土壓平衡盾構(gòu)推進(jìn)油箱異?；乜s的處理

土壓平衡盾構(gòu)推進(jìn)油箱異?；乜s的處理

0盾構(gòu)表土震動失效機(jī)理在南昌軌道交通結(jié)構(gòu)施工中，體現(xiàn)了彪段結(jié)構(gòu)異常收縮的問題。有時四角形彈簧收縮，有時單帶油收縮，最大收縮超過25mm，多次收縮2.5mm。收縮時，隨著盾的振動，測量結(jié)果往往會出現(xiàn)很大的搖晃。駕駛員無法平滑地控制結(jié)構(gòu)，因此很難確保結(jié)構(gòu)的合理安裝。盾體的振動不僅增加了管道損壞和損壞的可能性，還可能導(dǎo)致折斷廖油和被動各州密封失敗。增加了推動巢穴固定螺釘破壞的可能性，并影響了盾尾密封效果。通過對推進(jìn)油缸回縮原因的查找及處理，進(jìn)一步調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)，總結(jié)掘進(jìn)經(jīng)驗，保證盾構(gòu)推進(jìn)的正常進(jìn)行。1項目中的地下層南昌軌道交通某標(biāo)段盾構(gòu)掘進(jìn)到140～170環(huán)期間，推進(jìn)油缸發(fā)生異?；乜s現(xiàn)象，盾構(gòu)主要穿越(2)2回縮與刀盤轉(zhuǎn)動的關(guān)系盾構(gòu)推進(jìn)系統(tǒng)油缸共30根分20組，控制系統(tǒng)將20組油缸分為ABCD4區(qū)，如圖1所示，盾構(gòu)推進(jìn)到148環(huán)時，推進(jìn)油缸A區(qū)回縮量2～3mm，檢查推薦系統(tǒng)無異常，在掘進(jìn)152環(huán)時4區(qū)油缸全部有回縮現(xiàn)象，多數(shù)回縮量為3～5mm，瞬時最大回縮量25mm，盾構(gòu)姿態(tài)波動較大，推進(jìn)油缸伴有較大的震動。經(jīng)進(jìn)一步觀察，油缸回縮具有一定的規(guī)律性，該盾構(gòu)在回轉(zhuǎn)體處安裝有攝像頭，在回轉(zhuǎn)體做起點標(biāo)識，觀察油缸回縮與刀盤轉(zhuǎn)動的關(guān)系，四區(qū)油缸的回縮與刀盤轉(zhuǎn)動基本一致，即正傳時，回轉(zhuǎn)體標(biāo)識到A區(qū)油缸區(qū)域時，A區(qū)油缸開始回縮，到達(dá)B區(qū)油缸時A區(qū)開始伸長，B區(qū)開始回縮，依次周期性的伸縮;刀盤反轉(zhuǎn)時，油缸回縮按ADCB次序依次回縮。在后續(xù)掘進(jìn)期間，是一邊推進(jìn)一邊排查系統(tǒng)故障，先后調(diào)整了各組油缸溢流閥的溢流壓力及更換調(diào)速閥。在掘進(jìn)169～176環(huán)間，推進(jìn)油缸出現(xiàn)規(guī)律性的回縮或停頓現(xiàn)象，回縮量最大5mm，此期間油缸的最大回縮量較152環(huán)相對減小。3推進(jìn)油缸控制回路工程所用盾構(gòu)的推進(jìn)系統(tǒng)由90kW電機(jī)驅(qū)動的力士樂恒壓變量泵(A4VSO125)為系統(tǒng)提供壓力油，推進(jìn)泵與輔助系統(tǒng)泵共用90kW電機(jī)。土壓平衡盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)分為推進(jìn)模式與拼裝模式。推進(jìn)模式:液壓油經(jīng)恒壓變量泵出油口到達(dá)推進(jìn)主閥塊1V003(三位四通閥0140右位得電)、過濾器0200、比例調(diào)速閥0210、插裝閥0260、進(jìn)入推進(jìn)油缸無桿腔，油缸活塞桿伸出;壓力由比例溢流閥0310控制、速度由比例調(diào)速閥0210控制。拼裝模式:液壓油經(jīng)恒壓變量泵出油口到達(dá)推進(jìn)主閥塊1V003(三位四通閥0140左位得電)進(jìn)入推進(jìn)油缸有桿腔使油缸的活塞桿縮回，無桿腔的油流回油箱;比例溢流閥控制壓力，插裝閥0260,0230作為液壓油的快速通道實現(xiàn)油缸的快速伸縮動作。推進(jìn)油缸的一系列動作由PLC控制，推進(jìn)模式下油液經(jīng)比例調(diào)速閥、插裝閥進(jìn)無桿腔，無桿腔壓力傳感器檢測到壓力信號，與溢流閥設(shè)定壓力比較，將比較信息反饋到比例溢流閥0090，可在工作中自動調(diào)節(jié)液壓泵出油壓力大小，使其跟隨推進(jìn)油缸無桿腔負(fù)載壓力，在保證有足夠推進(jìn)力的前提下減少壓力損失;推進(jìn)速度通過推進(jìn)油缸內(nèi)置安裝的位移傳感器對位移的檢測結(jié)合發(fā)生位移的時間通過計算得出。4促進(jìn)系統(tǒng)故障的消除4.1推進(jìn)速度對放大板電流的影響利用計算機(jī)以及萬用表監(jiān)控PLC輸出控制信號以及放大板在推進(jìn)過程中提供給比例調(diào)速閥0210的電流大小，以確定調(diào)速閥有無異常，在空載時檢查油缸的伸出速度與控制電流的比例關(guān)系，如表1所示，根據(jù)檢測結(jié)果隨著電位計調(diào)節(jié)數(shù)值的增大，調(diào)速閥開口增大，通過的流量增大，油缸的伸出速度增大。推進(jìn)時增大推進(jìn)速度旋鈕的設(shè)定值，變量泵的斜盤角度增加，電腦顯示放大版輸出電流值增大，反之亦然;隨調(diào)速閥通過流量的增加推進(jìn)速度增加。推進(jìn)速度不變時，不間斷監(jiān)測放大板電流，未出現(xiàn)輸出電流波動或斷電狀況。這一檢測結(jié)果表明:PLC與放大板輸出電流正常，比例調(diào)速閥工作正常，通過的流量連續(xù)可調(diào)，可排除比例調(diào)速閥故障。4.2油壓力設(shè)定值空載時設(shè)定溢流閥壓力(由0設(shè)定到60%)，如表2所示，檢測數(shù)據(jù)表明，實際油壓力隨設(shè)定值的增大加而增加，隨設(shè)定值的減小而減小。掘進(jìn)期間對溢流閥的壓力進(jìn)行檢測如表3所示，根據(jù)表中數(shù)據(jù)顯示，比例溢流閥工作壓力連續(xù)可調(diào)，工作正常，可排除比例溢流閥故障。4.3油缸壓力檢測取B區(qū)(5號)油缸，分別在控制閥塊上的取壓點及油缸的無桿腔的測壓點接壓力表(400bar)，兩個表顯示壓力同主控室顯示值一致，濾芯檢測正常;取下閥塊上的壓力表接入B區(qū)(5號)油缸有桿腔顯示油壓(0bar)正常;依次檢測C區(qū)(8號)、D區(qū)(15號)、A(區(qū)18號)，檢測結(jié)果與B區(qū)一致。推進(jìn)時檢測到油缸無桿腔最高油壓200bar，進(jìn)一步表明油缸壓力正常。各區(qū)測試的同時檢測記錄恒壓變量泵出口處的油壓表顯示值，泵出口處油壓穩(wěn)定，比四區(qū)油缸中的最高油壓值高30bar。檢測泵出口最高壓力為296bar，表明推進(jìn)泵出口壓力滿足推進(jìn)要求。4.4測點壓力測定1)主換向閥回油口壓力檢測在管片拼裝模式下，在主換向閥塊(插裝閥)的取壓點接壓力表檢測壓力為0bar，因壓力表量程400bar及回油管為DN100管路，可確定測點壓力很小;管片拼裝模式下，各油缸動作正常，插裝閥直接回油箱的油壓很低，表明插裝閥油口壓力正常。2)各閥區(qū)換向閥的管片拼裝模式下，依次對各區(qū)插裝閥頂部的電磁換向閥斷電檢測，斷電后油缸無動作，得電后油缸動作正常，表明各區(qū)換向閥電信號正常且工作正常，插裝閥能實現(xiàn)正常的關(guān)閉功能。在系統(tǒng)電氣檢測期間同時檢查緊固相關(guān)的接線端子、檢查線路有無破損。在檢測期間排除了液壓泵、油缸、濾芯等可能存在的故障。通過以上一系列檢測表明，推進(jìn)系統(tǒng)各項參數(shù)(數(shù)據(jù))正常，滿足推進(jìn)需要。4.5溢流閥位置壓力檢測經(jīng)過全面系統(tǒng)的檢測，推進(jìn)系統(tǒng)正常，但油缸回縮問題仍未解決，繼續(xù)觀測推進(jìn)過程中比例溢流閥的工作狀態(tài)。在193環(huán)掘進(jìn)期間，通過程序電腦監(jiān)控并同時監(jiān)測四區(qū)控制閥塊中的溢流閥處的油壓，可與主控室顯示值比對。監(jiān)測過程中發(fā)現(xiàn)D區(qū)油缸有回縮現(xiàn)象，且伴有較大的振動，監(jiān)測結(jié)果如表4所示。由表中監(jiān)測結(jié)果可以看出:溢流閥的溢流壓力高于推進(jìn)油缸的油壓力，溢流閥溢流，油缸回縮。此現(xiàn)象表明推進(jìn)油缸撐靴傳遞到油缸活塞桿的壓力大于油壓力，這一壓力由刀盤通過主軸承、前盾傳遞到油缸后由管片產(chǎn)生的反力，在該區(qū)處的刀盤對應(yīng)位置的受力大于了液壓油產(chǎn)生的推力，導(dǎo)致溢流閥溢流，油缸回縮。5刀盤回縮原因分析推進(jìn)油缸異?；乜s發(fā)生在148～200環(huán)間，盡管回縮出現(xiàn)的時間具有隨機(jī)性，但出現(xiàn)回縮時又具有一定的規(guī)律，該區(qū)段部分掘進(jìn)數(shù)據(jù)如表5所示。通過分析施工過程收集的數(shù)據(jù)，如表1～5的數(shù)據(jù)，可以初步判斷以下。1)刀盤已形成泥餅:該段盾構(gòu)在上軟下硬地層中掘進(jìn)，由于風(fēng)化巖的存在，在渣土改良欠佳時刀盤易結(jié)泥餅，由表5的數(shù)據(jù)可以得出刀盤結(jié)已經(jīng)結(jié)了泥餅。在掘進(jìn)到166環(huán)用分散劑浸泡刀盤72h后刀盤扭矩有所減小，佐證了刀盤結(jié)泥餅的判斷。2)盾構(gòu)剛推進(jìn)不足200m，刀具磨損嚴(yán)重導(dǎo)致的推力增大可能性很小;由于本機(jī)刀盤采用中間支撐形式，在土倉內(nèi)設(shè)計有4根粗大的方形牛腿，黏泥土很易黏結(jié)在4條牛腿內(nèi)部形成很大的泥餅，牛腿處泥餅大大增加了刀盤的旋轉(zhuǎn)重量和刀盤扭矩。3)刀盤泥餅和半軟半硬的地層造成刀盤受到掌子面的不均勻的反力，該反力造成油缸的回縮。刀盤部分面板被泥餅糊住，該處的渣土不能進(jìn)入土倉，在面板上形成坨塊，在油缸推力的作用下，掌子面會對刀盤產(chǎn)生較大不均勻反作用力，尤其是當(dāng)面板泥餅坨塊通過土層的軟硬巖的分界面時，較大的不均勻反力引起盾體震動和油缸不能伸長，當(dāng)反力值大于油缸中液壓油產(chǎn)生的推力時，溢流閥溢流泄壓，油缸回縮，表4中數(shù)據(jù)可得出上述判斷。4)司機(jī)的操作和對盾構(gòu)的認(rèn)知水平的低下及盾構(gòu)施工理論知識的匱乏，也是此次出現(xiàn)問題的主要原因之一。打開主控室電腦輔助系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置頁面，推進(jìn)速度設(shè)置數(shù)98%(與當(dāng)班司機(jī)確認(rèn)此數(shù)據(jù)經(jīng)常設(shè)置在90～100%)，推進(jìn)速度設(shè)置顯示當(dāng)前推進(jìn)速度電位器輸出百分比，推進(jìn)速度設(shè)計最大為80mm/min，掘進(jìn)時推進(jìn)速度為10～20mm/min，速度的設(shè)置數(shù)值與實際推進(jìn)速度相差太大，導(dǎo)致在當(dāng)前推進(jìn)速度條件下，速度設(shè)置值的不匹配，變量泵的實際供油量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實際的要求流量，這樣在外部荷載大于推進(jìn)油壓產(chǎn)生的推力時，溢流閥卸載導(dǎo)致油缸回縮。發(fā)現(xiàn)以上問題后，改進(jìn)提高了渣土的改良效果并及時的修改了不合理的操作參數(shù)設(shè)定，在后續(xù)的推進(jìn)中，推進(jìn)油缸工作正常，經(jīng)過20環(huán)的觀察，未出現(xiàn)油缸的回縮現(xiàn)象。6故障排除和參數(shù)設(shè)置通過本次推進(jìn)油缸異?；乜s的處理，盾構(gòu)推進(jìn)系統(tǒng)異?；乜s可能產(chǎn)生的因素主要有:比例調(diào)速、調(diào)壓的控制電信號不穩(wěn)定，導(dǎo)致供油異常;推進(jìn)閥塊中的電磁閥故障導(dǎo)致在斷電時不能關(guān)閉;推進(jìn)油缸內(nèi)泄導(dǎo)致油缸回縮、插裝閥故障導(dǎo)致供油、回油異常;油泵故障或濾芯堵塞、管路泄漏進(jìn)氣導(dǎo)致油缸異常等;在故障排除時逐項檢查逐項排除。根據(jù)地質(zhì)情況確認(rèn)刀盤是否結(jié)泥餅(異物)，刀盤、刀具是否磨損嚴(yán)重;渣土改良不到位等造成推進(jìn)