液壓頂管機的組成原理應用及維護保養

　　液壓頂管機組主要結構由四大部分組成，主體部分：主要由兩個(gè)雙作用液壓油缸組成。液壓泵站：分別配有柴油機泵站和電動(dòng)機泵站。支撐板：作用是固定機器和支撐坑壁。頂桿與拉頭：作用是頂進(jìn)和回拖擴孔。
　　一、組成
　　頂管機主要由旋轉挖掘系統、主頂液壓推進(jìn)系統、泥土輸送系統、注漿系統、測量設備、地面吊裝設備和電氣系統等組成。沿水平衡式頂管機還設有泥水處理裝置。其中旋轉挖掘系統（俗稱(chēng)“機頭”）主要由前鋼殼、后鋼殼、切削機構、切削刀盤(pán)、刀盤(pán)減速器、送排泥漿機構、液壓動(dòng)力裝置、糾偏液壓缸、防水圈、切削刀頭、刀盤(pán)旋轉軸、電氣系統、自動(dòng)控制系統以及附屬裝置等。其鋼殼承受外部土壓和水壓，保護內部設備和操作人員的安全，便于在開(kāi)挖面進(jìn)行連續切削、襯砌和推進(jìn)等作業(yè)。另外，主頂液壓推進(jìn)系統由主頂液壓泵、主頂液壓缸、油管和操作臺等4部分組成，是旋轉挖掘系統和所施工管道的頂推動(dòng)力裝置。
　　二、維護與修養
　?。?）原則
　　頂管機的保養與維修必須堅持預防為主、狀態(tài)檢測、強制保養、按需維修、養修并重”的原則，并由專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行保養與維修。必須按照使用說(shuō)明書(shū)的要求和施工計劃，對頂管機和配套設備進(jìn)行保養與維修，并須做好記錄。在頂管機長(cháng)期停止掘進(jìn)期間，仍應定期進(jìn)行維護保養。
　?。?）注意事項
　　1、拆裝
　　拆裝頂管機的目的主要是為了停工后的轉場(chǎng)、維修保養，并為新的施工任務(wù)做好準備。頂管機完成管道施工任務(wù)后，應把延伸軌道鋪設好，用主項液壓缸把旋轉挖掘系統推出作業(yè)面到基坑處停放好。拆卸前，一定要搭建工作平臺和防護欄桿，鋼殼兩側圓形坡上還需安裝踏板，以防工作人員從上面滑下來(lái)。
　　拆卸時(shí)，首先要把測量?jì)x器的接線(xiàn)和組裝的零件拆下來(lái)，然后拆除旋轉掘系統的總電纜和容易損壞的傳感器（如報警和測量定位傳感器等）。拆卸時(shí)一定要按電器拆裝規范進(jìn)行。在完成上述拆卸工作后，應將旋轉挖掘系統整體吊出基坑，拉運到檢修地點(diǎn)。
　　頂管機其他工作系統的拆裝，應當按照不同系統如：主頂系統、土輸送系統、注漿系統、電氣系統等的折裝要求進(jìn)行。
　　2、更換切削頭
　　旋轉挖掘系統在每次拆卸時(shí)；都要更換磨損嚴重超標的切削刀頭，并根據將要施工地層的土質(zhì)條件選擇切削刀頭的形狀、材質(zhì)，安排切削刀頭的布置方式。切削刀頭分為刀柄和刀尖2部分，刀柄的材質(zhì)多為經(jīng)過(guò)熱處理的中碳鋼，刀尖的材質(zhì)多為硬質(zhì)合金或工具鋼。
　　在切削刀盤(pán)上除裝設切削刀頭外，還在超出切削刀盤(pán)直徑的圓周方向設置了超挖刀、仿形刀等切削刀頭。采用超挖刀的目的是減少旋轉挖據系統外殼的磨損和提高操縱性，即減少頂管機的偏擺和推進(jìn)阻力。缺點(diǎn)是增加了背襯水泥砂漿的灌注量。
　　3、切削刀盤(pán)的維護修養
　　每次拆、裝旋轉挖掘系統時(shí)，都要檢查、保養、修理切肖刀盤(pán)的土砂密封件，并做好各部軸承的潤滑工作。為了防止土砂、泥水等侵入切削刀盤(pán)的軸承，在切削刀盤(pán)旋轉軸與座孔之間裝有數道士砂密封件及軸承潤滑裝置。土砂密封件的結構需要依據覆蓋層深度、地下水壓力、添加劑壓力、工期長(cháng)短、管道長(cháng)度、密封件安裝位置、密封層數及潤滑方式等因素確定。
　　4、切削刀盤(pán)的扭矩檢測
　　在對旋轉挖掘系統完成大修或技術(shù)改造后，要對切削刀盤(pán)扭矩進(jìn)行檢測。切削刀盤(pán)的扭矩要根據地質(zhì)條件以及旋轉挖掘系統型式、構造和直徑等因素確定。一般需要考慮以下幾種要素；切削土壤、礫石等的切削阻力矩；切削刀盤(pán)與土壤的摩擦阻力矩；土砂的攪拌、提升阻力矩；軸承摩擦阻力矩；密封摩擦阻力矩；減速機的機械摩擦、傳動(dòng)等阻力矩。
　　三、隧道救援應用
　　1、安裝
　?。?）后靠背及機架安裝。一般雙線(xiàn)隧道將后靠背底板定位后，用常規風(fēng)槍沿底板孔鉆φ42～46mm眼，用隧道錨桿錨固劑或植筋膠錨固精軋螺紋鋼。每塊底板錨固2~3個(gè)眼后，便可同步安裝機架；如果是單線(xiàn)隧道，則應從前往后依次將機架吊放到位，機架之間先不連接，最后吊裝后靠背。當后靠背每塊底板錨固2~3個(gè)眼后，用回位卷?yè)P機或倒鏈依次將機架牽引到位進(jìn)行調整連接。機架與后靠背連接時(shí)，楔形銷(xiāo)斜面應與連接銷(xiāo)銷(xiāo)孔斜面相對。
　?。?）頂進(jìn)機構安裝。頂進(jìn)機構可在地面組裝后整體吊裝在機架上。如果挖掘機較小或工作面狹窄無(wú)法整體吊裝，可依次吊裝頂環(huán)、后橫梁、千斤頂在機架上進(jìn)行拼裝。頂進(jìn)機構拼裝完成后，調節高度調節裝置，使千斤頂中心線(xiàn)與機架主梁中心線(xiàn)高度一致，插銷(xiāo)中心高度與插銷(xiāo)孔中心高度一致。
　?。?）連接泵站。液壓泵站采用變量雙泵雙回路設計，既可單泵工作互為備用，也可兩個(gè)泵同時(shí)工作，加快頂進(jìn)速度；液壓油管采用雙封閉快速插頭連接，應插接到位。后橫梁左右各有一套手動(dòng)控制閥，功能完全相同也互為備用。
　　2、頂進(jìn)實(shí)施
　?。?）放置鋼管底座。一般應在沿導向滑軌前、中、后最少放置3個(gè)鋼管底座，以便于鋼管連接和鋼管順利插入頂環(huán)。
　?。?）吊裝鋼管。用挖掘機從頂管機側面將第一節鋼管吊放于鋼管底座上，鋼管前端安裝管靴，尾端插入頂環(huán)。如果是單線(xiàn)隧道或頂管機側面沒(méi)有足夠空間，可將頂進(jìn)機構整體吊下放在一側，從后面采用蹺蹺板原理將鋼管前端翹起推入導向滑軌，最后再將頂進(jìn)機構就位。
　?。?）安裝壓管架。兩個(gè)壓管架分別安裝在機架前端和后端，后端壓管架讓出一個(gè)頂進(jìn)行程，每完成一個(gè)頂進(jìn)行程，后壓管架向前調整一個(gè)行程。
　?。?）頂進(jìn)、出渣。啟動(dòng)油泵開(kāi)始頂進(jìn)，邊頂邊出 渣。管內出渣可采用兩種方式：一是小車(chē)出渣。管內2～3人，1人掘進(jìn)、1～2人裝車(chē)，渣土車(chē)由管外人員拉出，小車(chē)兩端拴拉繩，雙向隨拉隨放；二是接力出渣。管內人員間隔0.6～1m，用木質(zhì)半圓刮板接力將渣土運至管外。出渣人員應根據體力情況隨時(shí)更換，以保證最快出渣速度。
　?。?）接管。當第一節鋼管頂進(jìn)至鋼管尾端距導向滑軌前端0.5m左右時(shí)停止頂進(jìn)，將頂進(jìn)機構拖回起位置，吊裝第二節鋼管，進(jìn)行頂進(jìn)。重復以上步驟，直至頂穿塌方體形成逃生通道。
　　四、槽壁坍塌
　　1、原因
　　槽壁的坍塌主要就是指槽段的內局部出現了孔壁坍塌的情況，導致了水位突然的出現了下降的情況，空口冒出了細密的水泡，出土量出現增加但是沒(méi)有進(jìn)尺，鉆機的負荷顯著(zhù)的出現了增加。
　　這種情況出現的原因主要有這以下幾點(diǎn)：第一點(diǎn)，在進(jìn)行鉆進(jìn)的過(guò)程當中遇到軟弱土層或者是流沙土層。第二點(diǎn)，在進(jìn)行鉆進(jìn)的時(shí)候對于護臂泥漿的選擇不恰當，導致泥漿的密度不夠，不能夠形成一道堅實(shí)并且可靠的護壁。第三點(diǎn)，地下水的水位比較高，泥漿的液面標高不足夠，或者是鉆孔當中出現了承壓水，這樣就會(huì )導致靜水的壓力降低。第四點(diǎn)，在松軟的砂層當中進(jìn)行鉆進(jìn)的時(shí)候，如果鉆進(jìn)的進(jìn)尺過(guò)快的話(huà)，或者是鉆機的回轉速度過(guò)快的話(huà)就會(huì )導致空轉的時(shí)間太長(cháng)，這樣會(huì )導致槽壁出現擾動(dòng)的情況。
　　2、措施
　　針對槽壁坍塌過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題，有以下幾點(diǎn)處理對策：第一點(diǎn)，如果說(shuō)我們在豎向節理的軟弱土層或者是在流沙層當中進(jìn)行鉆進(jìn)的話(huà)，應該采取比較慢的鉆進(jìn)速度進(jìn)行鉆進(jìn)。第二點(diǎn)，我們在進(jìn)行成槽的時(shí)候應該根據當地的土質(zhì)情況來(lái)確定合格的泥漿，并且需要通過(guò)實(shí)驗來(lái)進(jìn)行泥漿密度的確定，一般來(lái)說(shuō)泥漿的比重都不應該小于一點(diǎn)零五。第三點(diǎn)，可以將泥漿的密度進(jìn)行適當的加大，并且控制槽段之內的液面要高于當地的地下水水位0.5米以上。