摘　要：地鐵盾構(gòu)法施工是一種在地面下暗挖建造隧道的施工方法。盾構(gòu)機(jī)是盾構(gòu)法施工的必要設(shè)備，而主驅(qū)動是盾構(gòu)機(jī)的核心驅(qū)動部件，具有動力轉(zhuǎn)換和輸出的重要作用。主驅(qū)動的設(shè)計缺陷、維修失責(zé)、掘進(jìn)操作失誤和日常的維護(hù)保養(yǎng)不到位均會引起主驅(qū)動不同程度的損壞，輕則停機(jī)檢查故障，重則更換主驅(qū)動。
　　“春城一號”和“春城二號”盾構(gòu)機(jī)累計掘進(jìn)約7km后，主驅(qū)動部分部件均損壞嚴(yán)重，返廠維修。維修采用兩種不同方案，通過理論比較，結(jié)合實際維修難度，選擇最優(yōu)維修方案。
　　同時優(yōu)化主驅(qū)動內(nèi)部結(jié)構(gòu)，消除因小部件脫落造成的內(nèi)部結(jié)構(gòu)嚴(yán)重受損。文章總結(jié)主驅(qū)動內(nèi)部結(jié)構(gòu)嚴(yán)重磨損維修經(jīng)驗，借鑒施工經(jīng)驗，跟進(jìn)“春城號”盾構(gòu)機(jī)保養(yǎng)的軟件和硬件，以提高施工效率，降低維修成本。
　　地鐵是國際大城市解決城市交通問題的一條出路，這一點已取得世界共識。在地鐵建設(shè)中，盾構(gòu)法以安全、優(yōu)質(zhì)、高效、環(huán)保、勞動強(qiáng)度低等優(yōu)點在城市地下軌道和地下管線等工程中得到廣泛應(yīng)用。盾構(gòu)機(jī)是盾構(gòu)法施工的主要設(shè)備，盾構(gòu)機(jī)的使用效率決定了盾構(gòu)法施工的工期、質(zhì)量、成本等。主驅(qū)動裝置是盾構(gòu)機(jī)動力輸出的中心，并且支撐著刀盤。施工過程中，主驅(qū)動裝置的損壞對整個項目是巨大的損失，地下維修或更換十分困難，盾構(gòu)機(jī)主驅(qū)動的日常保養(yǎng)是不可忽視的重要環(huán)節(jié)。
　　文章以“春城一號”和“春城二號”盾構(gòu)機(jī)為例，掘進(jìn)7km后，主驅(qū)動均出現(xiàn)了齒圈掉齒、安全軸承斷裂，小軸承損壞、密封環(huán)嚴(yán)重拉傷等故障，先后返廠維修，拆解主驅(qū)動，優(yōu)化維修方案，消除設(shè)計缺陷，跟進(jìn)日常維護(hù)保養(yǎng)，為日后“春城號”盾構(gòu)機(jī)施工提供維修和保養(yǎng)經(jīng)驗，提高掘進(jìn)效率，減少維修次數(shù)。
　　1　設(shè)備概況
　　“春城一號”和“春城二號”均為土壓平衡盾構(gòu)機(jī)，開挖直徑6280mm，沈陽制造。
　　“春城一號”盾構(gòu)機(jī)2012年6月出廠，歷經(jīng)長春地鐵一號線、二號線，2017年5月“春城一號”從長春地鐵二號線BT01標(biāo)段袁家店站吊出，至此累計掘進(jìn)近7km，2017年6月返回沈陽維修，2018年3月出廠后運(yùn)往石家莊地鐵3號線11標(biāo)施工，2018年11月因主驅(qū)動故障停機(jī)。
　　“春城二號”盾構(gòu)機(jī)2012年7月出廠，歷經(jīng)長春地鐵一號線、二號線，2017年10月從長春地鐵二號線BT01標(biāo)段西湖站吊出，累計掘進(jìn)7098.35m，2018年5月“春城二號”運(yùn)往秦皇島維修，2019年4月出廠運(yùn)往石家莊地鐵施工。
　　兩臺盾構(gòu)機(jī)返廠維修主驅(qū)動均發(fā)現(xiàn)以下故障：
　?。?）主驅(qū)動大齒圈嚴(yán)重掉齒，如圖1所示；
　?。?）其中一個小軸承損壞；
　?。?）滾珠全部脫落；
　?。?）內(nèi)部出現(xiàn)大量鐵屑；
　?。?）多處拉傷，如圖2所示。

　　2　主驅(qū)動維修
　　“春城號”盾構(gòu)機(jī)主驅(qū)動裝配圖如圖3所示。

　　2.1“春城一號”主驅(qū)動維修
　　2017年6月“春城一號”盾構(gòu)機(jī)在北方重工維修，維修方案如下：
　?。?）準(zhǔn)備工作，拆管拆線，清理衛(wèi)生。
　　（2）拆除主驅(qū)動電機(jī)、減速機(jī)，并使用保鮮膜包裹減速機(jī)和電機(jī)。
　?。?）拆卸安全軸，檢查安全軸。
　?。?）拆除小齒輪和小軸承，松動、拆卸雙頭螺柱M36、M64和M42。
　　（5）拆卸軸承支承座。
　?。?）拆卸主軸承和大齒圈。
　?。?）按照上述裝配圖右側(cè)方向拆卸刀盤旋轉(zhuǎn)環(huán)。
　?。?）按照上述裝配圖右側(cè)方向拆卸外密封環(huán)。
　?。?）對上述拆卸部件進(jìn)行檢測、專家論證、更換和維修。
　　（10）恢復(fù)組裝。 
　　2.2“春城二號”主驅(qū)動維修
　　2018年5月“春城二號”在秦皇島天業(yè)通聯(lián)維修，維修方案如下：
　?。?）準(zhǔn)備工作，拆管拆線，清理衛(wèi)生。
　　（2）拆除主驅(qū)動電機(jī)、減速機(jī)，并使用保鮮膜包裹減速機(jī)和電機(jī)。
　?。?）拆卸安全軸，檢查安全軸。
　?。?）松動、拆卸雙頭螺柱。
　?。?）按照上述裝配圖左側(cè)拆除刀盤旋轉(zhuǎn)環(huán)。
　?。?）拆除小齒輪和小軸承，松動、拆除雙頭螺柱M36。
　?。?）按照上述裝配圖左側(cè)外密封環(huán)。
　?。?）按照上述裝配圖左側(cè)拆除主軸承和大齒圈。
　?。?）對上述拆卸部件進(jìn)行檢測、專家論證、更換和維修。
　?。?0）恢復(fù)組裝。
　　2.3盾構(gòu)機(jī)主驅(qū)動維修方案比較
　　上述兩方案從人員、工期、成本進(jìn)行比較，如表1所示。

　　表1說明：
　　（1）人工包含焊工、電工和機(jī)修工。
　?。?）方案2.1因拆除主驅(qū)動產(chǎn)生的額外費(fèi)用。
　?、佥S承支撐座與前盾把合雙頭螺柱（見圖3序號6），M64-505，BM192，B152，STUD液壓螺母（CYLINDRICALNUT M64）及墊圈（WASHER HR M64），如圖4所示。
　　現(xiàn)場拆除中，拉拔器達(dá)到100MPa時，螺柱明顯拉長，但液壓螺母無法松動，噴射專用螺栓松動劑且多次拉長仍無法松動，破壞拆解。
　?、诼菪龣C(jī)套筒切割、焊接如圖5所示。依照方案2.1拆除方法，螺旋機(jī)套筒影響軸承支承座的整體拆卸，必須拆除。
　?、垭p頭螺柱M42（見圖3序號9）。結(jié)合施工經(jīng)驗，該螺栓拆除后更換新螺栓。
　　費(fèi)用計算：①每根1700元，40根，共68000元；②2000元；③每根700元，42根，共29400元，總計9.94萬元。
　　方案2.2因拆除主驅(qū)動產(chǎn)生的額外費(fèi)用：雙頭螺柱M42（見圖3序號9）。
　　費(fèi)用計算：每根700元，共42根，合計2.94萬元。
　　結(jié)論：通過兩拆除方案的人員、工期、成本比較，方案2.2均優(yōu)于方案2.1。“春城一號”和“春城二號”盾構(gòu)機(jī)主驅(qū)動的維修應(yīng)優(yōu)先選擇“春城二號”盾構(gòu)機(jī)維修方案，用時短、用工少、成本低而且不損壞結(jié)構(gòu)本身。

　　2.4主驅(qū)動改進(jìn)措施
　　主驅(qū)動拆解后，刀盤旋轉(zhuǎn)環(huán)出現(xiàn)多處咬傷、拉傷、磨損。與專業(yè)人員研究分析認(rèn)為，小齒輪小軸承固定結(jié)構(gòu)有缺陷所致，“春城二號”盾構(gòu)機(jī)對此進(jìn)行改進(jìn)。
　　改進(jìn)措施：小齒輪小軸承端原有固定結(jié)構(gòu)保留，在其基礎(chǔ)上，增加端蓋設(shè)計，如圖6所示。

　　改進(jìn)后可以穩(wěn)定小軸承的同時避免滾珠等鐵屑調(diào)入主驅(qū)動腔，從而減少對刀盤旋轉(zhuǎn)環(huán)和大齒的損壞。
　　3　主驅(qū)動維護(hù)保養(yǎng)
　　3.1齒輪潤滑油保養(yǎng)
　　維修工每班觀察潤滑油液位2～3次，記錄液位，做好交接班記錄，發(fā)現(xiàn)報警或液位下降立即停機(jī)檢查，消除故障方可啟動。為了提高過濾器的效率和質(zhì)量，“春城二號”在普通過濾器的基礎(chǔ)上增裝了磁性過濾器，效果良好。
　　3.2密封油脂保養(yǎng)
　　操作手勤觀察密封油脂流量和壓力，不影響推進(jìn)參數(shù)情況下，土倉壓力盡量降低。油脂流量和壓力不達(dá)標(biāo)切忌屏蔽報警信號，防止倉內(nèi)雜物進(jìn)入主驅(qū)動。密封油控制程序如圖7所示，程序設(shè)置每60s，黃油計數(shù)器累計36次，禁止為了保證掘進(jìn)速度而降低計數(shù)器次數(shù)。
　　3.3定期復(fù)緊減速機(jī)把合螺栓
　　“春城號”盾構(gòu)機(jī)減速機(jī)把合采用雙頭螺柱把合，未設(shè)防松措施。在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過程中，每周復(fù)緊一次螺柱，可以減少對主驅(qū)動的機(jī)械擾動。
　　3.4多聽多摸
　　維修工常規(guī)保養(yǎng)結(jié)束后，要做到多“聽”多“摸”，聽主驅(qū)動聲音是否有異響，有無機(jī)械撞擊和高強(qiáng)度摩擦聲。摸減速機(jī)和電機(jī)溫度是否正常，摸主驅(qū)動傳動有無震動跡象等。如有上述現(xiàn)象，停機(jī)檢查，排查故障。

　　4　結(jié)束語
　　綜上所述，盾構(gòu)機(jī)主驅(qū)動的關(guān)鍵性不言而喻，在實際維修中選擇最優(yōu)方案，能夠降低成本，減少工期，保證維修質(zhì)量，改進(jìn)設(shè)計缺陷，提高盾構(gòu)機(jī)工作效率。日常維護(hù)保養(yǎng)同樣關(guān)鍵，應(yīng)嚴(yán)格按照維護(hù)保養(yǎng)要求和標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，不可忽視每一細(xì)節(jié)，密封油脂擋外，潤滑油安內(nèi)，同時做好才能讓主驅(qū)動受到更少沖擊和擾動，提高使用壽命。