亮，郭建明，宋俊岭，刘强，梁肖然

（河北冀科工程项目管理有限公司)

摘　要：为解决全断面砂层 ZTE6250 土压盾构螺旋输送机应急处理及改造问题，文章以石家庄市轨道交通 1 号线二期工程福泽站至东上泽站区间盾构施工为依托，结合土压盾构机在全断面砂层施工特点，对采用中驱周边驱动的螺旋输送机减速机故障原因进行了分析，并总结了应急处理措施及改造方法，以期为类似盾构机在相似工程施工提供参考。

随着我国经济的不断发展，大量基础设施建设应运而生。基建过程中有大量隧道需要建设，盾构机因具有受环境限制小、高功效、自动化程度高等优点在隧道施工过程中得到了广泛应用。其中，土压平衡盾构机因其的优势，成为工程项目中应用的重点。

螺旋输送机作为土压平衡盾构机中关键的核心组成部分，具有技术复杂、价值高等特点；其性能的好坏直接影响盾构机掘进施工的安全性及作业效率，在掘进施工中维持掌子面稳定、控制地表沉降方面有不可替代的作用。深入研究螺旋输送机的工作原理及合理的设计方案，对我国基础设施建设具有重要意义。 

1　工程概况 

石家庄市轨道交通 1 号线二期工程是地铁 1 号线北延部分，工程起于洨河大道站，止于正定新区北端东洋站，沿秦岭大街和新城大道敷设，线路全长约 13.246km。福泽站～东上泽站盾构区间下穿老旧城区东上泽村，区间房屋较为密集， 多为 1 ～ 2 层房屋，房屋为砖混结构，基础较浅。隧道所处地层主要为粉细砂、中粗砂，采用的盾构机为中国铁建重工集团有限公司生产的 ZTE6250 土压平衡盾构机。

2　螺旋输送机概况 

该项目盾构螺旋输送机采用中驱周边驱动的轴式螺旋输送方式出渣，螺旋轴中部固定，两端浮动支撑；驱动轴前后两侧各设 3 道唇形密封保护轴承，通过前后各 6 个孔注入 3 道密封油脂（EP2），盾构螺旋输送机驱动原理图如图 1 所示。在筒体上设有 3 个检修门，必要时可以打开检修门清理被卡在螺旋叶片间的碴土。螺旋机筒体上布置有 2 个注入口，以便盾构在砂层中掘进时，可通过这些孔注入膨润土或泡沫改善碴土的流塑性，减小摩擦阻力，降低螺旋输送机阻力和磨损。螺旋输送机参数详如表 1 所示。

3　螺旋输送机故障及原因分析 

3.1 螺旋输送机故障 

盾构机在掘进至 305 环时，盾构维保人员发现减速机内部有异响，而且机体发热，进而形成螺旋机运转不畅的现象。打开检查孔，发现螺旋机内部有油泥，判断是因为减速机密封失效，随后停机。打开螺旋输送机减速机齿轮油箱，发现密封已严重磨损，有泥沙流入减速机内部，造成减速机运转不畅，且减速机齿轮有损坏。 

3.2 螺旋输送机故障原因分析 

通过对盾构机下井前的维修保养情况、螺旋输送机工作原理、螺旋输送机故障的实际情况、对螺旋输送机相关部位的检查及相关施工经验进行分析，得出可能造成螺旋输送机减速机故障的四个原因。

（1）螺旋输送机组装不到位。盾构下井前，盾构机随机维保人员对螺旋输送机进行了拆卸维保；由于螺旋输送机技术复杂、专业性强，随机维保人员在组装过程中可能存在些许偏差。 

（2）螺旋输送机为中驱周边驱动模式。驱动轴叶片末端焊接在回转体上，减速机通过带动回转体驱动螺旋轴，回转体与筒体之间通过唇形密封圈密封；唇形密封圈在筒体的最外周，摩擦长度大，在螺旋输送机长期运转过程中，容易造成过度磨损。 

（3）螺杆变形。在上个区间隧道掘进过程中，螺杆出现过断裂事故，在该区间盾构下井前对螺杆进行的重新焊接， 有可能出现螺杆中心不直，变形现象。回转体实际运转过程中不能使螺旋轴处于悬臂状态，造成唇形密封与腔体间隙变大，使齿轮油从唇形密封间隙流失，泥沙流入减速机腔体内。 

（4）密封油脂（EP2）注入量不足。此区间采用的螺旋输送机驱动设备前后密封腔共 12 个油脂注入孔，通过多点泵根据设计压力均匀注入进行密封。在盾构掘进过程中，螺旋机内部的水土压力值大于设计值，致使泥沙、水进行减速机内部，并对唇形密封造成了不可逆转?磨损，进而形成了减速机内部与筒体间的通道。

4　螺旋输送机应急处理 

该区间上方房屋较为密集，且螺旋机故障所在处正上方为民居房