地铁盾构设备状态故障与检测关键技术
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摘 要：这些年来，盾构在国内外隧道的工程里得到了一个较为广泛的应用。盾构机的研究越来越受到了人们的重视。其主要研究方向是盾构机关键设备的状态监测以及故障诊断。本文通过分析地铁盾构设备的状态故障及检测的意义，阐述了地铁盾构设备的状态故障及检测的关键技术，同时还探讨了地铁盾构设备的常见故障及检测案例。
关键词：地铁建设 盾构设备 状态故障 故障检测 隧道工程
中图分类号：U231.94 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）02（b）-0016-02
我国社会生产力和经济在快速地发展，使得我国的城市化在加快的发展中，城市的人口越来越多，交通的压力也在增大。为可以缓解城市交通的压力，可以充分地发挥出城市地下空间的潜力，地铁工程成为了这一矛盾的最佳平衡点。
1 盾构设备状态故障与检测的意义
盾构施工的设备在地铁施工里的不断应用引起了国内盾构施工研究人员的重视，并且还取得了一些较为显著的研究成果。以基于信息技术的各种工艺设计为主要的研究对象，我们可以在一定的程度上提高到信息技术的水平。盾构设备的内部结构比较复杂，设备的尺寸较大，故障的概率也在大大地提高，维修费用以及施工成本也在随之增加，降低了现场的施工效率。所以，非常有必要重点研究好屏蔽检测设备在工作状态下的失效概率。为可以预测到盾构设备可能出现的故障并迅速地解决，专业的工作人员一定要具备较强的维修经验和现代信息检测的技术。
2 盾构机状态监测及故障诊断的作用
隧道的施工已经成为了我国交通工程里面一个非常重要的因素。隧道施工的过程里使用的机械设备和安全盾构机相对的比较高，具有了较强的施工连续性，在我国地铁隧道的施工里面起到了非常重要的作用。地铁盾构的设备比较大，结构比较复杂，构件多，构件之间的连接比较紧密。如果其中一个部件出现了问题，会加重到整个防护罩的故障。如果施工的过程里面出现故障，会导致工程存在了安全隐患。为此，有必要定期检查好地铁盾构设备的状态，合理地诊断出故障的问题所在，发现问题，及时地改进和解决，预防问题，降低其成本，提高施工的效率，这样才可以提高整个工程的安全性能。
3 铁盾构施工的风险辨识及分析
3.1 工作井的施工阶段
盾构在施工之前，工人面临的风险主要包括了设备损坏风险、地面沉降风险、密封失效风险以及原材料质量等的不合格风险。涌水风险主要是因为地下连续墙的施工质量不符合有关的规范。具体都表现为工作人员在防渗墙领域的工作。因为施工的细节处理不好的话，沉淀物和两个现有的联合作业都关闭了。在水泥、砂条件好且难以控制的情况下，连续墙经常出现渗水出砂的现象，影响到了后续工作的进度。基坑底部隆起主要是因为基坑底部插入的深度不满足实际需要的时候，施工的工作人员没办法控制好施工质量或加固地基。基坑支护结构的强度不能满足实际的需求。在实际使用的过程里面，基坑支护结构的支护荷载小于实际荷载，导致了基坑支护稳定性下降，是基坑失稳的主要原因，另一个原因是因为安全工作没有及时地进行。
3.2 准备工作阶段
在施工的过程里面，工人需要使用一些辅助的设施。如果这些辅助设施的承载能力和利润分配存在的问题，设备本身会受到损坏，影响后续的工作。因为员工对盾构机的内部结构不够熟悉，在机械结构拼接的过程里面容易出现错误，或机械结构参数与原图纸设计和规划方案不一致，实际的工作不能够指导员工正确开展相关工作。辅助设施损坏的风险主要是因为安装基座承载力不足、安装过程中工作人员的过顶力或局部压力所导致的。基坑土体失稳的主要原因是土体加固的质量比较差。装配不到位的原因是员工对设备了解不够，不能严格按照相关的规范进行操作。装配的工作完成之后，装配结果没能够及时地进行评审，导致了装配的工作出现一些意想不到的错误，影响后续的工作。此外，还存在着一些设备意外损坏的风险，主要是因为未能协调好每项工作的一部分、网站的工作内容，导致了不同设备同时堆放在同一地点，影响到了工作的效率，非常容易造成设备的损坏，以防碰撞。
4 设备状态故障与检测关键技术
4.1 设计推理机
其主要功能是进一步明确综合协调控制的系统里面应该要选择到哪些适用的知识库，结合盾构设备故障的实际表现和相应的输入数据用户，结合实际的情况对系统的设备故障进行初步评估，然后进行通过推理，找出设备故障的真正原因，这样才可以达到故障检测的目的。地铁盾构设备的故障很容易受到一系列因素的影响。同时，很难确定到故障的性能以及原因。为此，在推理机的推理过程里面，设备应该要采取到有效的措施，这样才可以快速、高效地得到清晰、准确的结果。通过尽可能多的匹配冲突来解决设备故障的原因，从而可以明确到优先级，水平规则的匹配保证地铁盾构设备故障检测结果的针对性。
4.2 建立知识库
地铁盾构设备的故障检测需要相对丰富的知识储备，也需要工作人员充分地利用自身的知识储备。为此，非常有必要建立一个屏蔽设备故障检测的知识库。在地铁施工过程中盾构设备发生故障的时候，我们可以利用知识库的知识及时地了解到故障的原因，选择合适的解决方案。选择合适的方法检测地铁屏蔽设备的状态故障。为可以建立一个丰富的盾构设备故障检测知识库，检测人员一定要充分了解到知识库储备对盾构设备检测效率的影响。设计的知识比较复杂，相关设备的检测人员可以依据实际的需要进行一个适当的选择。此外，在地铁盾构设备检测的过程里面，检测人员应该选择一些较为科学合理的检测方法，这样才可以提高地铁盾构检测的效率，降低地铁盾构设备在运营中的故障概率。
4.3 基于实时参数的监控和故障诊断
在盾构机故障诊断的过程里面，可以利用到传感器的特性从多个来源采集实时信息，并依据采集到的信息建立一套实时诊断推理的机制，对盾构机的实时参数进行监测。在实时仿真和开关量异常的情况下，实时在线监测的系统会向用户提示异常信号，并发送给推理机进行推理。如果能直接得到最终失败的原因，则通过界面返回给用户，给出相应的解决方案，并依据推理路径做出相应的推理解释。如果异常的信号不是故障的最终原因，系统可以利用到基于综合隶属度的模糊推理机制进行一个推理和诊断，二者之间可以相互配合，直至找到最终的故障源。这种方法在很大的程度上保证了盾构机能够安全运行。
5 结语
地铁屏蔽设备的状态故障和检测工作的改进直接关系到地铁的安全可靠运行。由此可见，相关的工作人员一定要清楚地认识到地铁盾构設备的故障状态及检测的意义，全面分析出地铁盾构的故障状态及关键检测技术和设备，不断地学习和总结出相关的经验，积极推进到地铁盾构设备的安全中使其能够有序运行。
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