地鐵盾構設備狀態故障與檢測關鍵技術

李志國

摘 ? 要：這些年來，盾構在國內外隧道的工程里得到了一個較為廣泛的應用。盾構機的研究越來越受到了人們的重視。其主要研究方向是盾構機關鍵設備的狀態監測以及故障診斷。本文通過分析地鐵盾構設備的狀態故障及檢測的意義，闡述了地鐵盾構設備的狀態故障及檢測的關鍵技術，同時還探討了地鐵盾構設備的常見故障及檢測案例。

關鍵詞：地鐵建設 ?盾構設備 ?狀態故障 ?故障檢測 ?隧道工程

中圖分類號：U231.94 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）02（b）-0016-02

我國社會生產力和經濟在快速地發展，使得我國的城市化在加快的發展中，城市的人口越來越多，交通的壓力也在增大。為可以緩解城市交通的壓力，可以充分地發揮出城市地下空間的潛力，地鐵工程成為了這一矛盾的最佳平衡點。

1 ?盾構設備狀態故障與檢測的意義

盾構施工的設備在地鐵施工里的不斷應用引起了國內盾構施工研究人員的重視，并且還取得了一些較為顯著的研究成果。以基于信息技術的各種工藝設計為主要的研究對象，我們可以在一定的程度上提高到信息技術的水平。盾構設備的內部結構比較復雜，設備的尺寸較大，故障的概率也在大大地提高，維修費用以及施工成本也在隨之增加，降低了現場的施工效率。所以，非常有必要重點研究好屏蔽檢測設備在工作狀態下的失效概率。為可以預測到盾構設備可能出現的故障并迅速地解決，專業的工作人員一定要具備較強的維修經驗和現代信息檢測的技術。

2 ?盾構機狀態監測及故障診斷的作用

隧道的施工已經成為了我國交通工程里面一個非常重要的因素。隧道施工的過程里使用的機械設備和安全盾構機相對的比較高，具有了較強的施工連續性，在我國地鐵隧道的施工里面起到了非常重要的作用。地鐵盾構的設備比較大，結構比較復雜，構件多，構件之間的連接比較緊密。如果其中一個部件出現了問題，會加重到整個防護罩的故障。如果施工的過程里面出現故障，會導致工程存在了安全隱患。為此，有必要定期檢查好地鐵盾構設備的狀態，合理地診斷出故障的問題所在，發現問題，及時地改進和解決，預防問題，降低其成本，提高施工的效率，這樣才可以提高整個工程的安全性能。

3 ?鐵盾構施工的風險辨識及分析

3.1 工作井的施工階段

盾構在施工之前，工人面臨的風險主要包括了設備損壞風險、地面沉降風險、密封失效風險以及原材料質量等的不合格風險。涌水風險主要是因為地下連續墻的施工質量不符合有關的規范。具體都表現為工作人員在防滲墻領域的工作。因為施工的細節處理不好的話，沉淀物和兩個現有的聯合作業都關閉了。在水泥、砂條件好且難以控制的情況下，連續墻經常出現滲水出砂的現象，影響到了后續工作的進度。基坑底部隆起主要是因為基坑底部插入的深度不滿足實際需要的時候，施工的工作人員沒辦法控制好施工質量或加固地基。基坑支護結構的強度不能滿足實際的需求。在實際使用的過程里面，基坑支護結構的支護荷載小于實際荷載，導致了基坑支護穩定性下降，是基坑失穩的主要原因，另一個原因是因為安全工作沒有及時地進行。

3.2 準備工作階段

在施工的過程里面，工人需要使用一些輔助的設施。如果這些輔助設施的承載能力和利潤分配存在的問題，設備本身會受到損壞，影響后續的工作。因為員工對盾構機的內部結構不夠熟悉，在機械結構拼接的過程里面容易出現錯誤，或機械結構參數與原圖紙設計和規劃方案不一致，實際的工作不能夠指導員工正確開展相關工作。輔助設施損壞的風險主要是因為安裝基座承載力不足、安裝過程中工作人員的過頂力或局部壓力所導致的。基坑土體失穩的主要原因是土體加固的質量比較差。裝配不到位的原因是員工對設備了解不夠，不能嚴格按照相關的規范進行操作。裝配的工作完成之后，裝配結果沒能夠及時地進行評審，導致了裝配的工作出現一些意想不到的錯誤，影響后續的工作。此外，還存在著一些設備意外損壞的風險，主要是因為未能協調好每項工作的一部分、網站的工作內容，導致了不同設備同時堆放在同一地點，影響到了工作的效率，非常容易造成設備的損壞，以防碰撞。

4 ?設備狀態故障與檢測關鍵技術

4.1 設計推理機

其主要功能是進一步明確綜合協調控制的系統里面應該要選擇到哪些適用的知識庫，結合盾構設備故障的實際表現和相應的輸入數據用戶，結合實際的情況對系統的設備故障進行初步評估，然后進行通過推理，找出設備故障的真正原因，這樣才可以達到故障檢測的目的。地鐵盾構設備的故障很容易受到一系列因素的影響。同時，很難確定到故障的性能以及原因。為此，在推理機的推理過程里面，設備應該要采取到有效的措施，這樣才可以快速、高效地得到清晰、準確的結果。通過盡可能多的匹配沖突來解決設備故障的原因，從而可以明確到優先級，水平規則的匹配保證地鐵盾構設備故障檢測結果的針對性。

4.2 建立知識庫

地鐵盾構設備的故障檢測需要相對豐富的知識儲備，也需要工作人員充分地利用自身的知識儲備。為此，非常有必要建立一個屏蔽設備故障檢測的知識庫。在地鐵施工過程中盾構設備發生故障的時候，我們可以利用知識庫的知識及時地了解到故障的原因，選擇合適的解決方案。選擇合適的方法檢測地鐵屏蔽設備的狀態故障。為可以建立一個豐富的盾構設備故障檢測知識庫，檢測人員一定要充分了解到知識庫儲備對盾構設備檢測效率的影響。設計的知識比較復雜，相關設備的檢測人員可以依據實際的需要進行一個適當的選擇。此外，在地鐵盾構設備檢測的過程里面，檢測人員應該選擇一些較為科學合理的檢測方法，這樣才可以提高地鐵盾構檢測的效率，降低地鐵盾構設備在運營中的故障概率。

4.3 基于實時參數的監控和故障診斷

在盾構機故障診斷的過程里面，可以利用到傳感器的特性從多個來源采集實時信息，并依據采集到的信息建立一套實時診斷推理的機制，對盾構機的實時參數進行監測。在實時仿真和開關量異常的情況下，實時在線監測的系統會向用戶提示異常信號，并發送給推理機進行推理。如果能直接得到最終失敗的原因，則通過界面返回給用戶，給出相應的解決方案，并依據推理路徑做出相應的推理解釋。如果異常的信號不是故障的最終原因，系統可以利用到基于綜合隸屬度的模糊推理機制進行一個推理和診斷，二者之間可以相互配合，直至找到最終的故障源。這種方法在很大的程度上保證了盾構機能夠安全運行。

5 ?結語

地鐵屏蔽設備的狀態故障和檢測工作的改進直接關系到地鐵的安全可靠運行。由此可見，相關的工作人員一定要清楚地認識到地鐵盾構設備的故障狀態及檢測的意義，全面分析出地鐵盾構的故障狀態及關鍵檢測技術和設備，不斷地學習和總結出相關的經驗，積極推進到地鐵盾構設備的安全中使其能夠有序運行。

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