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節的專用工程機械設備，性能十分強大，能夠根據不同地質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、安全和優質等優點，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，因此需要根據地質條件來選擇刀具，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，通常會根據施工地形、地質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，需要深入調查刀具生產企業，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過程中，對于復雜的地形作業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，計算其磨損數值，只有達到更換磨損數值時才能更換刀具。

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，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，避免其出現折斷和脫落情況。對于刀圈出現脫落的情況，需要檢查是否移動，使其保持良好的狀態。

（3）刀圈磨損量計量。當刀圈沒有出現損壞現象時，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 刀具更換時刀盤轉角位置的確定

當盾構刀具發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 總體規劃

盾構機作業過程中，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調，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，一旦有突發事故發生，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程進行施工，控制好割槍的氧氣和乙炔流量的開度，避免發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整

盾構機刀具軸承能夠根據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。一旦軸承出現問題，多與銹蝕及刀具密封性能有關。當軸承出現問題時，需要對刀具軸承的松緊度進行適度調整，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。當刀具維修工作結束后，需要檢查其氣密性，即需要將壓縮氣體注入到刀體內，當在規定的期限內能夠維持穩定的氣壓，則表明達到合格的標準。

5 結束語

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，確保以專業的操作技能來有效的提高盾構機刀具的檢修質量，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

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