摘要：随着经济的发展，城市化进程逐渐加快，盾构开始在城市建设中广泛运用，盾构机施工故障问题也开始受到大家关注。我们应该对盾构机进行一定的维护和保养，建设盾构机在施工期间发生故障的概率，实现盾构机良好的运行。本文分析地铁盾构设备状态故障与检测，首先分析地铁盾构设备状态故障与检测的作用，其次分析了地铁盾构设备状态故障与检测关键技术，最后进行了一定的案例分析。
关键词：地铁盾构设备状态；故障；检测；信息化
近年来，盾构机在全球范围内修建隧道工程中得到广泛推广，因此关于盾构机的研究越来越得到关注，且以对盾构机关键设备状态监测与故障诊断为主要的研究方向。为了减少盾构机故障，促进盾构机的有序运行，务必要开展好盾构机的维护与保养工作。由此可见，对地铁盾构设备状态故障与检测开展研究有着十分重要的现实意义。
1地铁盾构设备状态故障与检测的作用
随着城市化进程的加快，我国地铁事业发展迅猛，地铁盾构挖掘机开始受到学者的关注。盾构机是集机、电、液为一体的大型施工设备，结构较为复杂。此外，地铁施工的现场环境较差，从而增加了地铁盾构设备发生故障的概率，这加大了地铁施工的成本，也降低了地铁施工的效率。对地铁盾构设备的运行状态与故障检测意义重大，它能提升地铁施工的效率，降低成本。其实，对地铁盾构设备状态故障与检测就是在进行地铁盾构设备监测的同时，根据施工人员的经验，并集合人工智能技术判断地铁盾构设备的运行状况，对地铁盾构设备故障进行预测并及时解决。
2地铁盾构设备状态故障与检测关键技术
2.1基于实时参数
地铁盾构设备状态的故障检测通过实时参数为基础，是利用不同的传感器对地铁盾构设备的状态进行监控来实现的。对地铁盾构设备进行故障检测的时候可以根据传感器的特点，搜集多源实时的信息，从而构建实时诊断的推理体系。对地铁盾构设备进行实时检测的时候，只要存在实时开关量与实时模拟量的异常情况，检测系统就会将异常传送给检测人员，检测人员并根据传送过来的异常信号进行推理。如果成功找出地铁盾构设备的故障原因，可以通过结构反馈给检测人员，并给予相应的解决方案。如果通过异常信号没有找出地铁盾构设备发生故障的原因，可以转到基础模糊的推理系统进行推理检测，通过匹配找出地铁盾构设备发生故障的原因。
2.2建立知识库
地铁盾构设备的故障检测需要相对丰富的知识储备，也需要工作人员能很好的运用自己的知识储备。所以，应该建立盾构设备故障检测知识库，地铁施工过程盾构设备发生故障的时候，通过知识库能及时了解故障发生的原因，并选择适当的方法进行解决。也能选择恰当的方法检测地铁盾构设备状态故障。要建立丰富的盾构设备故障与检测知识库，设备的检测人员必须充分意识到知识库储备对地体盾构设备检测效率的影响。设计相对复杂的知识，相关设备检测人员可以根据实际需要进行适当的取舍。此外，地铁盾构设备检测的时候，检测人员应该选择科学合适的检测方法进行检测，提升地铁盾构检测的效率，降低地铁盾构设备在运行时候发生故障的概率。
2.3设计推理机
推理机是地铁盾构设备故障检测不可缺少的部分，它能对系统进行全面的协调与控制，并根据地铁盾构设备发生故障的过往数据以及用户输入的相关数据，在知识库中选取适当的知识进行运用，根据地铁盾构设备发生故障的实际情况进行初步的分析，之后进行一定的推理，逐步得出地铁盾构设备发生故障的原因，对地铁盾构设备故障进行有效的检测。现实中，地铁盾构设备故障受多方面的影响，并且发生故障的原因与表现形式之间的关系很难确定。所以，推理机的设计过程中，应该对这些因素权衡取舍。要实现高效的设备故障检测，就应该设计适用的匹配冲突的消解对策，明确各项规则产生的匹配优先权，实现地铁盾构设备故障状态的有效检测。
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3地铁盾构设备常见故障与检测案例分析
地铁盾构设备结构大多属于液压驱动结构，也就是说液压系统在地铁盾构设备中占据重要的作用。一般来讲，完善的液压系统涵盖控制元件、液压泵、执行元件以及动力元件。此外，液压系统结构也较为复杂，是地铁盾构设备系统的中枢。如果液压系统出现异常，地铁盾构设备一般都会发生故障。所以，对地铁盾构设备的故障检测应该重点关注液压系统的故障检测。
3.1液压回路的故障机理
三菱盾构设备液压系统包括控制元件、液压泵、执行元件以及液压油。在闭环回路中，液压系统往往出现以下故障：第一，压力异常造成的液压系统故障。压力值的不稳定使得系统出现失压情况；第二，油温异常或者油液清洁度不符合标准造成的液压系统故障；第三，由液压油缸运行异常造成执行元件异常，进而导致的液压系统故障；第四，液压系统外泄或者液压系统内泄造成的液压系统故障。
3.2液压系统的状态检测以及故障诊断
一般来讲，地铁盾构设备系统较为庞大，它控制了很多油路，所以对于液压系统的检测应该采取多种方法。液压泵振动的检测。
液压泵运用中是液压系统的核心，在实际发生故障的概率相对较高。所以，液压泵的工作状态对于液压系统的运行影响较大。一般来讲，对于液压泵的检测可以采取噪声检测、压力检测、油液检测以及振动检测。正常情况下，轴向柱塞泵能量主要集中在高倍频以及基频部位，差异性也较小。轴向柱塞泵出现故障之后，基频部位能量会比较集中。通过时域统计表进行检测，观察它是否处于正常水平之中。如果各大时域指标都处于正常值，频谱图也没有异常情况，那么液压泵的运行相对较好。
液压系统油液的检测。一般来讲，液压系统油液的检测可以分为铁谱检测、理化性能指标检测以及光谱检测。铁谱检测主要分为直读式铁谱以及分析式铁谱；理化性能指标检测主要检测运动黏度以及污染度以及水分的含量，水分必须小于0.1%，运动黏度45.4cSt40度，污染度满足IS0440618的要求；光谱检测的检测主要检测油液中锌、铜、铁的含量。此外，可以通过油液三线检测方法对液压系统进行油检测。其中，三线是指油液的正常线、警告线以及报警线水平。通过计算机计算进行分析，获得相应油液检测的拟合线。最后，通过拟合线的部位评价地铁盾构设备的运行状况。
3.3液压泵故障机理
液压泵是液压系统的动力之源，接下来根据三菱盾构机进行案例分析。三菱盾构机使用斜盘式的轴向柱塞泵，结构较为复杂，它在运行期间还会产生不同的激励力形式，这些激励力会形成振源。振源可以分为：滑靴与斜盘接触面产生的摩擦、滑靴对斜盘的冲击、活塞、滑靴对回程盘的冲击、缸体与配油盘相互接触面产生的摩擦、轴承运动冲击以及因为活塞的往复运动将流体作为介质于配油盘上的冲击。与这些振源相对应的信息会通过介质（柱塞泵）向外传输。主要包括三种传输方式：第一，将金属元件作为介质，向壳体以及机座传输信息，形成壳体以及机座的异常振动。第二，将流体作为介质，向压力油路中传输压力，形成油路系统的压力冲击以及振摆。第三，将气体作为介质，向空气中传输震动，从而形成噪音。
4结语
综上所述，地铁盾构设备状态故障的检测直接影响地铁的安全可靠的运行。对地铁盾构设备进行有效的检测，相关检测人员必须加强对地铁盾构设备检测的重视，建立知识库，全面分析检测相关的技术，总结经验，努力实现地铁盾构设备的安全有序运行。
参考文献
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[2]李华.浅析地铁盾构设备状态故障与检测田[J].建材发展导向，2014.
[3]马伟东.浅谈地铁隧道盾构机常见故障及处理方法[J].科技创新与应用，2015.
论文作者:徐晓锋
论文发表刊物:《基层建设》2018年第4期
论文发表时间:2018/5/25
标签：盾构论文; 地铁论文; 设备论文; 故障论文; 状态论文; 液压系统论文; 液压泵论文; 《基层建设》2018年第4期论文;