海瑞克土压平衡盾构机泡沫系统故障排除吕 善
盾构机几种常见故障的处理
盾构机几种罕见故障的处理之杨若古兰创作发生缘由：盾构机在粘性土层中施工时，因为粘性土具有内摩擦角小、粘性大和流动困难等特点，使得粘性土体粘附在刀盘上.被刀盘从开挖面上切削上去的黏土，通过刀盘渣槽进入泥土仓后，在泥土仓上压力的感化下容易被压实固结，首先将刀盘支持臂中间充满填实，并很快地堵死了刀盘中间的渣槽，使刀盘中间正面的土体不克不及通过中间刀渣槽进入泥土仓，而是在刀盘挤压力的感化下从刀盘四周的渣槽进入泥土仓.逐步地，全部泥土仓内全部被压实固结的土体充满并堵塞.当刀盘继续扭转切削土体时，固结土体的刀盘和开挖面土体之间发生很大的摩擦力，彼此摩擦发生大量的热量，刀盘温度不竭升高，使刀盘和泥土仓内的土体不竭地被烧结固化，终极在刀盘和全部泥土仓内构成坚硬的“泥饼”.“泥饼”构成后，刀盘扭矩和盾构机推进阻力均敏捷增大，螺旋输送机没法出土，盾构机不克不及往前推进.泥土仓内过高的温度会缩短刀盘主轴承的使用寿命，加速主轴承的损坏，甚至会出现主轴承“烧结、抱死”的严重后果.处理方法：当盾构机在黏土地层中进行施工时，或当泥土仓内构成“泥饼”时，应采纳以下预防和排除措施：（1）空转刀盘，并通过泥土仓隔板的空心搅动棒向泥土仓灌水，使“泥饼”在离心力的感化下零落.（2）在使开挖面坚持波动的前提下，可人工进入泥土仓清除“泥饼”.（3）掘进时添加泡沫剂的注入量，改善土体的和易性，预防黏土结块.（4）在盾构机设计时，应在泥土仓隔板上添加空心搅动棒，以加大搅拌渣土强度和范围，并通过空心搅动棒灌水，用于清洗刀盘和泥土仓.2.螺旋输送机轮回“喷涌”泥水发生缘由：盾构机在高水砂层进行施工时，因为开挖面土体充水裂隙，含水量丰富，而且已成型的盾构隧道同步注浆量没有完整充实衬背空隙，乃至留下贱水通道，开挖面土体裂隙的水不竭地流入泥土仓，泥土仓内不断地积水.当螺旋输送机工作时，首先吸入泥土仓内的水，然后从其出土闸门敏捷喷出，构成“喷涌”.泥土仓内的水被临时吸干后，螺旋输送机才干出渣排土，很快地泥土仓内又积水较多，螺旋输送机又必须先吸水后出土.形成盾构机没法正常工作，螺旋输送机不断地喷涌—停机—喷涌……，如此恶性轮回，盾构机推进缓慢.处理方法：（1）当碰到此情况时，关闭螺旋输送机，停止出土，坚持盾构机继续往前推进，添加泥土仓内的土压力，让刀盘切削上去的土体将泥土仓内的水不竭地挤出，减少泥土仓内的含水量.同时要防止土仓压力过高，形成盾构机前方隆起、冒浆，和击穿盾尾密封等景象的发生.（2）向泥土仓内加入高浓度泥浆或泡沫，改善泥土仓内土体的和易性，使土体中的颗粒、泥浆成为一全体，使土体具有良好的可塑性、止水性及流动性，便于螺旋输送机顺利出土.（3）在进入富水砂层前，盾构机提前采取气压平衡模式进行推进，但要防止发生漏气事件.3.头部周期性降低发生缘由：盾构机在推进过程中，因为泥土仓实际土压力值低于理论值，使盾构机头部周期性地降低.形成盾构机“磕头”.处理方法：实际操纵中，应使泥土仓土压力值略高于理论值，并在推进时按工况条件和地质情况在盾构机正面加入发泡剂、膨润土和水等改良土体的添加剂，改良开挖面的土体.施工过程中要根据隧道的埋深、所在地位的土层情况和地层变形量等信息的反馈，对土压力设定值、推进速度和注浆量等施工参数及时地进行调整.4.呈“蛇形”前进发生缘由：在盾构机的推进过程中，操纵人员在对盾构机中间轴线与隧道中间线出现的偏差进行纠正时，若每次的纠偏量过大，将导致不断地对盾构机进行摆布纠偏，形成盾构机呈“蛇形“前进.处理方法：对于盾构机中间轴线与隧道中间线出现的偏差，操纵人员应及时纠正，盾构机一次（一环）的纠偏量以不超出5 mm为尺度，以减少盾构机在推进过程中对地层的扰动，和盾尾钢板拉伤了管片，损坏了管片的止水条，影响止水后果；若每次纠偏量过大，还会形成盾尾内管片拼装困难，有时会给完成后的隧道使用带来妨碍.5.泥土仓土压大幅度突降发生缘由：这是因为泥土仓内空气和水的含量较多，泥土仓的土压主如果由空气压力构成的.压力空气容易穿过泥水层进入螺旋输送机，从其出土闸门敏捷地喷出，泥土仓内压力空气瞬时大量释放，形成泥土仓内土压大幅度突降；在较松软的地质中，泥土仓内压力空气有时会通过盾构机外壳的松软土层向盾尾方向挪动，击穿尾盾密封向盾构机内部释放压力空气，也会形成泥土仓内土压大幅度突降.处理方法：当遇此情况时，立即关闭螺旋输送机及其出土闸门，停止出土.盾构机继续往前推进，使泥土仓土压尽快恢复至正常值，以坚持开挖面土层的波动，防止因为泥土仓压力的突降而惹起地层发生变更，惹起地概况出现较大幅度的沉降.同时，在操纵中应根据土质情况和刀盘扭矩的大小，减少灌水量，调整泡沫零碎中空气的比例，并减小泡沫量，降低泥土仓内水和空气的含量.6.停止推进后泥土仓土压主动上升发生缘由：盾构机停止往前推进后，泡沫零碎已关闭，但因为泡沫零碎某个进气阀故障，阀芯被卡住，进气阀仍处于开启形态，压力空气继续通过该进气阀进入泥土仓，导致在盾构机停止往前推进后泥土仓出现土压主动上升的景象.处理方法：（1）首先关掉空气紧缩机，打开紧缩空气储气罐的放气阀，放掉压力空气卸压，直至泥土仓土压不再上升为止.（2）若泥土仓土压上升幅度很大，为防止地概况隆起，启动皮带输送机和螺旋输送机，打开螺旋输送机出土闸门，低速运转螺旋输送机，慢慢地出土，直至泥土仓土压降至正常值为止；若泥土仓土压上升幅度较小，不会惹起地概况隆起，故不须要降低泥土仓土压.（3）检查泡沫零碎空气进气阀，查明进气阀阀芯被卡住的具体缘由，补缀或更换进气阀，使进气阀能正常打开和关闭.是以，请求操纵人员在盾构机停止往前推进后，除正常检查维修盾构机外，普通不要离开操纵室，以包管盾构机在出现异常情况时，能及时发现，并采纳措施.7.螺旋输送机出料口构成大土堆发生缘由：在粘性土层中，因为土体粘性大，由刀盘切削上去的黏土与土仓内的水难以均匀地混和，形成泥水分离.在螺旋输送机出土时，整团泥土从螺旋输送机出土闸门排出至胶带输送机的胶带上.因为泥和水呈分离形态，所以泥和胶带之间的摩擦力较小，而且胶带向上运转，使泥土在胶带上打滑而不克不及被及时运走.随着螺旋输送机不断地出土，皮带上的泥土越积越多，土堆愈来愈大，逐步被胶带两侧的挡上板支持住.土堆底部的泥土因受土堆重压而被胶带运走，被胶带两侧挡土板支持住的泥土堆和胶带不接触，不克不及被胶带运走，滞留在胶带的上方，结果在螺旋输送机出料口构成大土堆.处理方法：当构成大土堆后，螺旋输送机应停止出土，继续运转胶带输送机，采取人工方法进行清除，并通过胶带运走.禁止操纵人员为了减少麻烦试图通过螺旋输送机继续出土，添加土堆土方的泥土分量将其压塌，使土堆塌落在胶带上而被运走.若此时螺旋输送机继续出土，大量泥土将从土堆的上方滑落至胶带输送机前端的支持架上，结果不单不克不及将土堆压塌，反而会使支持架上的泥土越积越多，可能形成全部支持架被压塌的后果.所以当碰到黏土地层时，在盾构机推进过程中，应使泥和水在泥土仓内尽可能地均匀混和，防止泥水混和不均；同时通过摄像仪观察螺旋输送机的出土情况，当发现有整团泥土在胶带上打滑，滞留在胶带上不克不及被胶带及时运走时，应减小螺旋输送机出土速度，或停止出土，以防止胶带上的泥土越积越多而构成大土堆，待滞留在胶带上的泥土被运走后，再继续出土.总之，在碰到黏土地层时，只需操纵人员谨慎地操纵，留意观察，措施及时，就可防止构成大土堆.（作者地址：北京市朝阳区东坝中铁十六局集团机械维修中间100018）。
土压平衡式盾构机管片拼装系统及其故障排除
油箱2号台车到总泄露油管1号台车旋转架行走架链条件包括两个拼装机的斜盘式轴向柱塞旋转马达18、两个拼装机前后行走油缸17，两个拼装机伸缩油缸16，一个管片抓紧油缸15，一个拼装头倾斜油缸14和一个拼装头转动油缸13。
操作手通过拼装控制器发出操作指令，盾构机S7-PLC自动控制系统接收到操作指令后，运行SIMATIC Manager程序，如果要完成动作的所有必要条件都能满足，S7-PLC自动控制系统就向相应的执行元件电磁阀供电，电磁阀动作后，压力油就会驱动相应的执行元件完成操作手想要完成的动作；如果一个以上的必要条件不满足，控制系统就不会向相应的执行元件逆时针方向旋转为例），用来找出故障出现时不能满足的拼装机旋转的必要条件。
FB16是程序中控制拼装机运行的功能模块，Network13是该模块中控制拼装机逆时针方向旋转的程序段，其程序逻辑流程图如图3。
DB40.DBD324 拼装机的当前位置角度DB40.DBD328 取自OB35的拼装机的当前位置角度E42.6 拼装机逆时针方向旋转输入信号E42.4 拼装操纵器旋转和行走按钮解锁信号M121.5 拼装机逆时针方向旋转操纵器条件解锁T123 延时断开S5定时器DB40.DBD80 拼装机逆时针方向旋转角度最大限定值200度M121.0 拼装机旋转限制条件解锁A25.6 拼装机逆时针方向旋转控制信号输出图中“E42.6—”是一个“常开接点”，如果条件E42.6能够满足，就可以向下一个逻辑单元输出信号；如果条件E42.6不能够满足，就不能向下一个逻辑单元输出信号。
包含“CMP<>R”和“CMP<R”的方框是浮点数比较逻辑盒，该类型的逻辑盒按所选定的比较类型将IN1和IN2进行比较，如果比较为真，该逻辑盒就向下一级逻辑单元输出信号，反之就不会向下一级逻辑单元输出信号。
包含“&”的方框是一个“与”逻辑盒，当“与”逻辑盒左边的条件都能够满足时（即都向“与”逻辑盒输出信号），“与”逻辑盒就向下一级逻辑单元输出信号，反之如果“与”逻辑盒左边有一个以上的条件不能满足，就不会向下一级逻辑单元输出信号。
土压平衡式盾构机异常现象产生原因和处理方法
土压平衡式盾构机异常现象产生原因和处理方法汪茂祥(中铁十六局集团机械维修中心,北京100018)[中图分类号] U45513+9 [文献标识码] C [文章编号] 10012554X(2003)0520032202Abnormal phenomena cause and its treatment for soil balance shield machineWAN G Mao2xiang土压平衡式盾构机是依靠开挖面土层的压力与泥土仓土体作用在开挖面上的压力相平衡以保持开挖面相对稳定而不致坍塌的原理来工作的。
它主要适用于软土地层的隧道施工,具有公害少、安全和适应性强,而且开挖时可以控制地面沉降,减少对地面建筑物的影响等优点。
目前正广泛地应用于我国和世界各国城市地铁的施工建设。
在土压平衡式盾构机的实际操作中,常会遇到一些异常现象,笔者根据自己实际操作经验,对异常现象产生原因及其相应的处理方法归纳总结如下。
(1)盾构机正常推进时,泥土仓内土压大幅度突降。
产生原因:这是由于泥土仓内空气含量较多,泥土仓的土压主要由空气压力形成,而且泥土仓内含有大量的水,泥水混合液很稀,压力空气容易穿过稀泥进入螺旋输送机前闸门(入土闸门),通过螺旋输送机从其后闸门(出土闸门)迅速喷出,使泥土仓内压力空气瞬时大量释放,导致泥土仓内的土压大幅度突降;在较松软的地质中,泥土仓内的大量压力空气有时会通过盾构机外壳的松软土层向盾尾方向移动,最后在中盾和尾盾连接处穿过尾盾的密封条向盾构机内部释放压力空气,也会造成泥土仓内的土压大幅度突降。
处理方法:遇此情况时,螺旋输送机应立即停止出土,关闭螺旋输送机及其出土闸门。
盾构机继续往前推进,使泥土仓土压尽快恢复至正常值,以保持开挖面土层的稳定,防止由于泥土仓压力突降而引起地层发生变化,引起地表面出现较大幅度沉降。
同时在操作中,应根据土质情况和刀盘扭矩的大小,减小泥土仓内的加水量,调整泡沫系统中空气的比例,并减小泡沫量,降低泥土仓内水和空气的含量。
土压平衡式盾构机管片拼装系统故障排除
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２ 个拼装机前后行走油缸 １，２个拼装机伸缩油缸 ７ １ ，１ ６ 个管片抓紧油缸 １ ，１ ５ 个拼装头倾斜油缸 １ ４ 和１ 个拼装头旋转油缸 １ 。 ３
土压平衡式盾构机维保及故障分析
土压平衡式盾构机维保及故障分析摘要：随着隧道工程、城市轨道和地下管廊施工中盾构工法的广泛应用，盾构机作为一种高效集成的专用大型机械设备，市场保有量逐年增加，因此盾构机的维护保养和故障排除就显得尤为重要。
本文就土压平衡式盾构机为例提出了一些日常保养方法和全面维保措施，同时以实际工程中盾构机设备故障为例，分析了盾尾螺栓断裂和刀具磨损严重的故障原因及处理方式，为减少盾构机故障发生提供了参考。
关键词：土压平衡式盾构机日常保养全面维保故障分析1前言盾构机作为一种集隧道掘进、泥土运输、管片拼装于一体的专用大型机械设备，被广泛应用于隧道工程掘进技术环节。
因其自动化程度高、多系统集成、工作环境恶劣等特点，盾构机的维护保养和故障排除一直以来都是难度大、项目多、专业技术性高的工作。
文中所述盾构机为复合式土压平衡式盾构机。
2 盾构机的维护保养措施为了使盾构机在隧道掘进中保持良好的运行状态，必须适时进行清洁、紧固、润滑等维护，才能减少故障，充分发挥机械设备工作效能，延长盾构机使用寿命。
维护保养工作是按照盾构机各主要组成系统进行的，按照保养时间和保养内容在这里分为日常保养和全面维保两方面来阐述。
2.1盾构机的日常保养盾构机的日常保养工作虽然繁杂，但都是围绕十字作业方针进行的。
清洁工作往往最直观地反映出设备工作状态，工作内容以清洁主轴承内密封处、盾尾底部、管片安装机行走轨道、管片输送小车、皮带机从动轮处、推进油缸活塞表面、所有电机及泵、所有阀组、配电柜内外为主，其中盾尾、皮带机和注浆管路清洁尤为重要。
润滑就是对运动部件加注润滑油脂来防止部件磨损，首先要检测盾构机自动润滑系统是否正常，然后对需手动润滑的部位进行油脂涂抹。
紧固主要是为了防止连接处松动，主要发生在机械和电气连接部位以及液气线路部位，发现松动立即紧固，同时也要注意有些连接件需要保证扭矩适当调整紧固程度。
调整就是根据施工中设备的状况，对盾构机的皮带机刮板、铰接密封等不合理的地方进行整改，对冷却、排污系统进行改进。
土压平衡式盾构机管片拼装系统故障排除
土压平衡式盾构机管片拼装系统故障排除发表时间：2017-06-16T14:03:50.703Z 来源：《建筑知识》2017年4期作者：王刚[导读] 本文简要介绍了盾构机的管片拼装系统，并提出分析一些排除管片拼装系统故障的方法。
（广东华隧建设股份有限公司广东广州 510520）【摘要】土压平衡式盾构机上的一个重要部位是由管片拼装系统构成的，由拼装机行走梁、旋转架、行走架和拼装头组成的管片拼装机是管片拼装系统的重要组成部分，在开挖隧道的施工过程中，盾构机首先掘进一环距离，再将由管片组成的单纯衬砌管片拼装组合，从而使隧道成型。
本文简要介绍了盾构机的管片拼装系统，并提出分析一些排除管片拼装系统故障的方法。
【关键词】工作原理；故障现象；土压平衡式盾构【中图分类号】U455 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2017）04-0082-02引言近年以来，随着我国交通行业的不断发展，我国的地铁交通发展进入到了提速阶段，地铁也成为了现代化城市最主要的公共交通方式。
为了配合地铁隧道施工的需要，各式各样的隧道施工配套工具也逐渐被广泛应用，作为隧道施工工程最重要的工具——土压平衡式盾构机近年来也得到了广泛的应用。
如今最普遍的土压平衡式盾构机是产于德国的海瑞克盾构机，已经进入中国地铁施工市场很多年，凭多年来的使用状况来看，海瑞克盾构机在施工过程中表现出较高的可靠性和稳定性，它的应用为中国地铁建设事业产生了巨大的推动力。
但是由于机械结构的复杂性和施工环境的恶劣等多种因素，大型机械的使用难免也会出现一些小的故障，所以有必要对土压平衡式盾构机管片拼装系统的简单故障处理进行深入研究和分析，才能尽可能避免故障问题的出现。
1.土压平衡式盾构机的操作1.1 掘进与排土盾构机在掘进的过程中，液压马达产生动力驱动盾构机的刀盘，使其高速旋转，并同时启动推进油缸推动盾构机向前移动，伴随着推进油缸的推动力，高速旋转的刀盘接触到土石方体，切割下来的渣土放置至泥土仓，待到泥土仓满载，启动螺旋输送机将泥土仓的渣土推送到皮带输送机上，然后利用皮带输送机带动皮带运输到渣土车的土箱里，最后渣土车通过竖井运输到地面上。
盾构机推进系统液压故障案例分析
盾构机推进系统液压故障案例分析推进系统受到的制约条件很多，在盾构机掘进中推进系统有时无法推进，故障也很难排除。
一、海瑞克S266型土压平衡盾构机推进系统的故障排除以下以海瑞克S266型土压平衡盾构机用于在某市地铁四号线仑大盾构区间和地铁五号线杨珠盾构区间施工为例分析故障排除过程。
1.盾构机推进系统的工作原理图1-6所示为S266型盾构机推进液压系统A组原理及液压缸布置图。
在图1-6中推进液压缸Z1～Z30，共有30个，其中Z4、Z11、Z19、Z26是带有行程测量系统的液压缸，通过这4个液压缸可以在盾构机的操作室中显示各自代表组的液压缸行程（0～2000mm）。
液压缸按单缸和双缸间隔均匀布置，被分配以20个不同的编号（1～20），按上下左右分为4组，A组包括圆周上方的液压缸1、2、18、19和20，图1-6给出了A组推进液压缸控制阀和18号液压缸的回路，B、C、D组液压缸的回路与A组相同，盾构机的推进系统由75kW的电动机驱动推进液压泵9向各推进液压缸提供液压油。
盾构机的推进系统有两种工作模式：一种是掘进模式，另一种是管片拼装模式。
在掘进模式下，PLC控制系统根据盾构机操作人员的操作指令，通过调节电磁比例控制阀2和阀3输出的电信号来控制盾构机的掘进，通过阀2可以控制该组液压缸的流量，通过阀3可以控制该组液压缸的工作压力。
在盾构机需要调节方向时，控制阀2在保证该组液压缸流量充足的条件下调节阀3增加或减小该组液压缸的液压油压力，从而实现盾构机调节方向；在管片拼装模式下，PLC控制系统根据设定值向控制阀3、阀6和阀10输出电信号，通过阀6增大该组液压缸的流量，通过阀3控制该组液压缸的工作压力，通过阀10控制推进液压泵的工作压力。
在拼装模式下，阀3和阀10控制的工作压力值基本是相同的。
拼装模式下伸液压缸时通过控制阀5阀芯在右侧实现液压缸伸出，拼装模式下缩液压缸时阀7先打开约2s将液压缸无杆腔的高压油卸压后，阀1和阀5再同时动作，实现液压缸的缩回，这样可以减小液压缸的冲击。
张总：海瑞克土压平衡盾构机泡沫系统浅析
海瑞克土压平衡盾构机泡沫系统浅析中铁一局城轨公司张新义1．工作原理概述：在盾构掘进过程中，为了对渣土进行改良设置了渣土改良系统，包括泡沫系统和膨润土系统。
作为土体改良的媒介，泡沫特别适用于坚硬地质的复合地层的盾构掘进。
经泡沫改良后的土体具有如下的性能：➢提供压力稳定的切削面➢足够的柔软性➢低透水性➢减小土体对盾构机的粘着力➢减小摩擦力➢减小驱动力EPB模式下，用泡沫改良的原理是空气和液体的机械混合，在泡沫储存罐里将水和泡沫混合，泡沫通过计量容器泵入泡沫，水来自工业用水，并在管线上加装了流量计。
泡沫本身是一组泡沫桶内空气和液体的机械组合，这两种成分必须经过SPC操作元件的计量后注入泡沫发生器，并且要根据推进速度、所保持的压力以及按有关公式来调整。
在控制室里操作人员可通过操作有关的可控球阀将泡沫通过相关入口注入到刀盘前方、土仓和螺旋输送机，刀盘前有八个泡沫喷嘴，土舱里有四个泡沫喷嘴，螺旋输送机前后两端各有四个泡沫喷嘴。
此外，该泡沫系统还可兼作注水或膨润土用。
2．泡沫系统元件和管路布置2．1系统元件➢1×泡沫储存罐（1m3）➢4×液体控制装置（带有流量计）➢4×空气控制装置（带有流量计）➢4×压力检查表➢4×泡沫发生器➢1×水泵（功率6.3kw,最小额定流量133L/min,额定压力8bar）➢1×泡沫泵(功率0.4kw,额定流量5～300L/h，额定压力9bar)➢4×泡沫压力传感器➢1×操作装置的控制元件➢4×连接回转中心泡沫管➢清洗水切换装置➢膨润土切换装置2．2管路布置泡沫注入管路的布置应该使泡沫达到快速混合搅拌渣土的效果，以免渣土粘结在刀盘和刀具上因此就应在刀盘和掘进工作面设置多个泡沫注入口，一方面可以避免渣土粘结在刀盘或者刀具上，另一方面在渣土输送到螺旋输送机之前渣土能得到最大限度的搅拌。
另外由于接触刀盘和刀具渣土的流动性，更使得泡沫和渣土能够尽快得到混合，同时掘进工作面被泡沫所密封。
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海瑞克土压平衡盾构机泡沫系统故障排除（中铁十五局集团城市交通工程公司深圳6标盾构项目部）
吕善
[摘要] 泡沫系统是盾构机上很重要的一个辅助系统。
本文针对盾构机上的泡沫系统工作原理进行了介绍，并对一例故障进行了详细的分析。
[关键词] 盾构机泡沫故障排除
泡沫系统是德国海瑞克公司土压平衡盾构机上的一个重要组成部分，盾构掘进时，盾构机上的泡沫装置向土仓内和刀盘前注入泡沫，改良刀盘切屑下来的渣土。
使用泡沫剂的目的是改善土体的和易性，保证密封土仓内土压力的稳定和出土的顺畅，当泡沫剂和渣土混合时，还可以产生几个作用：1）在粘土块外面形成薄膜，阻止了块与块之间的粘结，降低了渣土的粘附力，防止形成泥饼；2）降低渣土的内摩擦力，减小渣土对刀盘等部件的摩擦，降低刀盘的扭矩，节省能源；3）降低土体的渗透性，形成一个不透水层，有利于开挖面的稳定；4）增强渣土的流动性，增加渣土的可压缩性，有利于维持土压平衡；5）润滑和冷却的作用。
本文通过介绍泡沫系统得工作原理，来说明泡沫系统故障的判断和排除。
1．泡沫系统的组成和工作原理
1.1泡沫系统的组成
泡沫系统由泡沫剂储存箱、泡沫剂泵、水泵、水压力感应开关、
泡沫剂泵安全阀、水泵减压阀、泡沫原液流量计、水流量计、压缩空气减压阀、液体流量计、气体流量计、液体电控调节阀、气体电控调节阀、压力表、压力传感器、泡沫发生器及连接管路等组成。
1.2泡沫系统的工作原理
泡沫剂泵将泡沫剂原液从泡沫剂储存箱中泵出，并与水按操作指令要求的比例混合形成溶液。
溶液的流量可以在可编程控制器PLC通过水泵出水口处的液体流量计测量，并根据这一流量来控制泡沫剂的泵送量。
混合溶液被分成四路，分别通过液体流量电控阀和流量计后，被分别输送到泡沫发生器中，在泡沫发生器中与同时被输入的压缩空气混合产生泡沫。
泡沫溶液和压缩空气的混合比例也是按盾构机的操作指令要求进行混合的。
其控制的参数有泡沫剂的用量比（泡沫剂体积占混合溶液体积的百分比）、泡沫的注入率FIR（开挖面中泡沫的体积与被开挖岩土的体积比）和泡沫的膨胀率FER（泡沫的体积与形成泡沫的溶液体积比）等几项。
最后泡沫沿4条管路通过刀盘旋转接头，到达刀盘正面的8个注入口，操作人员可以根据需要在控制室从4条管路中任意选择，向开挖面注入泡沫。
另外，泡沫的产生和注入可根据需要以手动、半自动、自动的方式进行。
其泡沫产生原理如图1所示。
泡沫体积小，能分解粘结在一起的粘土矿物颗粒。
发泡剂产生的泡沫90%是空气，另外10%中的90%-99% 是水分，剩下的才是泡沫剂。
2．故障排除
2.1 故障现象
当盾构机掘进了四百多环的时候，我单位右线的S-417盾构机泡沫系统发生如下故障：盾构机控制室PDV电脑显示液体有流量，但在连接桥泡沫发生装置检查的球阀处打开也没有泡沫。
2.2 原因分析
盾构机泡沫系统的故障主要有：泡沫剂的发散效果不佳和泡沫系统的管路堵塞两类。
泡沫的发散效果决定于泡沫添加剂的物理性能、各种介质的配比要求及泡沫发生器结构，在工程施工中可以通过改善施工工艺（如发泡时间）来提高泡沫剂的发散性能和充分发挥泡沫的发散效果。
在泡沫系统管路中，较易发生堵塞的部位为泡沫管的注入端及土仓隔板上的球阀。
堵塞后的球阀。
堵塞后的管路有两大特征：一是堵塞泡沫管注入端的介质多为结实了碴土；二是堵塞的球阀介质多为背衬注浆后产生的注浆液。
管路产生堵塞的原因主要是：泡沫管注入端一点一点地堆积，形成土堆，最后堵塞管路，此种情况较多；颗粒比较大的碴土直接堵塞管路，和各情况比较少；盾构机处于停机状态时，由于土压、水压的作用，背衬注浆后的注浆液在泡沫管中的回流、凝固，导致球阀堵塞。
检查过程:在日常的巡检中，将连接桥部位的球阀打开，发现喷出的液体不成泡，进一步用手检查发现，抓到手里的液体中没有泡沫剂，因为手上粘得液体不滑，与用手抓水的感觉一样。
检查4个液体流量计、4个液体流量电控阀、4个气体流量计、4个气体流量电控阀，发现这些部件的功能均完好。
进一步检查盾构机控制室PDV电脑设置，泡沫系统的各项参数正常，于是排除系统参数设置的问题。
说明泡沫管路发生了堵塞。
检查压力传感器测出的压力为 2.3bar左右，与土仓的平均压力1.8bar很接近，说明传感器以后的泡沫管路是通的，再加上压力传感器以后的管路为2寸管，发生堵塞的可能性不大。
于是从源头上进行排查，泡沫箱有泡沫，检查泡沫原液流量计无
显示，认为有2种可能：一种可能是泡沫泵有故障，泵不出泡沫剂；另一种可能就是泡沫剂管路堵塞，泡沫流不出来。
手动控制泡沫泵，拆除泡沫剂原液流量计前的管路接头，发现有泡沫剂原液流出，故排除泡沫泵故障，压力不足的可能。
装回原来的管路，拆开流量计后的活结头，启动泡沫泵，流量计显示有流量，说明流量计功能完好。
再拆除流量计后面到与水混合前的一段管路，拆下后用水冲洗，发现管路中有部分细砂。
经过分析认为，盾构机的外部循环水，也是泡沫系统的供水源受到了污染，回想起几天前下暴雨，循环水池没有遮盖，雨水带的泥沙流入了盾构机循环水池中，致使整个外循环水受到了污染。
为了进一步确认发生此次故障的原因，拆开外循环水的过滤器，发现水滤袋中有许多砂粒，并且部分已经破损，到此时故障原因已十分明了。
2.3故障排除
拆开泡沫泵处及连接桥处泡沫管路，包括泡沫发生器，用水进行了彻底的清洗后，故障消除，整个泡沫系统工作正常。
3．结束语
盾构机的泡沫系统受盾构机程序自动控制，功能相当强大，但用户在选用泡沫剂时，一定要选用优质的泡沫剂，另外在提供盾构机用水时，要按盾构机操作手册的要求，使用干净的水，还必须过滤盾构机用水，及时清理循环水池，这样才能保证盾构机泡沫系统的正常运行。