盾构机液压系统污染分析与防治

　　一、盾构机液压系统及其污染危害

　　盾构机的绝大部分工作机构主要由液压系统驱动来完成，液压系统可以说是盾构机的心脏，起着非常重要的作用。这些系统按其机构的工作性质可分为：盾构机液压推进及铰接系统、刀盘切割旋转液压系统、管片拼装机液压系统、管片小车及辅助液压系统、螺旋输送机液压系统、液压油主油箱及冷却过滤系统、同步注浆泵液压系统、超挖刀液压系统。以上8个系统除同步注浆泵液压系统在1号拖车、超挖刀液压系统在盾壳前体为两个独立的系统外，其余6个液压系统都共用一个油箱，并安装在2号拖车上组成一个液压泵站。有的系统还相互有联系。

　　盾构液压系统污染的危害：油液污染是引起盾构液压元件、系统故障的主要原因，其危害性主要表现在如下几个方面：（1）盾构液压泵等元件磨损加剧、烧伤甚至破坏，比例阀、换向阀等的动作失灵或者引起噪声；（2）污染物会堵塞液压元件的节流孔或节流缝隙，改变系统的工作性能，引起定位不准、动作失调甚至完全失灵；（3）颗粒污染会造成推进油缸等活塞杆与密封件的损坏，缸筒内表面的拉伤，造成推力不足、速度下降以及产生异常声响与振动；（4）引起滤网堵塞，液压泵吸油困难，回油不畅等，甚至造成滤网击穿，完全丧失过滤作用。（5）液压系统的频繁故障势必会造成盾构的经常性停机。在软土地层掘进施工时，盾构停机时如果措施不力还会造成盾构低头、整体下沉或偏离隧道设计轴线等，同时对隧道经过区域的地表变形控制产生不利影响。

　　二、盾构液压系统污染的形成原因

　　结合盾构施工不同阶段的特点和污染产生的机理，造成液压系统颗粒污染的主要环节可以分为如下几个方面：

　　（1）盾构机液压元器件制作、安装过程中清洁不彻底或防护措施不当，致使污染物潜伏在系统内部而造成的污染；

　　（2）掘进施工时盾构机液压系统运转中运动副表面磨损并不断加剧造成的生成性污染、液压系统呼吸过程中产生的吸入性污染和更换液压元器件和滤芯造成的装配性污染；

　　（3）盾构机拆解与组装不恰当施工造成的污染。

　　（4）盾构机大修保养时造成的污染。

　　当液压油受到污染，或未经过正确过滤而含有坚硬颗粒（金属碎屑、沙粒等）时，相对滑动的部件会发生磨蚀损耗。残留杂质在高流体流速下也会导致磨蚀。组件的气蚀可能改变物质的结构，从而引起疲劳损耗。泵轴会因液压流体受到水污染而加快损耗。长期不用和使用不当的液压油，会导致腐蚀性损耗。因潮湿而在滑动面产生的锈渍会使设备加速耗损。