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摘要：地铁是目前很多城市为了充分利用有限的空间，提高城市运输能力，解决交通堵塞问题所广泛采用的交通项目之一。城市地铁盾构施工具有快速、安全、对地面建筑物影响小等诸多优点，已经被越来越多的人们所认可。我国地铁隧道施工已开始使用盾构法。随着技术进步、认识提高、综合国力的增强，特别是随着该施工技术所显现的优势，盾构法越来越多地被国内地铁界所接受。虽然盾构有许多成功的工程实例，但是使用这种方法也有较大的风险。文章通过分析地铁盾构设备状态故障与检测的意义，阐述了地铁盾构设备状态故障与检测关键技术，对地铁盾构设备常见故障与检测案例展开了探讨。
关键词：地铁隧道；盾构机；故障；处理
引言
隧道盾构机作为一种效率极高，对人民生活产生影响最小，成本花销最少的高科技施工建设工具，受到了全世界施工建筑行业的青睐与利用。特别是在交通建设当中，隧道盾构机更是扮演着不可或缺的角色。在现代地铁建设当中，隧道盾构机发挥着重要的作用。全程地铁的构建都在隧道盾构机挖掘隧道的基础上建立起来。隧道盾构机能够高效率的完成任务的话，相当于地铁建设就完成大半了。只是在地铁这样大规模的地下隧道建设当中，隧道盾构机的使用频率极高，所以盾构机常常出现许多故障与问题，盾构机的维护与保养也成为地铁施工方最需要研究与改善的方面。盾构机涉及的结构工程机械领域十分广泛，如何利用这些领域不同的特征与性能，对其进行改造与故障研究，就是本文所要探究的重要内容。
1地铁隧道盾构机工作原理
盾构机工作原理为利用盾体在挖掘隧道时作临时支护，并在其保护下通过拼装管片形成稳固的衬砌，反复重复上述动作直到贯通隧道为止。具体施工过程为在隧道某段的一端修建竖井，之后把盾构机相应的施工主体、配件放入井中并在预定始发位置上组成整机并调试设备。在地层中根据所设计的运动轴线从竖井的墙壁开孔处向另一竖井的设计孔洞推进，盾构机的刀盘在推进过程中不断对位于盾构机前端的开挖面进行切削并把产生的碴土送到竖井中并运送出竖井。在推进过程中通过盾构千斤顶将所受到的低层阻力传送到已拼装完成的管片上，平衡压力。盾构机每推进一定的距离，管片拼装机在盾尾支护下拼装一环衬砌管片并通过注浆装置向开挖隧道外围压注足够的浆体，该步骤的目的在于形成稳固的支护防止隧道及地面下沉，最后在盾构机挖掘到预定接收竖井时则表现挖掘完成。
2地铁盾构机故障与检测的意义
伴随我国地铁事业的蓬勃发展，就地铁建设相关的设备盾构挖掘机而言，越来越受到我国盾构专家、学者们的热点关注，同时也收获了一定研究成果，比如己经投入应用的地铁隧道施工中盾构设备故障诊断专家系统，尤其是基于信息技术开展施工工艺设计，能够极大水平地改善地铁建设的信息化水平。由于盾构机是一种集机、电、液为一体的大型设备，有着较为复杂的结构，再加上地铁施工现场环境不佳，由此提升了设备故障的引发率，不仅提升了施工成本，还对施工效率构成了不良影响，因此对盾构机在运行过程中进行状态与故障检测就显得极其关键。对盾构机开展状态与故障检测，就是要在对盾构机实行实时监测的前提下，利用人们长期积累的经验，并且充分地运用人工智能技术较准确地判断出设备的运行状况、劣化趋势以及对设备故障做到提前预测和故障发生后的快速诊断。
3地铁隧道盾构机常见故障处理方法
3.1盾构机无法前行
盾构机制造是统一的，但是在面对各种环境的挑战下，由于不能够应对所有的环境，统一的配置始终是有缺陷的。所以盾构机无法前行运作最大的问题就是环境条件引起的。首先施工地段含水量较大，导致土质粘性增大，盾构机前行时容易产生几项严重的问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆盾构机可能将粘性大的土壤挤压形成难以挖掘、密度较大的土墙，阻碍盾构机行驶前进。水分含量较大的土壤表面也会相对较光滑，导致盾构机刀盘找不到挖掘着力点，使得刀盘空转，白白损失能源动力，更有甚者会导致刀盘由于空转而脱落。当湿润的土质进入土仓后，由于粘性较大，甚至导致土仓无法及时排出、清理内部土壤，使得土仓堵塞，盾构机也就无法正常进
行施工操作，被迫停止前行。土仓压力过大，使得盾构机负载超标，无法得到有效的循环处理，也会使得盾构机无法前行。如果土壤质地较硬且含有大量的岩石碎块，导致盾构机刀盘工作压力大，甚至可能会损坏刀盘，这也是盾构机无法继续前进的重要原因之一。所以在建造盾构机时应当考虑到不同地理环境的特征，随之为盾构机配套服务相应的维护使用设备，帮助盾构机能够面对并处理各种地理条件下的隧道施工问题。比如遇到湿润土质时，可以加入人工的施工团队力量，帮助快速清理粘性较大的湿润土壤，帮助盾构机接触阻碍，使得可以正常的进行工作，也可以添加一些化学制剂，使得湿润土壤能够固化，让盾构机能够方便快捷的解决挖掘阻碍问题。当面对土质较硬的情况，针对刀盘改善革新，使得刀盘更加坚固，能够对抗岩石的坚硬难以破除的问题。
3.2刀盘故障处理方法
首先立柱焊缝开裂；可运用气刨刨去含有裂纹的焊缝，视裂纹在焊缝深处的发展情况和连接件的尺寸来决定所需开坡口的大小和所需采用的焊接工艺。主要因为作用于立柱相接的两块厚度达40mm的肋板接受刀盘的推力和扭矩所承受的压力。若裂纹出现在该区域，则需立即保证焊接质量，必须用焊条一点一点填满缝隙，如果裂纹的宽度较宽，可将刀盘转到合适的位置，便于操作人员采用平焊的方法焊接，由此一来，降低焊接难度的同时保证焊接质量，一定程度上还能简易化焊接步骤，提高工作效率。其次泡沫孔堵塞；由于设计因素，有时泡沫孔疏通工作难度较高，但遇到优质的地质条件可将旋转接头拆除，用管道疏通机和高压水机疏通从旋转接头的泡沫管和刀盘面板的泡沫管。虽然这种处理方法有较大的成功几率，然而泡沫孔在掘进的过程中极易被二次堵塞，所以要从设计上加以改进，从根本上解决问题。与此同时，如果中控手能提高操作技巧或掌握所要添加泡沫数量，可有效降低堵塞几率。
3.3皮带机故障
皮带机在盾构机中起到物理的带动运行的主要作用，在隧道施工中也常常发生故障。这种故障也往往发生在地质环境不同种，比如施工隧道土质含水量过大，导致皮带与引导器械之间进入水分，水分有润滑作用，然而过于润滑，可能使皮带本身具有的有效摩擦力降低，导致皮带打滑，不能够继续带动机械运作。面对这样的问题，一定要保证皮带的干燥，防止水泥对皮带的影响，一旦打滑，可能会导致螺旋器、刀盘等空转，使得两者有脱落的可能性。而在砂石较多的施工场地，砂石等颗粒物质可能会进入皮带机与带动器械之间，使得摩擦加剧，导致皮带与器械产生磨损或者烧伤。这种时候需要有人工的帮助，帮助及时清理皮带机中的工业残渣，减少皮带机的损伤。及时更换修理皮带机，使皮带机一直处于一种良好的应用状态。当盾构机在转弯运作的时候，皮带机的负荷特别大，这种时候容易产生两边皮带受重不均匀，导致皮带机脱落，或者皮带松动，以至于盾构机运行有偏差，造成施工事故。盾构机操作人员一定要及时，并且坚持长期检查皮带机，加固皮带机，防止由于检查疏忽导致的事故产生。
4结束语
综上所述，文章主要从盾构机结构和基本原理分析其常见故障，要求在出现故障时采用有效正确的处理方法。由于盾构机重量和体积都很大，如果不经常维护保养则会造成盾构机下沉、盾构中心偏离隧道设计轴和地面沉降等问题。为保证盾构机处于良好的技术状态下，必须强化设备的维修保养工作，提高机械利用率，减少故障停机日，提高使用寿命。
参考文献
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论文作者:张竞阳
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/14
标签：盾构论文; 隧道论文; 地铁论文; 故障论文; 竖井论文; 皮带论文; 设备论文; 《建筑学研究前沿》2018年第21期论文;