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论文摘要：本文主要结合TB880E掘进机在秦岭隧道1线北口施工中，常见的一些设备故障的处理，并根据系统图进行分析，从而找出故障原因，为掘进机今后施工中快速排除故障提供指导。
笔者作为秦岭北口 TBM的主司机，结合近两年对TBM的操作经验以及对设备进行系统的分析，总结了TBM操作过程中的常见故障和处理方法，为TBM今后施工中快速排除故障提供依据。
1 后外机架（K2）撑靴缸压力不易达到撑紧压力
1．1故障现象
按下K2撑紧控制按钮， KZ各撑靴缸（8组撑靴， 16个撑靴油缸）以“差动快进”低压撑紧工况伸出，当油缸大腔压力达到 18． 5 Mpa时，应转人“工进”高压撑紧工况。但此时发现控制阀发出“啪啪”的响声，油缸大腔压力迅速降为0，而后又快速升至18．5MPa，在0和18．5MPa之间发生转换。无法转人“工进”工况，提高撑紧压力，达到撑紧状态。
1．2 处理办法
在撑靴油缸以“差动快进”工况伸出时，当油缸大腔压力达到 18． 5 Mpa时，停止撑紧，此时，油缸压力将缓慢下降，待压力下降0．3－0．4MPa时，再继续撑紧，这样撑靴油缸压力在达到 18． 5MPa时，可顺利转人“工进工况”，达到撑靴油缸规定的撑紧压力25．OMPa以上。
1．3 原因分析（扬靴动作液压原理见图1） （图片） 从PLC程序可知，按下KZ撑紧按钮，K2撑靴油缸以“差动快进”工况低压撑出，当外K撑靴压力大于18． 5 Mpa时，可编程控制器 PLC发出指令，P01—148—Ylb失电，P01—147一Y5得电，P01—147—Y7失电， KZ撑靴油缸以“工进”高压撑紧工况撑紧在隧道壁上。我们知道，当撑靴撑在隧道壁上时，此刻油缸大腔小腔相通，且无液流流动，其压力亦即大腔的18．5MPa。撑靴油缸大腔液压锁在P01—147—Y5得电时是打开的，油缸小腔与油箱相通，大腔与插装问“A”口相通，但由于插装阀213．1逻辑口的“慢开慢闭”特性，此时插装阀尚未完全关闭，“A”口与“B”口仍是相通的，即油缸大腔此刻亦与油箱相通，导致大腔与小腔同时卸压。当Pie监测到压力泄至低于5．OMPa时，从程序可知，PLC指令又恢复低压撑紧状态，P01—148—Ylb与P01—147—Y7得电，这就是上述现象中的“啪啪”两声，第一声为P01—147—Y7得电，第二声为P01—148—Ylb得电。正常情况下，当外K撑靴压力大于18．5MPa撑靴转入高压撑紧工况时，其撑靴压力也会迅速降至14．OMPa，再升高到25．OMPa的高压撑紧状态。分析认为，这是因为插装闹开闭时间所影响，另外有时也发现当外K关闭一对撑靴再撑紧时，这种现象就时常出现。因为关闭一对撑靴后，油缸大腔从插装阀泄流流量不变，但撑靴压力会下降更大，所以，更易使压力在插装阀关闭时间内卸至低于5．OMPa。
要避免这类情形出现，在不改变液压元件特性时，可由操作途径来实现，即在插装间完全关闭时间内，使大腔压力不泄至低于5．OMPa。由于插装问从完全打开到完全关闭时间已无法改变，但可以实现插装间在不完全打开时就使撑靴油缸转人高压撑紧状态，从而缩短油缸大腔的泄压时间，即分两次低压撑紧撑靴油缸。方法是在大腔压力接近18．5MPa时，松开撑紧按钮，此刻插装间正慢慢关闭，高压撑紧阀处于上位，低压撑紧阀处于中位，油缸压力只会因内泄而降压，待压力降下0．2—0．3MPa时，插装间已关闭，再按撑紧按钮，此时插装阀慢慢打开，但因撑靴已撑在隧道壁上，所以大腔压力很快达到 18． 5 Mpa， PLC控制器使 P01—147—Y7得电，P01—148—Ylb失电，这样插装阀开始关闭，由于插装阀逻辑口的“慢开慢闭”特性，阀关闭时间比完全打开再关闭时间短得多，从而实现大腔压力不会降到5．OMPa，然后转人“工进”高压撑紧。实际操作中，这种方法非常有效。
2 掘进保护显示故障
TB880E型掘进机所设置的推进设备保护措施掘进时常出现以下故障：
（l）压力低于设定压力；
（2）夹紧缸压力高于设定压力；
（3）后支撑立柱缸下滑；
（4）后部锚杆机悬臂伸出；
（5）外K偏斜超出设定要求。
通常情况下（1）、（2）、（3）很容易发现，因为从指示灯闪烁或压力表上均可看出，但是（4）、（5）不易发现，因为掘进中由于机器振动，而（4）、（5）所用传感器均为磁感式位置传感器，其指示灯常只闪烁一下而不易发现。通常处理措施是紧固传感器或清洁其所测对象，以使其在掘进中位置相对稳定及传感器不受干扰。
3 脂润滑堵塞故障
TB880E掘进机主轴承旋转密封采用 3道唇形密封外加迷宫密封的密封方式，同时往迷宫密封内均匀注人高粘度润滑脂，润滑脂采用自动泵送形式，由分配器分配至各注油日，设计要求在掘进中润滑脂停止供应时间不能超过3分钟，否则刀盘停止转动。
3．1 故障现象
常见情形是润滑脂遭污染后，泵送压力持续升 高，一般压力可达 21． OMPa，这时主机操作室故障显示器上显示脂润滑故障。
3．2 原因分析
根据脂分配工作原理，脂分配的任一输出口堵塞后均不能正常工作，导致泵送压力升高，通常的查寻方式是从第一级分配器开始，但不应忽略的是一级分配器的三个输出口均有单向阎，当脂进人弹簧腔时，污染物如砂粒等很容易积在弹簧内，卡住弹簧导致单向阀不能正常工作。检查完单向间后，则应逐一打开三个输出口，并泵送脂，检查输出及压力是否正常，如该分配器已堵塞，应清洗或更换。实际工作中常常是一级分配器之输出口单向阀内污物卡住弹簧，很少遇到分配器本身活塞卡住。
4 后支撑出现“软腿”或“掉腿”情形
4．1 故障现象
操作TBM掘进机换步时，须监测后支撑立柱缸压力及撑靴压力是否正常。如撑靴压力在放下后支撑、撑出撑靴时，操作面板上撑靴指示灯未亮，则称之为“掉腿”；如立柱缸压力在后支撑放下后压力一直下降，称之为“软腿”。
4．2 原因分析
（l）“掉腿”现象：从液压图上可看出，由于换向阀Y型中位机能，液压锁两先导油口均接至油箱，没有打开的可能，所以问题应在8．OMPa压力传感器或其油路上。处理时，拆下传感器上所接微型软管，如有液流射出，则说明管路无堵塞，再将其与传感器牢固接上，如此时故障消失，则说明原因是传感器接头未被打开；如故障仍然存在，则为传感器故障，应更换传感器。实际操作中通常是传感器与微型软管接头稍有松动而未能打开单向阀所致，可能是由于机器振动及微型软管上单向阎顶杆稍短，造成稍一松动即不能打开单向阀而使压力传感器失去信号。
（2）“软腿”现象：从后支撑液压图可以看出，当立柱缸伸出直至设定压力后，由于液压锁的锁定作用，同时由于换向阀的Y型中位机能，使液压锁先导油路均为零压而不能打开液压锁，由于油缸内泄也不能形成快速降压，故油缸内泄的原因也可排除。处理时须首先排除液压锁的原因：堵住液压锁进油o，如发现故障依旧，则应另找原因。从液压图可看出，立柱缸大腔液压锁上还有一出油口，即测压口，将测压口堵住，再将立柱缸伸出，发现故障消失，可知是测压油路上有外泄现象。分析认为，由于现场从液压锁上引出的测压油管长12m，接至主机中部平台的集束软管接头，再接人操作室中，且中部平台区油管繁多，油垢积淀严重；加之测压油管很小，处于中部平台许多粗大油管包围之中，容易损坏；油泄漏量小，不易发现；所以实际操作中的“软腿”现象，很大程度上由此而得。
5 水冷器件出现温度超高情形
TB880E掘进机的水冷器件均采用电磁水阀控制水路开关，其中包括润滑油冷却系统、电机变速箱冷却系统、主泵站油冷却系统、3＃皮带机泵站冷却系统。常见情形是，当TBM使用期长达一年以后，就会断断续续出现部分系统在水冷电磁间打开后，冷却效果不明显，即使清洗冷却水套后效果仍不理想。分析认为是由于水质较硬，造成电磁水问弹簧腔中积垢，使弹簧工作不正常所致，掘进中临时处理措施是敲击水阔弹簧腔，效果明显。
总结以上五点常见故障，笔者认为，操作人员在掘进中发现问题时，首先应头脑清醒，切忌将问题复杂化，应从最简处人手，步步深人，这样，才能为TBM留出宝贵的掘进时间。
4/17/2005
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