2007年度优秀施工论文（技术总结） 【EPB 土压平衡盾构机的常见故障处理】EPB6250 土压平衡盾构机的常见故障处理【内容提要】 EPB6250 土压平衡盾构机主要由刀盘驱动、推进、导向、管片拼装、盾尾注脂、主轴承油脂润滑、同步注浆以及管片调运、后配套拖车等系统组成。整个盾构机的动作通过各种控制系统均由操作人员在控制面板上运行， 该设备 同时具有电气和液压系统的保护设施，以保障整套设备的正常工作。通过成都地铁一号线 人天盾构区间盾构机掘进施工中遇到的电气故障，介绍了 EPB6250 土压平衡盾构机常见的 电气故障主回路电源开关跳闸的分析和处理。【关 键 词】盾构机 故障 处理1.EPB6250 土压平衡盾构机在掘进中的常见报警1.1 电气系统EPB6250 土压平衡盾构机的电气系统主要包括各泵的驱动系统、信号测量系统、开关限位保护系统和照明备用系统。其中驱动系统主要指驱动电机，信号测量系统主要指测量压力、位移、温度、转速和流量的传感器，这些测量装置能反馈出掘进时所需的参考参数这也是盾构机操作自动化的集中体现。开关限位保护系统主要是对工作参数限位，保护工作系统和开关不受破坏，能及时跳闸。至于照明备用系统主要是为工作地点照明和提供一般常用电动工具的动力（比如电动扳手、砂浆车等等） 。电气系统部分由三千多个电气元件组成，在如此庞大的系统中出现故障的因素自然也非常多，比如接线头松动、进水、电缆磨损、误操作引起的电气元件故障等等。1.2 控制系统EPB6250 土压平衡盾构机的控制系统，是以一个可编程微处理器为中心，通过指令元件、检测元件、比较元件对盾构机各个机构和系统发出指令进行控制，通过执行元件完成各种工程指令，具有很高的自动化程度。1.3 故障报警当盾构施工过程中有故障出现的时候，通过计算机安装的掘进软件便可以显示出相对应的报警。在绝经过程忠比较常见的故障报警见表 1。2007年度优秀施工论文（技术总结） 【EPB 土压平衡盾构机的常见故障处理】表 1 常见故障报警表序号 图纸号 中文描述1 .1/6.8 变压器-温度警告2 .31/2.2 电缆卷筒限位开关-预警告3 .31/2.4 电缆卷筒限位开关-关闭4 .31/14.2 水管卷筒警告5 .11/1.8 液压系统-过滤循环-故障6 .11/10.3 排水 FC 故障7 .11/9.7 排水故障8 .31/14.3 水管卷筒报警9 .11/24.1 油箱 1 过滤器部分流量 110 .11/24.4 油箱 1 回流过滤器 1 11 .11/24.6 油箱 1 回流过滤器 212 .11/25.1 油箱 1 油位最低13 .11/25.4 油箱 1 油位预警告14 .11/25.6 油箱 1 油位最高15 .11/30.2 刀盘-齿轮 1-温度16 .11/30.4 刀盘-齿轮 2-温度17 .11/30.6 刀盘-齿轮 3-温度18 .11/30.8 刀盘-齿轮 4-温度19 .11/31.2 刀盘-齿轮 5-温度20 .11/31.4 刀盘-齿轮 6-温度21 .11/31.6 刀盘-齿轮 7-温度22 .11/31.8 刀盘-齿轮 8-温度23 .11/33.3 齿轮冷却流量计24 .11/31.8 刀盘-齿轮 9-温度25 .13/14.4 刀盘-驱动单元 3-故障26 .13/15.4 刀盘-驱动单元 3-电热调节器27 .13/20.4 补给泵2007年度优秀施工论文（技术总结） 【EPB 土压平衡盾构机的常见故障处理】28 .16/2.3 拼装机泵29 .13/45.2 刀盘-驱动过滤器 130 .12/1.8 齿轮油泵31 .12/7.8 油脂泵32 .12/12.2 齿轮油过滤器 1 33 .12/13.3 齿轮油箱油位34 .12/12.5 齿轮油过滤器 235 .12/26.3 油脂箱-驱动单元维修36 .12/26.5 油脂箱-驱动单元 油位空37 .18/30.3 油脂箱-盾尾-维修38 .18/30.5 油脂箱-盾尾-油位39 .13/2.4 刀盘-驱动单元 1 故障40 .13/3.4 刀盘-驱动单元 1 电热调节器41 .13/8.4 刀盘-驱动单元 2 故障42 .13/9.4 刀盘-驱动单元 2 电热调节器43 .13/23.8 导向泵44 .13/32.3 CP 刀盘紧急停止45 .13/44.3 先导油过滤器46 .19/1.8 辅助液压故障47 .13/53.3 接近开关制动48 .13/53.5 刀盘制动压力开关49 .15/2.4 液压推进故障50 .15/14.3 推进油缸紧急停止51 .15/32.8 A 组行程测量推进油缸错误位52 .15/52.8 B 组行程测量推进油缸错误位53 .15/72.8 C 组行程测量推进油缸错误位54 .15/93.8 D 组行程测量推进油缸错误位55 .16/7.3 拼装机过滤器56 .18/7.8 行程测量盾体铰接 2 错误位2007年度优秀施工论文（技术总结） 【EPB 土压平衡盾构机的常见故障处理】57 .18/11.8 行程测量盾体铰接 5 错误位58 .18/15.8 行程测量盾体铰接 10 错误位59 .18/19.8 行程测量盾体铰接 D 组错误位60 .19/8.3 CP-SF 紧急停止2.主回路电源开关跳闸故障的分析及处理在表 1 显示的众多报警中，这里讨论主回路电源系统故障。EPB6250 土压平衡盾构机主回路是指从 2000KVA 变压器出来后的主控制线路，然后由两个开关 1-3Q2 和 1-4Q2 分别控制主回路和照明回路。如图 1 所示，1-3Q2 控制下的主要是盾构机主要电机及信号回路，而 1-4Q2 控制下的主要是盾构机内的照明、插座和提供变压器监测电源。海瑞克设计的盾构机很人性化，有些回路之间的连锁性很强，比如盾构机的照明主开关跳了，无法正常工作，它同时也把主回路的电源开关也切断了；有些回路之间的独立性也很强，比如，有人不小心碰到了主急停开关，只是把主电路切断，而不影响整个台车的照明，以便宜及时恢复主回路电源。主回路电源跳闸的主要原因是以上两个。下面结合盾构机的主要电路连接图（图 1）分析跳闸的原因。2007年度优秀施工论文（技术总结） 【EPB 土压平衡盾构机的常见故障处理】主 变 压 器 V2007年度优秀施工论文（技术总结） 【EPB 土压平衡盾构机的常见故障处理】 2007年度优秀施工论文（技术总结） 【EPB 土压平衡盾构机的常见故障处理】图 1 盾构机主要电气连接图2007年度优秀施工论文（技术总结） 【EPB 土压平衡盾构机的常见故障处理】2.1 故障现象当故障发生以后，主控室控制面板断电，主回路电源开关跳闸，盾构机主回路断电，并且无法重新合上。2.2 故障分析从图 1 可以看出，自 2000KVA 主变压器出来的线路分为两路，第一是由主开关 1-4Q2控制的照明、插座和提供变压器监测电源，第二是由 1-3Q2 控制的电机及信号回路。在这两条支路中可以看出，影响两系统正常工作的保护回路（见图 2）：图 2 保护回路2.2.1 控制回路控制继电器 1-5K6、22-1K2 、1-6K4。2.2.2 主回路控制 22-1K2、相序继电器 1-5K6、温度控制继电器 1-6K4、主开关 1-3Q2 的欠压线圈。在两条回路中可以清楚的看到，要引起主控室控制面板断电，同时主回路电源跳闸现象，可以推断是主回路开关 22-1K2 出现故障。因为只有 22-1K2 可以同时控制两个回路，这样就可以把出现故障的范围缩小到主回路控制开关 22-1K2 相关的线路，再结合图 2 对其相关的电路进行分析。22-1K2 是个紧急停止按钮复合继电器，其内部有自己独立的 PLC 程序。其内部电路见图 3。2007年度优秀施工论文（技术总结） 【EPB 土压平衡盾构机的常见故障处理】图 2 复合继电器内部原理图接线端 13、23、33、14、24、34 都是继电器内部的保护控制电路。S12、Y2、Y1、 Y34、Y33、S11 是信号输入端，Y21、Y36、Y37 、S22 是信号输出端。A1、A2 为输入电压端，当有电压正常输入的时候会有指示灯显示。通过放大器的正极出来信号输入 S11 然后从 S12 输出把脉冲信号输入 PLC，在由 starloop 模块把信号再返回负极。当外部电路出现故障的时候，输入的脉冲信号通过 PLC 模块后，PLC 发出指令，从而控制内部保护，则开关 K1、 K2 闭合，继电器将停止工作。此外外部的 PLC 得到信号从而使 22-1K2 开关断开，引起主回路电源开关跳闸。综上所述，紧急停止继电器 22-1K2 出现故障的原因是外部电路故障引起继电器的烧毁和继电器内部保护工作。2.3 故障的检查与处理首先用万用表检查 A1、A2 输入电压是否正常，查看继电器工作指示灯是否亮，如果工作指示灯正常，那么可以换上一个新的同型号继电器，再查看继电器是否可以正常工作，如果还是继续出现故障，便可以断定是由于外围电路故障引起继电器内部保护工作。结合图 4 可知，与复合继电器 22-1K2 有关的有三部分：1）22-1S2 为主控室控制面板紧急停止按钮；2）22-1S3 为竖井旁通控制面板紧急停止按钮；3）22-1S4.2 为 MD1 主配电柜紧急停止按钮。2007年度优秀施工论文（技术总结） 【EPB 土压平衡盾构机的常见故障处理】接着便检查相应的紧急停止按钮是否在正确位置，与这三个开关相连的电缆是否有损伤。通常情况下都为控制电缆刮坏，一起电缆的 PE 线与复合继电器控制线 S11、S12 接地。3 结语在盾构施工过程中，不可避免地会出现故障，但大多数故障出现后都会在计算机控制系统软件中显示出来，可以根据故障显示查找图纸，诊断出故障原因，结合实际情况采取相应的解决方法，确保盾构机正常掘进。【参考文献】1、 S-365 电气图纸2、 S-365 操作手册3、 海瑞克供应商文件