(shè)備維修工作，分析研究維修設(shè)備的整個(gè)工作流程，總結(jié)大型設(shè)備維修過程的經(jīng)驗(yàn)和不足之處，為局其他施工項(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，不要盲目動手維修，以免引起其他故障或事故，造成更大的損失[5]。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)人員通過實(shí)地查看分析，分析維修難度較大，便及時(shí)邀請盾構(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2.1 m，做門架的型鋼怎么吊上來，既要焊主梁，又要焊斜撐，工作量非常大，所以沒有采取這個(gè)方案，而是借用管片螺栓，起到了事半功倍的效果。

（2）維修過程技術(shù)人員要全程參與，應(yīng)對隨時(shí)可能出現(xiàn)的新問題。在這次減速機(jī)維修時(shí)，沒有考慮到軸銷很難拆卸，通過現(xiàn)場技術(shù)人員指導(dǎo)，做反力架，用50 t千斤頂沒有效果時(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)場技術(shù)人員馬上就阻止了，如果用火烤，萬一還拆不出來，降溫后軸銷會更難取出，后來改用100 t千斤頂，便順利去除了軸銷。

（3）設(shè)備維修時(shí)，對于難點(diǎn)的問題如果想到方法，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)無法完成。比如使用50 t千斤頂拆卸軸銷時(shí)，軸銷根本沒有松動跡象，大家都在討論這種用千斤頂方法是否可行時(shí)，現(xiàn)場維修技術(shù)人員說再用100 t千斤頂試試，當(dāng)時(shí)大家心里都沒底，正是現(xiàn)場技術(shù)人員的堅(jiān)持，工人們開始重新制作反力架，改用100 t手壓千斤頂進(jìn)行頂推，結(jié)果順利拆下軸銷。

4 結(jié)束語

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)的知識還需要不斷學(xué)習(xí)和提高。