王明亮(liàng)，郭建明(míng)，宋俊嶺，劉(liú)強，梁肖然(rán)

（河北(běi)冀(jì)科(kē)工程項目(mù)管理有限公(gōng)司(sī))

摘　要(yào)：為解決全斷面(miàn)砂層(céng) zte6250 土壓盾構(gòu)螺旋輸送機應急處理(lǐ)及改造(zào)問題，文(wén)章以石(shí)家莊市軌(guǐ)道交通 1 号線二期工程福(fú)澤(zé)站至東(dōng)上澤站區(qū)間盾(dùn)構施工為依托(tuō)，結合(hé)土壓盾構機在全(quán)斷面砂(shā)層施工特(tè)點(diǎn)，對采用(yòng)中驅周邊(biān)驅動的(de)螺旋輸(shū)送機減速機故(gù)障原因進行了(le)分析(xī)，并總結了(le)應急處理(lǐ)措施(shī)及改造方法，以(yǐ)期為(wéi)類似盾構機在(zài)相似工程(chéng)施工提供參考。

随着(zhe)我(wǒ)國經濟(jì)的不斷發展，大量基礎設(shè)施建(jiàn)設應運(yùn)而生。基(jī)建過程中有大(dà)量隧道需(xū)要建(jiàn)設，盾(dùn)構(gòu)機因具(jù)有受(shòu)環境限制(zhì)小、高功效、自動(dòng)化程度高(gāo)等優(yōu)點在隧道施工(gōng)過程中得到了(le)廣泛(fàn)應用。其中，土壓平(píng)衡盾構(gòu)機因其(qí)獨特的優勢，成為(wéi)工程(chéng)項目中(zhōng)應用的(de)重點(diǎn)。

螺旋輸送機作(zuò)為土壓平(píng)衡盾構機中最為關鍵的(de)核心組成部(bù)分，具有技術(shù)複雜、價值(zhí)高等(děng)特點；其性(xìng)能的(de)好壞(huài)直接(jiē)影響盾(dùn)構機掘進施(shī)工的(de)安全(quán)性及作業效率(lǜ)，在掘(jué)進(jìn)施工中(zhōng)維持掌子面穩定、控制地表沉(chén)降方面有(yǒu)不可(kě)替代(dài)的作用。深(shēn)入(rù)研究螺(luó)旋輸(shū)送機的工作原理及(jí)合理的設計方案(àn)，對(duì)我國(guó)基礎(chǔ)設施(shī)建設(shè)具有重要意義(yì)。 

1　工程概況 

石家(jiā)莊市軌道(dào)交通(tōng) 1 号線(xiàn)二(èr)期(qī)工程是地(dì)鐵 1 号(hào)線北(běi)延部分(fèn)，工(gōng)程起(qǐ)于洨(xiáo)河(hé)大(dà)道站(zhàn)，止于正定新區北端東洋站，沿(yán)秦嶺(lǐng)大街和新城大道敷設，線(xiàn)路全長(zhǎng)約 13.246km。福澤(zé)站～東(dōng)上澤站盾(dùn)構區間下(xià)穿老(lǎo)舊城區東上澤村，區間(jiān)房屋較(jiào)為密(mì)集， 多為 1 ～ 2 層房屋(wū)，房屋為磚混結構(gòu)，基礎較(jiào)淺。隧道所處地(dì)層主要(yào)為粉細(xì)砂、中粗砂(shā)，采用(yòng)的盾構機為中(zhōng)國鐵建(jiàn)重工集(jí)團有(yǒu)限公司首(shǒu)批(pī)生産的(de) zte6250 土壓(yā)平衡盾構機。

2　螺(luó)旋輸送機概況(kuàng) 

該項目(mù)盾構螺旋輸(shū)送機(jī)采用(yòng)中驅周邊驅動(dòng)的軸式螺(luó)旋輸(shū)送方式出渣，螺(luó)旋軸(zhóu)中部固定(dìng)，兩端浮動支撐(chēng)；驅動(dòng)軸前後兩(liǎng)側各設(shè) 3 道(dào)唇形密封保護軸承，通過前後各 6 個孔注入 3 道密封(fēng)油脂（ep2），盾構(gòu)螺旋(xuán)輸送機驅動原(yuán)理圖如圖 1 所示(shì)。在筒(tǒng)體(tǐ)上(shàng)設有(yǒu) 3 個檢(jiǎn)修門(mén)，必要(yào)時可以打開檢(jiǎn)修門清理被卡(kǎ)在螺旋葉(yè)片間(jiān)的碴土。螺旋機筒體上布置有 2 個注入口，以便(biàn)盾構在砂層中掘進時，可(kě)通過(guò)這些孔(kǒng)注入膨(péng)潤土或泡沫改(gǎi)善碴土的流塑(sù)性，減小摩(mó)擦阻力，降低(dī)螺(luó)旋輸送機阻(zǔ)力和磨損。螺旋輸送機(jī)參數(shù)詳如表 1 所(suǒ)示。

3　螺(luó)旋輸(shū)送機(jī)故障及原(yuán)因分析 

3.1 螺旋輸(shū)送機(jī)故障 

盾構(gòu)機在(zài)掘進至 305 環(huán)時，盾構維(wéi)保人(rén)員發現減速機(jī)内部有異響，而且機體發(fā)熱，進(jìn)而形成螺旋機運轉(zhuǎn)不暢的現(xiàn)象。打(dǎ)開檢(jiǎn)查孔，發現(xiàn)螺旋機内(nèi)部有(yǒu)油泥(ní)，判斷是因(yīn)為減速機密封(fēng)失效，随後停機(jī)。打開螺旋(xuán)輸送機減速機齒輪(lún)油箱(xiāng)，發現密封已嚴(yán)重磨損，有(yǒu)泥沙流入(rù)減速機内(nèi)部，造成減(jiǎn)速機運轉不暢(chàng)，且減(jiǎn)速機齒輪(lún)有損(sǔn)壞。 

3.2 螺旋輸(shū)送機(jī)故障原(yuán)因(yīn)分析 

通(tōng)過對盾(dùn)構機(jī)下(xià)井前的(de)維修(xiū)保(bǎo)養(yǎng)情況(kuàng)、螺旋(xuán)輸送(sòng)機工(gōng)作原理、螺旋輸送機(jī)故(gù)障(zhàng)的實際情況(kuàng)、對螺旋輸送(sòng)機相關部(bù)位的檢查及相(xiàng)關施工經驗進行分析，得出可能造成螺旋輸(shū)送機減速機故障的四個(gè)原因(yīn)。

（1）螺旋輸(shū)送機(jī)組裝不到位(wèi)。盾構(gòu)下井前，盾構機随機(jī)維保人員(yuán)對螺旋輸送機進行了拆(chāi)卸維(wéi)保；由于螺(luó)旋輸送機技(jì)術複雜(zá)、專業性(xìng)強(qiáng)，随機維保(bǎo)人員在組(zǔ)裝過程中可能存在些(xiē)許(xǔ)偏差(chà)。 

（2）螺旋輸送機為中驅(qū)周邊驅動(dòng)模式。驅動(dòng)軸葉(yè)片末端焊接在(zài)回轉(zhuǎn)體(tǐ)上(shàng)，減速機通過帶動回(huí)轉體(tǐ)驅動螺旋(xuán)軸，回轉體(tǐ)與筒(tǒng)體之間通過唇(chún)形密封(fēng)圈密封(fēng)；唇形密封圈在(zài)筒體(tǐ)的最外周(zhōu)，摩擦長度(dù)大，在(zài)螺旋輸(shū)送機長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中(zhōng)，容易造成過度(dù)磨損(sǔn)。 

（3）螺杆(gǎn)變形(xíng)。在(zài)上個(gè)區間隧(suì)道掘(jué)進過(guò)程中(zhōng)，螺杆出現過斷(duàn)裂事故(gù)，在該區(qū)間盾構下井前對(duì)螺(luó)杆進行的(de)重新焊接， 有可(kě)能出現螺(luó)杆中(zhōng)心不(bú)直(zhí)，變(biàn)形現象。回轉體實際(jì)運轉過程中不(bú)能使螺旋軸處(chù)于懸臂(bì)狀态，造(zào)成唇形密(mì)封與腔體(tǐ)間隙(xì)變大(dà)，使齒輪油從唇(chún)形密(mì)封間隙流(liú)失，泥(ní)沙流(liú)入減速機(jī)腔體内。 

（4）密(mì)封油脂（ep2）注(zhù)入量(liàng)不足(zú)。此區間采(cǎi)用的螺旋(xuán)輸送機驅動設備前(qián)後密(mì)封(fēng)腔共 12 個油脂注入孔，通(tōng)過多(duō)點泵(bèng)根據(jù)設計(jì)壓(yā)力均勻(yún)注入進行(háng)密封(fēng)。在盾(dùn)構(gòu)掘進過(guò)程中，螺旋機内(nèi)部的(de)水土壓力(lì)值大于設(shè)計(jì)值(zhí)，緻使泥沙、水進行減速機(jī)内部(bù)，并對唇形密封(fēng)造成了不可逆(nì)轉?磨損，進而形(xíng)成了減速(sù)機内(nèi)部與筒體(tǐ)間的(de)通道(dào)。

4　螺旋輸送機應(yīng)急處(chù)理 

該(gāi)區間上方房屋較為(wéi)密集，且螺(luó)旋機故(gù)障所在處正上方為民(mín)居房，盾構(gòu)機不(bú)能在(zài)此(cǐ)處長(zhǎng)時(shí)間停機，出(chū)土和(hé)保持(chí)土(tǔ)壓穩定(dìng)又是螺旋輸送機的核心功能(néng)，需要進行應急處理。由于(yú)地面情況複雜，在施(shī)工的不(bú)同(tóng)階段采取了(le)不(bú)用的措施。 

4.1 渣(zhā)土改良(liáng) 

根據全斷(duàn)面砂(shā)層地(dì)質(zhì)工況，選(xuǎn)擇更優的泡沫(mò)劑，改善渣土的(de)流塑(sù)性。使(shǐ)其(qí)不(bú)僅方便土(tǔ)體開挖、兼具潤滑效果，更(gèng)能改善螺(luó)旋輸送機内部(bù)土壓力的作用(yòng)，平衡唇(chún)形(xíng)密封(fēng)内外壓差。 

4.2 減速(sù)機維(wéi)修 

對(duì)減速機内(nèi)部(bù)全(quán)方位(wèi)清理、清(qīng)洗(xǐ)，更換(huàn)齒輪油、更換減(jiǎn) 速機備(bèi)用(yòng)齒輪(lún)，并在(zài)掘進過程(chéng)中根據實(shí)際情(qíng)況不斷進行清(qīng)洗、 齒輪油(yóu)更換(huàn)。 

4.3 增加密封油脂(zhī)注入(rù)量 

減(jiǎn)速機與筒體内部已(yǐ)有滲漏通道，為了加(jiā)強密封性(xìng)，進 一步調高密(mì)封油脂（ep2）注入壓(yā)力(lì)，加強其(qí)密封性，防止泥沙再次流(liú)入減速機(jī)内部(bù)。在實(shí)際掘進過(guò)程中，由于(yú)密封(fēng)滲漏通道(dào)的存在，密封(fēng)油脂注入壓力的(de)增強，使減速機(jī)艙體(tǐ)内(nèi)部也充(chōng)滿(mǎn)了密封油脂，在此種情況下(xià)仍出現了泥沙(shā)的滲入(rù)現象，影(yǐng)響減速機運轉。 

4.4 密封(fēng)油脂類型(xíng) 

盾構掘進(jìn)至 320 環時，減(jiǎn)速機(jī)與筒(tǒng)體内(nèi)部滲漏通道有所增大，齒(chǐ)輪油的更換頻(pín)率已影響到正(zhèng)常掘進(jìn)。根(gēn)據盾構廠(chǎng)家(jiā)技(jì)術人(rén)員建議，将 3 道密(mì)封油(yóu)脂（ep2）中外側(cè)兩道更換為hbw 密封油脂，同(tóng)時布(bù)置 hbw 密封油脂管(guǎn)路與(yǔ)适配(pèi)器。通(tōng)過此(cǐ)種應急處(chù)理，盾(dùn)構機掘(jué)進至 336 環，脫離(lí)了地面民(mín)房區域。 

5　螺(luó)旋輸送機(jī)改造 

由以(yǐ)上應(yīng)急措(cuò)施可以看出，在(zài)隧道(dào)内未(wèi)進行(háng)唇形密封更換(huàn)。因為(wéi)螺旋輸送(sòng)機中部驅動結(jié)構有(yǒu)一重大缺(quē)陷，周邊驅(qū)動相(xiàng)關部件損壞後無法在隧道内解體(tǐ)修複。在隧(suì)道施工(gōng)過程中， 螺旋(xuán)輸送機在(zài)長期運轉下，周(zhōu)邊驅動模式極易出現過(guò)度磨(mó)損現(xiàn)象。為了從根本上提高螺(luó)旋輸送機的适應性，滿足(zú)盾構施工(gōng)實(shí)際需求(qiú)，減少并便(biàn)于維(wéi)保工作，對螺旋(xuán)輸送機及(jí)皮帶(dài)輸送機(jī)進行以(yǐ)下改造(zào)。 

（1）中(zhōng)驅改(gǎi)為後驅，由周邊(biān)驅動模式(shì)改為(wéi)中心(xīn)軸帶動整(zhěng)個螺(luó)旋軸回轉模式(shì)。此種改造(zào)後驅動軸直(zhí)接與螺(luó)旋(xuán)軸采用軸銷(xiāo)連(lián)接，驅動(dòng)或密(mì)封(fēng)出現故(gù)障後可(kě)直接在(zài)隧道(dào)内拆卸、更(gèng)換，便于維(wéi)修保(bǎo)養；且(qiě)相(xiàng)對于原(yuán)結構(gòu)，減(jiǎn)少(shǎo)了回轉周(zhōu)長，增加了(le)實際使用(yòng)壽命(mìng)。 

（2）出土口由原驅(qū)動上部出土改(gǎi)為驅動下部出(chū)土，降低(dī)泥沙流(liú)入密(mì)封(fēng)内部(bù)概(gài)率；将(jiāng)單閘門改(gǎi)為雙(shuāng)閘門，提高在富水地(dì)層的适(shì)應性。 

（3）皮(pí)帶輸(shū)送機相應的向(xiàng)前延伸，适(shì)應出(chū)土口位(wèi)置改造(zào)。 

6　結束語 

文章對(duì) zte6250 土壓平(píng)衡盾構機螺旋輸(shū)送機(jī)應急處理(lǐ)及改造的(de)描述(shù)，基本(běn)形成(chéng)了(le)一(yī)種類(lèi)似盾(dùn)構螺旋輸(shū)送機應急(jí)及改造方法(fǎ)。在中國(guó)盾構機(jī)技術飛(fēi)速發展(zhǎn)，推陳出(chū)新(xīn)的當下，通過(guò)對舊設備的适(shì)應性改造(zào)，能實(shí)現其(qí)價值最大(dà)化，并(bìng)減少(shǎo)成本(běn)， 提高(gāo)企業經濟(jì)效益和節(jiē)約社會資源。

（來(lái)源：中天重工(gōng)）