盾構機掘進中刀具損壞的檢查與維修技術分析

陳海波

摘 要：近年來我國加大了基礎建設項目的投入力度，高鐵和地鐵等大規(guī)模隧道工程項目不斷增多。這就使盾構機這類大型機械設備的重要性突顯出來。盾構機作為一種用于隧道工程項目中掘進技術環(huán)節(jié)的專用工程機械設備，性能十分強大，能夠根據(jù)不同地質(zhì)條件進行隧道工程施工。但在盾構機掘進過程中當遇到一些硬巖地段時，極易造成刀具和刀盤的損壞，因此需要掌握換刀及刀盤修復技術。文中從盾構刀具選擇、掘進速度和刀具損耗對盾構施工的影響入手，分析了刀盤刀具的檢查和更換，并進一步對刀具維修的關鍵技術進行了具體的闡述。

關鍵詞：盾構機；刀具；損壞；檢查；更換；維修技術

前言

在隧道工程掘進過程中，盾構機以其遍效、安全和優(yōu)質(zhì)等優(yōu)點，使用越來越廣泛，但在具體掘進過程中盾構機會遇到各種復雜的地形，特別是底層具有較大的變化，因此需要根據(jù)地質(zhì)條件來選擇刀具，并進于刀盤的配置，這不僅有利于刀具的使用壽命，而且對工程的順利進行也具有非常重要的意義。

1 盾構刀具的選擇

盾構機刀具是確保掘進順利進行的重要部件，因此刀具選擇非常關鍵。在具體掘進施工過程中，通常會根據(jù)施工地形、地質(zhì)條件和地層巖石硬度來選擇適宜的刀具及破巖方式。而且在對刀具進行選擇時，需要深入調(diào)查刀具生產(chǎn)企業(yè)，并通過有效的對比，對于選擇的刀具需要做好檢驗工作，從而使其能夠更好的滿足施工的要求，確保掘進的速度。

2 盾構掘進速度和刀具損耗對盾構施工的影響

利用盾構機進行掘進作業(yè)過程中，對于復雜的地形作業(yè)時刀片極易受到不同程度的損壞，因此需要對刀具進行更換，從而使其保持正常的掘進速度。在對盾構機刀具進行更換時，需要明確以下幾點問題：

其一，在盾構機挖掘作業(yè)施工過程中，在對刀具進行更換之前，需要對巖層的具體情況進行有效勘察，確保盾構機的整體性能能夠滿足后續(xù)巖層的施工要求。其二，需要對刀具磨損程度進行判斷，計算其磨損數(shù)值，只有達到更換磨損數(shù)值時才能更換刀具。

3 刀盤刀具的檢查及更換

3.1 刀盤刀具的檢查

（1）刀盤檢查。需要對刀盤具體磨損程度、主軸承及密封油脂情況、刀盤面板和輻條支柱等進行仔細檢查，判斷其磨損度，軸承和油脂是否保持正常狀態(tài)，刀盤面板和輻條支柱是否存在縫隙等。

（2）刀具的檢驗。在對刀具進行檢驗過程中，需要對刀盤上所有刀具的堅實性和穩(wěn)定性進行檢查，并仔細檢查固定所用螺栓的緊固程度，檢查檔圈，避免其出現(xiàn)折斷和脫落情況。對于刀圈出現(xiàn)脫落的情況，需要檢查是否移動，使其保持良好的狀態(tài)。

（3）刀圈磨損量計量。當?shù)度]有出現(xiàn)損壞現(xiàn)象時，需要對刀圈的磨損量進行正確測量，以此來對刀具是否需要更換進行判斷，具體測量過程中需要采用特制的模板進行，以此來保證刀圈磨損量計量的準確度。

3.2 刀具更換的原則

利用盾構機進行掘進作業(yè)過程中，所使用的刀具需要適時進行更替，這樣在避免刀具非正常損耗的同時，還能夠有效的降低頻繁更換刀具造成的時間浪費，有利于盾構機工作效率的提升。在具體對刀具進行更換過程中，需要遵循合理、批量及迅速的原則。

3.3 刀具更換時刀盤轉(zhuǎn)角位置的確定

當盾構刀具發(fā)生損壞及故障必然要對其進行更換時，這種情況下，需要先對刀盤轉(zhuǎn)角所處位置進行確定，避免刀盤開口處與倉口相對，這樣進倉人員的安全得不到保障。準確定位刀盤的位置，這其中可以利用仿形刀的旋轉(zhuǎn)角度測量傳感器，確保刀盤定位的準確性，能夠有效避免人工定位時存在的誤差。

3.4 刀具更換程序

3.4.1 總體規(guī)劃

盾構機作業(yè)過程中，在對刀具及刀具配件計劃制定時，需要技術人員要對施工過程中特殊區(qū)段會對刀具帶來的破壞進行準確估計，及與相關人員進行溝通和協(xié)調(diào)，確保所制定的換刀計劃的科學性和合理性，同時還要對開倉地點進行確定，從而為刀具更換工作提供必要的條件。

3.4.2 設備物資供應

在對盾構刀具進行更換前，需要準備完整的設施與資料，當相關機具和資料都準備齊全后則需要快速對刀具進行更換。

3.4.3 人員培訓

換刀的快速性及順利性與換刀工人的技能具有直接的關系，因此需要加強對換刀人員工作技能的培訓，以此來確保換刀的速度和質(zhì)量，有效的縮短換刀時間，提高掘進的速度。

3.4.4 成立緊急救援小組

換刀過程中存在一定的危險，一旦操作失誤則會導致安全事故發(fā)生，因此在換刀開始之前，需要制定相關的緊急預案，并成立緊急救援小組，一旦有突發(fā)事故發(fā)生，則能夠有效的保證人員的安全。

3.4.5 開倉審批

開倉時需要進行詳細的論證，并經(jīng)相關人審批同意，需要將開倉責任落實到人，確保滿足開倉程序要求下才能順利進行開倉。

3.4.6 刀具更換

（1）刀盤清理。刀盤在使用一段時間需要對其進行清潔處理，在刀盤清理過程中，需要在低溫和有氧的條件下進行，在清洗時要對刀位部分給予特殊關注。（2）刀具拆除。對于沖洗干凈后的刀盤，需要采用大扭矩風動扳手拆下需要更換刀具的螺栓，將刀具運送到碴倉。利用割槍去掉螺栓和螺帽。在操作過程中，需要嚴格按照相關的安全操作規(guī)程進行施工，控制好割槍的氧氣和乙炔流量的開度，避免發(fā)生損毀刀具螺栓孔和刀座的情況。（3）刀具的組裝。組裝刀具時需要保持具有較好的清潔性，刀具各個部位都在保證沒有水珠，具有較好的干燥度，對于利用割除方法而對接觸面帶來損壞的情況，需要進行修復和打磨處理。

4 刀具維修的關鍵技術

4.1 刀圈的正確安裝

刀圈采用材料多為罕見的鋼種，具有較好的硬度及吸收變形的能力，耐磨損，材料中包含多種元素。在刀圈安裝過程中，需要刀圈內(nèi)徑要與刀體的具有較好的配合度，一般都以熱裝為主，即需要利用烤箱來加熱馬圈，當達到規(guī)定熱度要求時，將其套裝在刀體的正常位置處，從而完成刀圈的安裝工作。

4.2 軸承的檢查及預緊度的調(diào)整

盾構機刀具軸承能夠根據(jù)不同施工條件而采取不同的受力方向，通常以徑向受力的圓錐滾子軸承為主。一旦軸承出現(xiàn)問題，多與銹蝕及刀具密封性能有關。當軸承出現(xiàn)問題時，需要對刀具軸承的松緊度進行適度調(diào)整，使其能夠有效的滿足使用要求。

4.3 密封的安裝及氣密性的檢查

在對刀具進行密封安裝過程中，需要注意密封表面具有較好的光潔度，而且平面度也要符合標準的要求。在具體安裝開始之前，需要做好清潔和研磨工作。當?shù)毒呔S修工作結(jié)束后，需要檢查其氣密性，即需要將壓縮氣體注入到刀體內(nèi)，當在規(guī)定的期限內(nèi)能夠維持穩(wěn)定的氣壓，則表明達到合格的標準。

5 結(jié)束語

盾構機在當前隧道工程施工中應用十分廣泛，因此需要做好盾構機刀具的檢查和維修工作，確保以專業(yè)的操作技能來有效的提高盾構機刀具的檢修質(zhì)量，全面提高盾構機工作的效率和工作期間的安全性，為整體工程效益的提升奠定良好的基礎。

參考文獻

[1]何小娥.盾構機的刀盤和刀具[J].建設機械技術與管理，2010（5）.

[2]劉春光，劉晶，高偉賢.土壓平衡盾構機刀具布置原則解析[J].礦山機械，2010（3）.

[3]周馥隆，楊曉強，汪茂祥，等.把脈盾構法施工問題及應對策略[J].工程機械與維修，2011，4（4）.