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(dòng)是盾構(gòu)機(jī)的核心驅(qū)動(dòng)部件，具有動(dòng)力轉(zhuǎn)換和輸出的重要作用。主驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)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(huì)引起主驅(qū)動(dòng)不同程度的損壞，輕則停機(jī)檢查故障，重則更換主驅(qū)動(dòng)。
　　“春城一號(hào)”和“春城二號(hào)”盾構(gòu)機(jī)累計(jì)掘進(jìn)約7km后，主驅(qū)動(dòng)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(guò)理論比較，結(jié)合實(shí)際維修難度，選擇最優(yōu)維修方案。
　　同時(shí)優(yōu)化主驅(qū)動(dòng)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(dòng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)嚴(yán)重磨損維修經(jīng)驗(yàn)，借鑒施工經(jīng)驗(yàn)，跟進(jìn)“春城號(hào)”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(guó)際大城市解決城市交通問(wèn)題的一條出路，這一點(diǎn)已取得世界共識(shí)。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(dòng)強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn)在城市地下軌道和地下管線(xiàn)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(dòng)裝置是盾構(gòu)機(jī)動(dòng)力輸出的中心，并且支撐著刀盤(pán)。施工過(guò)程中，主驅(qū)動(dòng)裝置的損壞對(duì)整個(gè)項(xiàng)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(dòng)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(hào)”和“春城二號(hào)”盾構(gòu)機(jī)為例，掘進(jìn)7km后，主驅(qū)動(dòng)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(dòng)，優(yōu)化維修方案，消除設(shè)計(jì)缺陷，跟進(jìn)日常維護(hù)保養(yǎng)，為日后“春城號(hào)”盾構(gòu)機(jī)施工提供維修和保養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)，提高掘進(jìn)效率，減少維修次數(shù)。
　　1　設(shè)備概況
　　“春城一號(hào)”和“春城二號(hào)”均為土壓平衡盾構(gòu)機(jī)，開(kāi)挖直徑6280mm，沈陽(yáng)制造。
　　“春城一號(hào)”盾構(gòu)機(jī)2012年6月出廠，歷經(jīng)長(zhǎng)春地鐵一號(hào)線(xiàn)、二號(hào)線(xiàn)，2017年5月“春城一號(hào)”從長(zhǎng)春地鐵二號(hào)線(xiàn)BT01標(biāo)段袁家店站吊出，至此累計(jì)掘進(jìn)近7km，2017年6月返回沈陽(yáng)維修，2018年3月出廠后運(yùn)往石家莊地鐵3號(hào)線(xiàn)11標(biāo)施工，2018年11月因主驅(qū)動(dòng)故障停機(jī)。
　　“春城二號(hào)”盾構(gòu)機(jī)2012年7月出廠，歷經(jīng)長(zhǎng)春地鐵一號(hào)線(xiàn)、二號(hào)線(xiàn)，2017年10月從長(zhǎng)春地鐵二號(hào)線(xiàn)BT01標(biāo)段西湖站吊出，累計(jì)掘進(jìn)7098.35m，2018年5月“春城二號(hào)”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(tái)盾構(gòu)機(jī)返廠維修主驅(qū)動(dòng)均發(fā)現(xiàn)以下故障：
　　（1）主驅(qū)動(dòng)大齒圈嚴(yán)重掉齒，如圖1所示；
　　（2）其中一個(gè)小軸承損壞；
　　（3）滾珠全部脫落；
　　（4）內(nèi)部出現(xiàn)大量鐵屑；
　　（5）多處拉傷，如圖2所示。

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

　　2.1“春城一號(hào)”主驅(qū)動(dòng)維修
　　2017年6月“春城一號(hào)”盾構(gòu)機(jī)在北方重工維修，維修方案如下：
　　（1）準(zhǔn)備工作，拆管拆線(xiàn)，清理衛(wèi)生。
　　（2）拆除主驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速機(jī)，并使用保鮮膜包裹減速機(jī)和電機(jī)。
　　（3）拆卸安全軸，檢查安全軸。
　　（4）拆除小齒輪和小軸承，松動(dòng)、拆卸雙頭螺柱M36、M64和M42。
　　（5）拆卸軸承支承座。
　　（6）拆卸主軸承和大齒圈。
　　（7）按照上述裝配圖右側(cè)方向拆卸刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)環(huán)。
　　（8）按照上述裝配圖右側(cè)方向拆卸外密封環(huán)。
　　（9）對(duì)上述拆卸部件進(jìn)行檢測(cè)、專(zhuān)家論證、更換和維修。
　　（10）恢復(fù)組裝。 
　　2.2“春城二號(hào)”主驅(qū)動(dòng)維修
　　2018年5月“春城二號(hào)”在秦皇島天業(yè)通聯(lián)維修，維修方案如下：
　　（1）準(zhǔn)備工作，拆管拆線(xiàn)，清理衛(wèi)生。
　　（2）拆除主驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速機(jī)，并使用保鮮膜包裹減速機(jī)和電機(jī)。
　　（3）拆卸安全軸，檢查安全軸。
　　（4）松動(dòng)、拆卸雙頭螺柱。
　　（5）按照上述裝配圖左側(cè)拆除刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)環(huán)。
　　（6）拆除小齒輪和小軸承，松動(dòng)、拆除雙頭螺柱M36。
　　（7）按照上述裝配圖左側(cè)外密封環(huán)。
　　（8）按照上述裝配圖左側(cè)拆除主軸承和大齒圈。
　　（9）對(duì)上述拆卸部件進(jìn)行檢測(cè)、專(zhuān)家論證、更換和維修。
　　（10）恢復(fù)組裝。
　　2.3盾構(gòu)機(jī)主驅(qū)動(dòng)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(shuō)明：
　　（1）人工包含焊工、電工和機(jī)修工。
　　（2）方案2.1因拆除主驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的額外費(fèi)用。
　　①軸承支撐座與前盾把合雙頭螺柱（見(jiàn)圖3序號(hào)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(chǎng)拆除中，拉拔器達(dá)到100MPa時(shí)，螺柱明顯拉長(zhǎng)，但液壓螺母無(wú)法松動(dòng)，噴射專(zhuān)用螺栓松動(dòng)劑且多次拉長(zhǎng)仍無(wú)法松動(dòng)，破壞拆解。
　　②螺旋機(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。
　　③雙頭螺柱M42（見(jiàn)圖3序號(hào)9）。結(jié)合施工經(jīng)驗(yàn)，該螺栓拆除后更換新螺栓。
　　費(fèi)用計(jì)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(jì)9.94萬(wàn)元。
　　方案2.2因拆除主驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的額外費(fèi)用：雙頭螺柱M42（見(jiàn)圖3序號(hào)9）。
　　費(fèi)用計(jì)算：每根700元，共42根，合計(jì)2.94萬(wàn)元。
　　結(jié)論：通過(guò)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(hào)”和“春城二號(hào)”盾構(gòu)機(jī)主驅(qū)動(dòng)的維修應(yīng)優(yōu)先選擇“春城二號(hào)”盾構(gòu)機(jī)維修方案，用時(shí)短、用工少、成本低而且不損壞結(jié)構(gòu)本身。

　　2.4主驅(qū)動(dòng)改進(jìn)措施
　　主驅(qū)動(dòng)拆解后，刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)環(huán)出現(xiàn)多處咬傷、拉傷、磨損。與專(zhuān)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(hào)”盾構(gòu)機(jī)對(duì)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(jì)，如圖6所示。

　　改進(jìn)后可以穩(wěn)定小軸承的同時(shí)避免滾珠等鐵屑調(diào)入主驅(qū)動(dòng)腔，從而減少對(duì)刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)環(huán)和大齒的損壞。
　　3　主驅(qū)動(dòng)維護(hù)保養(yǎng)
　　3.1齒輪潤(rùn)滑油保養(yǎng)
　　維修工每班觀察潤(rùn)滑油液位2～3次，記錄液位，做好交接班記錄，發(fā)現(xiàn)報(bào)警或液位下降立即停機(jī)檢查，消除故障方可啟動(dòng)。為了提高過(guò)濾器的效率和質(zhì)量，“春城二號(hào)”在普通過(guò)濾器的基礎(chǔ)上增裝了磁性過(guò)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(cāng)壓力盡量降低。油脂流量和壓力不達(dá)標(biāo)切忌屏蔽報(bào)警信號(hào)，防止倉(cāng)內(nèi)雜物進(jìn)入主驅(qū)動(dòng)。密封油控制程序如圖7所示，程序設(shè)置每60s，黃油計(jì)數(shù)器累計(jì)36次，禁止為了保證掘進(jìn)速度而降低計(jì)數(shù)器次數(shù)。
　　3.3定期復(fù)緊減速機(jī)把合螺栓
　　“春城號(hào)”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(guò)程中，每周復(fù)緊一次螺柱，可以減少對(duì)主驅(qū)動(dòng)的機(jī)械擾動(dòng)。
　　3.4多聽(tīng)多摸
　　維修工常規(guī)保養(yǎng)結(jié)束后，要做到多“聽(tīng)”多“摸”，聽(tīng)主驅(qū)動(dòng)聲音是否有異響，有無(wú)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(dòng)傳動(dòng)有無(wú)震動(dòng)跡象等。如有上述現(xiàn)象，停機(jī)檢查，排查故障。

　　4　結(jié)束語(yǔ)
　　綜上所述，盾構(gòu)機(jī)主驅(qū)動(dòng)的關(guān)鍵性不言而喻，在實(shí)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(jì)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(rùn)滑油安內(nèi)，同時(shí)做好才能讓主驅(qū)動(dòng)受到更少?zèng)_擊和擾動(dòng)，提高使用壽命。