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浅谈敞开式硬岩隧道掘进机锚杆钻机电气系统故障刘豪杰

在TBM施工过程中，锚杆钻机占据至关重要一环，掘进过程中主要完成同步钻孔，辅助完

成围岩加固、钢筋网片固定等作业，是隧道前期支护工作的重要工具。由于锚杆钻机使用频

繁，经常发生故障，如何快速的处理锚杆钻机电气故障、避免停机维修，对于提高掘进效率

起着重要作用。

新疆某隧道施工项目所使用的两台液压凿岩机，型号为AtlasCOP1838HD+，两台锚杆钻分

别安装在掘进机主梁一段的左右两侧。该锚杆钻机共分为钻机机头，推进梁，弧形轨道，钻

机泵站四个部分。钻机泵站为独立泵站，安装在一号拖车右下平台处，装机功率2*55KW，

此外还配备一台离心水泵和一台空气压缩机。泵站前部为厂家设计的星三角启动控制柜，可

控制左右钻机的独立运行。钻机电气部分由TBM上的西门子S7-300PLC和钻机泵站控制柜组

成（图1、图2、图3）。

图1

图2

图3

2.锚杆钻机电气常见故障及处理措施

钻机的启动方式为星三角启动，控制线路比较复杂，元器件较多，由于主机及设备桥区域掘

进时震动较大，环境较为恶略，所以把泵站及控制柜安装在1#拖车右下部，减小对电气系统

的伤害。

2.1电气元件故障及处理措施

（1）继电器故障

在钻机正常打钻过程中，出现系统多次跳停故障，停机检查，没有发现问题所在，在掘进过

程打钻时蹲守控制钻机泵站启停的控制柜，发现由于掘进过程中震动较大，造成控制钻机泵

站启停的中间继电器触点接触不良，从而致使泵站电机频繁启停，影响正常掘进。随后将控

制箱从钻机操作平台后移至设备桥左前MCC柜（主控制柜）旁，并对控制箱做防震处理，至

此钻机泵站跳停故障消除。

（2）传感器故障

钻机限位开关故障。掘进机在一个循环掘进结束之后要进行换步，换步之前必须要把锚杆钻

机平台后退到限定位置，有时候已经后退到限定位置还不能进行换步，查找发现上位机限位

指示点亮红灯，表明限位传感器有问题。钻机操作平台处环境恶略，经常有落石、渗水，震

动较大，对传感器造成很大影响。处理措施：①在传感器上部加焊挡板防止落石渗水对其损

害，在传感器固定底座上加垫防震胶垫减少震动对传感器的影响。②用金属物体接近传感器，

然后万用表的通断功能测接近开关是否有信号输出。

钻机压力开关故障。在正常打钻过程中多次出现卡钻杆现象，为了不影响掘进只能用割枪割

断钻杆。这种情况在围岩坍塌处打锁紧锚杆时出现较多，经过观察发现发现钻机防卡功能失

效，确认钻机液压系统没问题后对钻机电气系统进行排查，发现控制钻机旋转的压力开在旋

转控制回路压力超过设定值时没有动作，更换压力开关后故障消除。

（3）电磁阀故障

钻机偶尔会平台无法前后移动、大臂无摆动现象，影响钻孔作业，当误掘进。最直观的检查

方法就是观察电磁阀插头指示灯是否随动随亮，从而判定问题的来源。钻孔作业时电磁阀线

圈温度较高，需要良好的通风散热，但经常有落渣覆盖电磁阀阀组影响阀组正常运行，平时

需要经常检查阀组，做好防水防渣防震动处理，定期检查插头接线是否松动，检测电磁阀线

圈电阻，对阻值变化超过允许值的线圈及时更换。

2.2控制电缆故障及处理措施

钻机控制电缆包括两部分，一根为控制钻机机头动作的12芯1.5平方电缆，另一根为控制

钻机平台和推进梁动作的24芯1.5平方电缆。在钻孔过程中多次出现钻机无动作，或者动作

异常，检查发现控制钻机机头动作的接线盒控制线频繁断线。此接线盒里面的接线排用的是

钻机厂家配备的弹簧式接线端子，控制电缆本身较细，加之在掘进过程中震动较大，此接线

端子排极易夹断电缆，将厂家配备的弹簧式接线端子更换为轨道式接线端子后故障消除。

敞开式硬岩隧道掘进机的主机部分是整台掘进机上环境最为恶劣，控制线路最为密集的地方。

掘进过程中主机部分温度高、振动大，经常有落石和渗水，这些问题都影响着电气控制线路

的正常运行，只有平时定期维护检查，发现问题及时处理，将问题消除在萌芽状态，这样才

能确保设备的正常运行。

2.3无线控制系统故障及处理措施。

该项目锚杆钻机用的是德国HBCFST727工业无线遥控系统，由无线遥控器，无线接收器及

其电源及通讯线路组成。掘进打钻过

程中偶有遥控器无线连接连接不上问题发生，出现此类问题（1）检查遥控器电池电压和接

收器电源，遥控器电池电压为DC24V，接收器电源电压为AC220V（2）开启遥控器，长按启

动按钮2-3秒进行无线连接，遥控器与接收器连接正常时遥控器启动指示灯绿灯闪烁，接收

器工作指示灯绿灯常亮，信号1路指示灯绿