盾構機是一種機、電、液一體化的大中型工程機械設備，結構復雜。地鐵施工現場自然環境情況復雜，增加了地鐵車站隧道盾構機出現問題的概率，大大增加了地鐵施工成本，同時降低了地鐵施工的效率。根據施工團隊的工作經驗，結合人工智能技術，對地鐵車站隧道盾構機的運行情況進行區分，分析地鐵車站隧道盾構機常見故障問題，減少盾構設備故障率，對隧道盾構設備故障分析具有重要的現實意義，可以大大的提高地鐵建設的效率，有效的控制成本。

一、地鐵隧道盾構機常見故障及解決措施

地鐵施工時，隧道里的水環境與空氣粉塵都會影響到盾構機設備的正常使用，隧道施工過程中，隧道沖洗時產生的水汽和掘進出土產生的粉塵會不可避免的進到設備里，隨著隧道的長時間施工，水汽和粉塵在經過一段時間的累積后，會對盾構電氣元件、機械設備、流體機構等產生影響，從而導致的故障大致如下：

1、電氣故障

原因：隧道水汽腐蝕，電氣元件產生銹蝕，導致電器短路，元件損壞，此類故障大部分發生在元件內部，導致排查故障困難；而隧道粉塵進入電器元件內，可能使電氣元件短路或者電阻值變大，此類故障不易排查，會增加停機時間，而現場長時間連續不停機掘進也增大了設備電氣故障概率。

解決措施：加強隧道通風，減少隧道濕度，優化出渣質量，設備及時覆蓋保護。

2、機械故障

原因：盾構設備機械故障相對于電氣故障來說比較容易處理，機械故障其實有預示性，如設備的銹蝕、磨損、或者設備震動導致的螺栓松動等等。

解決措施：重點做好“清潔、緊固、潤滑、調整、防腐”機械設備十字方針，落實機械設備日檢、周檢、月檢，可有效減少機械故障。

二、流體故障

1、流體故障

原因：流體故障也是盾構施工的一大難題，導致盾構機流體故障的因素可概括為流體介質污染，當流體介質被污染后，將會導致流體結果內部零件密封損壞，流體介質過濾網堵塞，流體介質性能降低等故障；而地鐵施工導致隧道污染源很多，污染的途徑也很多，加上盾構流體系統具有隱蔽性，導致故障排查更加困難。

解決措施：目前最有效的是規范操作，保護介質清潔度，按時檢查，及時更換濾芯，重要機構優先使用優質液壓元器件。

2、其他因素

在施工現場除了上述故障，還有很多因素導致故障產生，設計不合理，管理不當，檢查不到位等，需加強施工人員的專業技術能力，發動全員參與檢修，各工作面相互配合落實檢查，防患于未然。

三、盾構機現場故障問題及后果

例1：主驅動減速機故障，有異響，油溫異常升高。

原因：液壓流體污染，減速機銹蝕，導致減速機磨損劇烈。

后果：嚴重磨損后，將導致掘進將無法進行。

圖1 減速機齒輪

例2：推進油缸滲油，導致此處分區壓力一直偏低。

原因：施工過程出現盾尾漏漿，漿液包裹在油缸軸上，掘進前未清理，導致密封損壞。

后果：如推進油缸密封徹底損壞，將導致此處油缸無法使用，嚴重影響隧道掘進。

圖2 推進油缸滲油

例3：同步注漿主軸處磨損，內部污染嚴重。

原因：維保不及時，未定期注入潤滑脂，導致軸承處密封損壞，外部污染源進入主軸承，損壞軸承。

后果：如同步注漿泵主軸軸斷，將無法有效進行同步注漿，隧道掘進無法進行，嚴重影響施工進程。

圖3 同步注漿主軸磨損劇烈

例4：掘進面板顯示服務器斷開，無法進行掘進。

原因：PLC室后數據通信線處因震動松動，導致通信中斷，且有時連上有時斷開。排查異常費時。

后果：影響正常掘進，如在風險源階段停機，將導致地面風險源增大安全隱患。

圖4 PLC室控制線虛接

四、地鐵隧道盾構機核心維保技術

1、根據即時參數維保

地鐵隧道盾構機常見故障檢測是基于實時參數變化，通過使用不同的控制器對盾構機狀態進行監測來完成；在盾構機常見故障檢測過程中，通過傳感器的特性，從多源采集實時信息，構建邏輯推理管理系統進行實時診斷進行故障排查。在盾構機及時巡檢的情況下，只存儲實時開關和實時模擬量輸入的異常現象，監控系統將異常情況傳送給巡檢人員，巡檢人員將靠回傳的異常數據信號進行邏輯推理。如果成功發現盾構機的問題，檢查人員可以反饋給管理人員，并給出相應的解決方案。如果根據異常數據信號沒有找到故障，可以轉移到基礎模糊的邏輯推理系統進行邏輯推理測試，找出盾構機設備故障的原因。

2、創建維保知識庫

隧道盾構機的常見故障檢查工作人員一定要有比較豐富的知識儲備，也一定能很好的運用知識儲備。因此，應該建立一個用于檢查盾構機常見故障的知識庫。在整個地鐵施工過程中盾構機出現問題的情況下，知識庫可以及時掌握常見故障的原因，并選擇合理的方法進行處理。也可以選擇合理的方式來檢查地鐵站隧道盾構機的常見故障。為打造豐富的盾構機常見故障及巡檢知識庫，設備巡檢人員要充分意識到知識庫系統的儲備對地面盾構機巡檢的效率的影響。涉及相對復雜的知識，相關設備檢測人員可以根據實際需要進行適當的取舍。此外，在地鐵車站隧道盾構機檢修的情況下，檢測人員應選擇適合研究的檢測方法進行檢修，提高地鐵車站隧道盾構機檢修的高效性，降低因設備故障的概率。

3、設計推理機

推理機是隧道盾構機常見故障檢測中不可缺少的部分。可根據以往隧道盾構機出現問題的數據信息和客戶輸入的相關數據，系統地進行全方位的對接和操作。在圖書館系統中選取合適的知識進行應用，根據隧道盾構機的具體情況進行基礎分析。以后再進行一定的邏輯推理，隧道盾構機的問題就會逐漸得到合理的檢查。在實踐中，盾構機的常見故障受到各方面的影響，很難弄清楚問題的原因和表現形式之間的關系。因此，在推理機的設計過程中，應該對這些要素進行權衡和選擇。高效完成機械設備及電氣設備常見故障的檢測，需要設計消除方案中可用匹配矛盾的措施，建立各種標準引起的匹配所有權，完成對機械設備常見故障的合理檢測。

一般來說，盾構機作為隧道施工的開挖設備，首先要保證其安全系數，確保工作中一切正常、實際操作，充分發揮其針對性，成為最高效實用的設備。所有正常的操作要在日常維護保養的幫助下完成。就設備而言，在整個應用過程中，機械、設備和零部件無疑都會出現磨損，長時間使用后或多或少會出現故障。因此，當盾構機出現問題時，首先要找出原因，分析常見故障的直接原因，以便更好地修復和解決，然后及時恢復施工，降低施工安全隱患，提高施工效益。

來源：軌道科技 

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