盾构机刀盘磨损的修复工艺探讨

发表时间：2019-05-05T14:49:53.310Z 来源：《基层建设》2019年第4期作者：刘晓林

[导读] 摘要：在我国经济建设飞速发展的现阶段，基建工程在数量与规模方面均有所增长，所以不可避免的会用到机械化盾构机来开展相关建设活动。

广州轨道交通建设监理有限公司广东省广州市 510000

摘要：在我国经济建设飞速发展的现阶段，基建工程在数量与规模方面均有所增长，所以不可避免的会用到机械化盾构机来开展相关建设活动。在机械化盾构机当中，刀盘作为掘削机构在其中有着重要作用，例如，开挖地层、保持开挖面的稳定等，同时也因此需要承载较大的载荷与力矩，所以也因此容易出现磨损情况，导致工程建设的施工效率受到影响。所以，本文重点分析盾构机刀盘磨损的修复工艺。

关键词：盾构机；刀盘；磨损；修复工艺

引言：在隧道施工期间，需要使用盾构机来完成土体的开挖以及渣土的排运等工作，确保隧道施工可以快速的完成。现阶段，随着现代科学技术的不断进步，机械化盾构机在相关隧道工程中得到了广泛的应用，并且应用效果十分显著。在机械化盾构机工作期间，当中的刀盘由于长期要在较为恶劣的环境下工作，所以会因此导致刀盘出现不同程度的磨损，对工程的开展造成影响，所以要求施工单位可以尽快的完成磨损刀盘的修复，确保工程可以顺利开展。

一、工程实例

在某工程中，盾构机的刀具与刀盘在施工过程中出现严重的磨损，具体为：对于刀盘来讲，在其中心区域以及辐条均出现显著的磨损，同时，刀箱与四把双联中心滚到均出现了掉落，还有8把正面滚刀以及6把切刀也同样出现了程度不等的磨损。所以为了保证工程可以的开展，需要对竖井中的刀盘予以及时修复。

二、刀盘修复工艺

胃由于刀盘磨损较为严重，修复工作量较大，且刀盘修复后仍需穿过长30m的上软下硬地层掘进施工，对刀盘修复质量要求较高，因此在刀盘修复前应认真熟悉图纸和施工现场，根据施工方案做好施工准备，并制定刀盘修复方案。刀盘修复过程如下所述。

1、准备修复材料

刀盘材料的材质为Q345B，所以为了确保刀盘在修复之后可以继续稳定使用，所以在修复过程中所选择的材质与之前保持一致。此外，测量刀盘主梁厚度为80mm，所以需要根据测量后的规格尺寸来现场实施切割，刀座与刀箱均为原厂提供。

2、磨损区域的处理

滚刀刀箱、加强筋板以及中心刀盘等磨损区域均要刨除干净，随后用打磨或者火焰切割等方式进一步修整磨损后的刀梁，并要将刀梁焊接表面的金属光泽打磨出来。另外，鉴于刀盘工作环境有着一定湿度，打磨后的表面会因此生锈，所以焊接工作要抓紧时间进行。

3、选择焊接工艺

为了进一步提高修复质量，焊接工艺的选择需与原厂刀盘生产制造时保持一致，同时选用富有经验的焊接工程师来进行焊接作用。此外，在焊接前，要做好焊接区域的预热工作，并要在焊接完成后进行消除应力热处理，以确保焊接质量与焊接位置强度与原厂刀盘保持一致。

4、刀盘主梁的修复

将刀盘主梁打磨后，要对其各部位的规格尺寸予以测量，随后根据测量结果来确定下料的最终尺寸。随后，将旧刀梁与新刀梁进行对接，检查对接是否存在问题，并将台阶予以打磨。另外，选择一定规格尺寸的钢管作为刀梁之间的抵抗变形的筋板。在开始焊接前，将原刀梁与新刀梁之间的焊缝进行加热，待加热至120℃后方可开始焊接。在焊接时，需采用多层多道焊接法，焊接后还应对焊接区域进行保温处理，并用振动法将应力消除。

5、修复滚刀刀箱和切刀刀座

通常来讲，刀盘修复后的硬岩掘进能力与滚刀高度有着直接联系。其中，如果修复空间有限，难以对滚刀刀箱进行定位，则为了保证修复质量，需要测量未掉落的滚刀刀箱，并将其与图纸加以比对。在将变形量的范围确定后，可按照已安装的滚刀刀箱来定位新滚刀刀箱的位置，并保证新滚刀刀箱与之前刀箱位置处于同一水平面中。随后，待完成定位后，完成拼接点的焊接作业。同理，切刀刀座的修复与滚刀刀座修复流程一致，并在刀座修复后可重新安装切刀与滚刀。

6、修复刀盘喷口

鉴于刀盘中心区域磨损严重，导致两路刀盘喷口均无法继续使用。同时，由于原刀盘喷口位于刀盘面板内部，所以现场焊接、加工有一定难度，需要对其结构形式予以一定更改。将保护钢板设置在喷口位置，并将耐磨网格焊接在喷口位置，用一定规格的钢板保护当中管路，保证掘进作业可以顺利开展。

三、盾构机刀盘磨损修复后的注意事项

由于需要对刀盘开展修复工作，所以导致该实例工程的施工周期受到了延误，所以为了确保余下的工程可以顺利开展，需要在今后使用盾构机时注意以下事项：（1）时刻观察掘进参数。在开展掘进过程中，盾构机的刀盘扭矩、掘进速度以及推力等需要施工人员予以随时查验，如发现问题，要及时对刀盘的工作情况进行检查，并对问题出现原因加以分析。（2）注意检查刀盘、刀具的磨损情况。在掘进过程中，作业人员要对刀盘、刀具的磨损情况进行查看，及时更换存在磨损情况的刀具、刀盘，防止损失扩大化。（3）对刀具更换的质量予以注意。在更换刀具过程中，刀具的安装面要保持干燥、洁净，同时也要对紧固件的定位、安装精度等予以注意。（4）做好不同地层的渣土改良工作。比如，当施工现场的地下水含量出现变化后，施工单位则要对渣土予以及时的改良，避免刀具、刀盘出现过大的磨损。

四、预防盾构机刀盘磨损的措施

为了保证今后不再出现因为盾构机刀盘磨损而导致施工周期延误，从而引发严重的经济损失，需要施工单位对盾构机刀具磨损的预防措施加以关注。

1、刀具磨损检测技术的应用

刀圈磨损是刀具磨损最为主要的失效形式，所以为了更加准确的判断刀具磨损的严重程度，监控刀盘、刀具的工作情况，施工单位需

盾构常压换刀方案备课讲稿

目录一、编制目的和原则 (1) 二、编制依据 (1) 三、工程概况 (1) 四、开仓刀具检查前准备工作和作业时通风 (1) 4.1开仓前的准备工作 (1) 4.2开仓作业时仓内通风 (4) 五、开仓刀具检查 (5) 5.1刀具、刀盘检查作业 (5) 5.2换刀、刀盘修复作业 (7) 5.3刀具维修作业 (8) 六、施工监测 (8) 七、施工注意事项 (9)

常压换刀方案一、编制目的和原则 1、指导盾构施工中的开仓换刀作业工作； 2、保证作业人员、作业环境的安全； 3、保证开仓换刀工作的安全、有序、快速进行。二、编制依据 1、《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299-1999。 2、《工作场所有害因素职业接触限值化学有害因素》。 3、《盾构施工常压开仓作业人安全管理规定的通知》穗铁建总质安【2009】894号。 4、广州轨道交通六号线天天盾构区间详勘报告。 5、广州轨道交通六号线天天盾构区间施工图。三、工程概况本工程为广州市轨道交通六号线盾构7标段，共有2个区间，主要包含【天平架～燕塘】和【燕塘～天河客运站】两个盾构区间及位于广州市洒水车队的盾构始发井兼中间风井三个单位工程。线路走向为从天河区天平架站出发，向东下穿天平架农贸市场、沙河涌、水果批发市场、奥斯卡技能学校，横穿兴华直街到达燕塘站，过燕塘站，沿燕岭路往东穿燕岭路，220千伏麒麟天河送电工程7号、5号、4号电缆工作井、北环高速A、B匝道、银河园、到达广州市洒水车队中间风井。【天平架站～燕塘站～天河客运站】盾构区间隧道洞身主要位于<5H－2>、<6H>地层中，局部范围隧道洞身中下部穿越<7H>、<8H>、<9H>地层，出现硬岩、上软下硬、软硬不均等不良地质情况，对盾构施工影响很大。因此在地层条件较好，地下水较少，掌子面比较稳定时采取常压换刀，反之则采用压气换刀。四、开仓刀具检查前准备工作和作业时通风 4.1开仓前的准备工作开仓流程如图4.1-1所示。 1、开仓位置的确定根据左右线地质情况，确定开仓检查换刀位置如下表所示：

盾构机刀具刀盘配置对扭矩、刀头磨损及掘进速度的影响

盾构机刀具刀盘配置对扭矩、刀头磨损及掘进速度的影响摘要:土压平衡式盾构机的刀盘具有切削、支撑、搅拌、土体改良等功能，因此在控制掘进效率、保持开挖面的稳定等方面起着决定性的作用。盾构选型时必须结合地层的特殊性和通用性来确定刀盘型式、刀具的布置形式以及他们之间的组合方式。刀盘结构的改造是为充分发挥不同地层条件下辐条式刀盘和面板式刀盘的独特优势，实现两者间的转换。将面板式刀盘的六块面板的装配形式改为栓接加焊接的形式。刀具布置形式优化是根据刀具的作用和运动轨迹对刀具的位置、形状进行合理的优化布置，增强刀具的切削能力、降低土体对刀具磨损进而达到保护刀盘本体，为盾构长距离掘进提供保障。关键词:辐条式刀盘;面板式刀盘;刀盘结构设计;刀具布置形式

前言伴随着我国城市化进程的加快，城市建设快速发展，城市规模不断加大，城市交通呈急剧增长的态势，21世纪将是中国城市轨道交通的新纪元，经济发展将会伴随更大的都市化，地铁交通的建设将促使城市的发展，甚至成为一个急迫的任务。盾构机在隧道施工中，通过刀盘刀具对前方土体进行切削，刀具与土体的适应程度至关重要。盾构是集液、电、气于一体的大型机械化专用施工设备，目前应用最广泛的是闭胸式盾构，主要分为泥水式和土压平衡式。土压平衡式盾构机在复杂多变的地质条件下，其刀盘的结构型式、刀盘的支撑形式、刀具的选型、刀具的布置将直接影响到设备掘进的效果。刀盘刀具于前方土体不适应，将使盾构掘进非常缓慢甚至寸步难行，直接影响到盾构机的工作效率、工程进展及工程的经济效益。由于刀具是易损件，消耗量大，如果只是依靠进口刀具不仅供货期长，而且成本高，所以使用国产刀具势在必行。在掌握盾构刀具切削机理和深刻认识刀具磨损相关因素的基础上，针对不同的施工地质进行刀盘刀具的选择、刀具的布置等盾构掘进设备最关键、最核心的问题，进而实现盾构机的国产化就显得尤为必要。 1 刀盘的布置针对不同的地层情况以及设备等情况，盾构的刀盘形式有很多，其主要功能为以下儿点：（1）切削功能:刀盘旋转时，通过布置在刀盘上各种形式的刀具切削土体，并将切削下来的土体刮到土仓。（2）支撑功能:依靠辐条及辐条之问的面板起到支撑掌了面土体的作用。（3）搅拌功能:通过刀盘的旋转及搅拌棒的配合作用，使土体与膨润土、泡沫等充分混合，以改善土体的和易性、可塑性，增强土体的流动性，便于出渣，提高掘进工作效率。（4）控制出渣粒径:通过刀盘结构形式及刀盘开口率控制进入土仓内土体的粒径。

刀盘维修方案

深圳地铁一期工程西延线25标段盾构工程（华侨城~世界之窗）盾构机检修施工组织设计制定：审核：批准：中铁十六局深圳盾构项目经理部 2003年4月8日

目录 1工程概况 2与工程相关的周围环境概况 3施工部署 4 施工进度计划 5 施工方案 6 资源配置计划 7 工程安全文明施工和保证措施 8工程施工质量及工期保证措施 9第７标段与２５标段地质条件对比及刀盘的补充说明 10附件１：盾构机调试前未检查部分及检查部分一览表 11 附件２：盾构机调试技术规格 2

1.工程概况 1.1盾构机简介我们在深圳地铁一期工程第七标段华强—岗厦区间隧道掘进中使用的盾构机是采用德国海瑞克公司制造的两台土压平衡式盾构机，该机具有适应不同地层、功率大、掘进效率高等优点。盾构机直径6.28m，全长65m，其中主体8.5m，后配套设备长56.5m。该机配备了机电一体化的液压驱动系统，泡沫发生系统和目前世界上最先进的PLC自动控制系统及SLS-T隧道激光导向系统。盾构机最大推进速度可达8cm/min。 1.2盾构机使用情况在深圳地铁一期工程第七标段华强—岗厦区间隧道掘进中，S206和S207两台盾构机分别完成了1700米的掘进，盾构机在完成掘进出洞时，各系统的性能均正常，未见损坏情况，只是S207号盾构机的刀盘有所磨损，关于盾构机刀盘的维修施工组织设计，我们已经制定了了单独的《盾构机刀盘维修施工组织设计》。 1.3工程的任务该工程的主要任务就是检修盾构机，检修后的盾构机在西延线25标段的地铁隧道工程掘进中使用。 2.与工程相关的周围环境概况检修盾构机的场地就在福田区福华立交桥北侧的中间井工地，由于场地是露天的，为了防雨，我们购买了足够的雨布，在所有的 3

盾构机刀盘磨损的修复工艺探讨

盾构机刀盘磨损的修复工艺探讨摘要：在我国经济建设飞速发展的现阶段，基建工程在数量与规模方面均有所增长，所以不可避免的会用到机械化盾构机来开展相关建设活动。在机械化盾构机当中，刀盘作为掘削机构在其中有着重要作用，例如，开挖地层、保持开挖面的稳定等，同时也因此需要承载较大的载荷与力矩，所以也因此容易出现磨损情况，导致工程建设的施工效率受到影响。所以，本文重点分析盾构机刀盘磨损的修复工艺。关键词：盾构机；刀盘；磨损；修复工艺引言：在隧道施工期间，需要使用盾构机来完成土体的开挖以及渣土的排运等工作，确保隧道施工可以快速的完成。现阶段，随着现代科学技术的不断进步，机械化盾构机在相关隧道工程中得到了广泛的应用，并且应用效果十分显著。在机械化盾构机工作期间，当中的刀盘由于长期要在较为恶劣的环境下工作，所以会因此导致刀盘出现不同程度的磨损，对工程的开展造成影响，所以要求施工单位可以尽快的完成磨损刀盘的修复，确保工程可以顺利开展。一、工程实例在某工程中，盾构机的刀具与刀盘在施工过程中出现严重的磨损，具体为：对于刀盘来讲，在其中心区域以及辐条均出现显著的磨损，同时，刀箱与四把双联中心滚到均出现了掉落，还有8把正面滚刀以及6把切刀也同样出现了程度不等的磨损。所以为了保证工程可以的开展，需要对竖井中的刀盘予以及时修复。二、刀盘修复工艺胃由于刀盘磨损较为严重，修复工作量较大，且刀盘修复后仍需穿过长30m 的上软下硬地层掘进施工，对刀盘修复质量要求较高，因此在刀盘修复前应认真熟悉图纸和施工现场，根据施工方案做好施工准备，并制定刀盘修复方案。刀盘修复过程如下所述。 1、准备修复材料刀盘材料的材质为Q345B，所以为了确保刀盘在修复之后可以继续稳定使用，所以在修复过程中所选择的材质与之前保持一致。此外，测量刀盘主梁厚度为 80mm，所以需要根据测量后的规格尺寸来现场实施切割，刀座与刀箱均为原厂提供。 2、磨损区域的处理滚刀刀箱、加强筋板以及中心刀盘等磨损区域均要刨除干净，随后用打磨或者火焰切割等方式进一步修整磨损后的刀梁，并要将刀梁焊接表面的金属光泽打磨出来。另外，鉴于刀盘工作环境有着一定湿度，打磨后的表面会因此生锈，所以焊接工作要抓紧时间进行。 3、选择焊接工艺为了进一步提高修复质量，焊接工艺的选择需与原厂刀盘生产制造时保持一致，同时选用富有经验的焊接工程师来进行焊接作用。此外，在焊接前，要做好焊接区域的预热工作，并要在焊接完成后进行消除应力热处理，以确保焊接质量与焊接位置强度与原厂刀盘保持一致。 4、刀盘主梁的修复将刀盘主梁打磨后，要对其各部位的规格尺寸予以测量，随后根据测量结果来确定下料的最终尺寸。随后，将旧刀梁与新刀梁进行对接，检查对接是否存在问题，并将台阶予以打磨。另外，选择一定规格尺寸的钢管作为刀梁之间的抵抗

开仓换刀施工方案(DOC)

**地下区间左线S-589盾构机开仓换刀施工方案 1、编制依据（1）《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2001）；（2）《盾构法隧道施工与验收规范》（GB50446-2008）；（3）《盾构施工技术》陈馈等主编，2009年05月北京人民交通出版社；（4）《**盾构区间平、纵断面及特殊地段设计》图纸。 2、工程概况本标段为**地下区间，该段区间采用盾构法分左、右线施工，盾构施工从眠山车站始发掘进至马街车站（到达）。盾构区间线路右线起止里程为YDK6+943.150～YDK8+606.750，长1649.471m（含14.129m短链），左线起止里程为ZDK6+943.150～ZDK8+606.750，长1669.189m（含5.589m长链），线路总长3318.660m。本标段右线最小半径R=350m，左线最小半径R=360m，线间距13～60m。最小坡度2‰，最大坡度12.486‰。盾构区间内设有2座联络通道。区间采用通用衬砌环类型（预制钢筋混凝土管片），隧道内径5500mm，外径6200mm。钢筋混凝土管片幅宽1200mm，厚度350mm。联络通道处采用钢管片和钢筋混凝土管片组合的复合型管片。 3、地质水文条件盾构机里程现在的里程为ZDK8+461.86，该里程距离硬岩段还有约5m的位置，在里程ZDK8+461.86的地质情况如下：

图1 ZDK8+461.86的地质情况 <4-4>粉质粘土：灰、灰褐、深灰色，可塑状，局部含角砾或夹薄层粉土，具高～中压缩性，钻探揭示层顶埋深4.4～19m，厚度为1.1～7.1m，平均厚度3.27m，在区段内较广泛分布，属Ⅱ级普通土。 <12-4>粘土：棕红、黄褐色，硬塑状，偶含风化角砾，具中压缩性，钻探揭示层顶埋深3～36.4m，厚度为0.5～35.4m，平均厚度6.01m，区段内部分地段分布。属Ⅱ级普通土。从地质图以及地层岩性可以看出现在盾构机刀盘里程位置地质情况为：下层硬塑性的粉质粘土，上层为可塑状态的粉质粘土，从推进情况来看，水位线在盾构底以下，掘进时施工用水比之前土质用量增大很多，开挖面较干。根据实际情况判断，可以在此处进行换刀作业，并且该里程掌子面的情况稳定，初步拟定采用常压换刀作业流程。

盾构刀盘磨损及刀具更换

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15 刀具使用维护及更换一般规定 15.1.1北京地铁盾构隧道施工，多在粉细砂层、圆砾层及卵石层中进行，刀盘、刀具磨损较大，须对刀盘、刀具磨损的检测及更换等有充分的估计。在定购盾构机时，应充分考虑北京地层条件特点，确定盾构机的面板型式以及刀具配置等，以满足北京地铁盾构施工的需要。盾构施工前应根据地层的磨耗性、刀盘刀具类型及配置等制定刀具使用计划。盾构掘进施工前，应综合考虑地层条件，地面条件等因素，确定合理的可能换刀位置。施工中应使用泡沫、泥浆等添加材，并采取其它减磨、降矩措施，提高刀盘、刀具的寿命。 15.1.6刀盘、刀具的磨损与施工参数的选择、施工方法等密切相关，应充分考虑这些因素的影响，审慎施工。施工中应密切观察推力、扭矩、渣土性状、机体振动状态等，分析其原因，采取应对措施。应设定异常掘进的警戒推力及扭矩值，如遇异常情况，应立即停机检查。北京地铁盾构隧道施工中的刀盘、刀具磨损现象非常复杂，详细情况正在调查和研究中，随着调查研究的深入及施工经验的增多，将及时做补充修订。刀盘及刀具的选择 15.2.1 刀头材质的选择

1刀具一般采用真空烧制的E 5 类钢材，对于有特殊耐磨要求的刀具宜采用耐磨能力是E 5两倍的所谓SINTER－H1P真空烧制的E 3 类钢材。 2表面硬化的方法一般是堆焊耐磨材料，可采用碳化钨或高铬堆焊焊条，堆焊层硬度宜高于HRC60； 3 采用超硬重型刀，刀具背面实施硬化堆焊。刀头种类及型状： 1 主切削刀；其切入角度影响切削能力的发挥，应根据施工地层情况，选择切入角度； 2 主超前刀（也称先行刀）：采用主超前刀，一般可显着增加切削土体的流动性，大大降低主切削刀的扭矩，提高刀具切削效率，减少主切削刀的磨耗。 3 鱼尾刀：为改善中心部位的切削和搅拌效果，宜在刀盘中心部位设计一把尺寸较大的鱼尾刀。 4 盘圈贝型刀：实质上是超前刀，在盾构机穿越砂卵石地层特别是大粒径砂卵石地层时宜采用。 5 仿形刀：仿形刀的目的是盾构机在曲线段推进、转弯或纠偏时，通过仿形超挖切削创造所需空间。刀具配置 1增加刀具的数量，即增加刀具的行数及每一行的刀具布设数量； 2采用长、短刀并用法，即长刀具磨损后，短刀具开始接替长刀具磨损。其高低差一般为20mm～30mm。 3切削刀头的安装方法有销钉、螺栓及焊接等方法。预测需要更换时，须采用装卸容易的方法进行安装。在北京地层条件下，应加大刀盘开口率，减少切削土渣在刀盘空间的滞留时间，以保证土渣顺利进入土舱，减少刀盘、刀具的磨损。

盾构区间带压进仓换刀施工方案

深圳市轨道交通7号线BT项目7301-1标段深圳7号线7301-1标盾构区间带压进仓换刀施工方案编制：审核：审批：中国水利水电第十三工程局有限公司深圳地铁7号线BT项目7301-1标项目经理部二O一四年四月

目录第一章编制说明 (1) 1.1 编制目的 (1) 1.2 编制依据 (1) 第二章工程概况 (1) 2.1 工程概述 (1) 2.2 工程地质条件 (2) 第三章安全管理组织机构与危险源辨识 (2) 3.1带压进仓安全管理组织机构 (2) 3.2带压进仓期间安全专职管理人员配置 (3) 3.3带压进仓工作危险源辨识 (3) 第四章带压进仓施工作业程序 (3) 4.1施工准备 (3) 4.1.1技术准备 (3) 4.1.2人员准备 (4) 4.1.3设备、物资及材料准备 (4) 4.1.4安全与培训 (5) 4.2膨润土注入土仓 (6) 4.3土仓出渣 (6) 4.4保压实验 (7) 4.5各岗位人员到位 (7) 4.6进仓步骤 (7) 4.7土仓作业 (8) 4.8主仓降压人员撤离 (8) 4.9减压相关要求 (9) 4.9.1内容与适用范围 (9) 4.9.2带压人员减压技术要求 (9) 4.9.3主仓段减压步骤 (9) 4.10刀具检查及更换 (10) 4.10.1刀具检查 (10) 4.10.2刀具更换方法及顺序 (11) 4.10.3注意事项 (11) 4.11安全保证措施及安全事故抢救 (11) 4.11.1开仓安全保障措施 (11) 4.11.2带压进仓安全保障措施 (12) 第五章应急预案 (13) 5.1 应急组织机构 (13)

盾构机刀盘磨损的修复工艺探讨

盾构机刀盘磨损的修复工艺探讨发表时间：2019-05-05T14:49:53.310Z 来源：《基层建设》2019年第4期作者：刘晓林 [导读] 摘要：在我国经济建设飞速发展的现阶段，基建工程在数量与规模方面均有所增长，所以不可避免的会用到机械化盾构机来开展相关建设活动。广州轨道交通建设监理有限公司广东省广州市 510000 摘要：在我国经济建设飞速发展的现阶段，基建工程在数量与规模方面均有所增长，所以不可避免的会用到机械化盾构机来开展相关建设活动。在机械化盾构机当中，刀盘作为掘削机构在其中有着重要作用，例如，开挖地层、保持开挖面的稳定等，同时也因此需要承载较大的载荷与力矩，所以也因此容易出现磨损情况，导致工程建设的施工效率受到影响。所以，本文重点分析盾构机刀盘磨损的修复工艺。关键词：盾构机；刀盘；磨损；修复工艺引言：在隧道施工期间，需要使用盾构机来完成土体的开挖以及渣土的排运等工作，确保隧道施工可以快速的完成。现阶段，随着现代科学技术的不断进步，机械化盾构机在相关隧道工程中得到了广泛的应用，并且应用效果十分显著。在机械化盾构机工作期间，当中的刀盘由于长期要在较为恶劣的环境下工作，所以会因此导致刀盘出现不同程度的磨损，对工程的开展造成影响，所以要求施工单位可以尽快的完成磨损刀盘的修复，确保工程可以顺利开展。一、工程实例在某工程中，盾构机的刀具与刀盘在施工过程中出现严重的磨损，具体为：对于刀盘来讲，在其中心区域以及辐条均出现显著的磨损，同时，刀箱与四把双联中心滚到均出现了掉落，还有8把正面滚刀以及6把切刀也同样出现了程度不等的磨损。所以为了保证工程可以的开展，需要对竖井中的刀盘予以及时修复。二、刀盘修复工艺胃由于刀盘磨损较为严重，修复工作量较大，且刀盘修复后仍需穿过长30m的上软下硬地层掘进施工，对刀盘修复质量要求较高，因此在刀盘修复前应认真熟悉图纸和施工现场，根据施工方案做好施工准备，并制定刀盘修复方案。刀盘修复过程如下所述。 1、准备修复材料刀盘材料的材质为Q345B，所以为了确保刀盘在修复之后可以继续稳定使用，所以在修复过程中所选择的材质与之前保持一致。此外，测量刀盘主梁厚度为80mm，所以需要根据测量后的规格尺寸来现场实施切割，刀座与刀箱均为原厂提供。 2、磨损区域的处理滚刀刀箱、加强筋板以及中心刀盘等磨损区域均要刨除干净，随后用打磨或者火焰切割等方式进一步修整磨损后的刀梁，并要将刀梁焊接表面的金属光泽打磨出来。另外，鉴于刀盘工作环境有着一定湿度，打磨后的表面会因此生锈，所以焊接工作要抓紧时间进行。 3、选择焊接工艺为了进一步提高修复质量，焊接工艺的选择需与原厂刀盘生产制造时保持一致，同时选用富有经验的焊接工程师来进行焊接作用。此外，在焊接前，要做好焊接区域的预热工作，并要在焊接完成后进行消除应力热处理，以确保焊接质量与焊接位置强度与原厂刀盘保持一致。 4、刀盘主梁的修复将刀盘主梁打磨后，要对其各部位的规格尺寸予以测量，随后根据测量结果来确定下料的最终尺寸。随后，将旧刀梁与新刀梁进行对接，检查对接是否存在问题，并将台阶予以打磨。另外，选择一定规格尺寸的钢管作为刀梁之间的抵抗变形的筋板。在开始焊接前，将原刀梁与新刀梁之间的焊缝进行加热，待加热至120℃后方可开始焊接。在焊接时，需采用多层多道焊接法，焊接后还应对焊接区域进行保温处理，并用振动法将应力消除。 5、修复滚刀刀箱和切刀刀座通常来讲，刀盘修复后的硬岩掘进能力与滚刀高度有着直接联系。其中，如果修复空间有限，难以对滚刀刀箱进行定位，则为了保证修复质量，需要测量未掉落的滚刀刀箱，并将其与图纸加以比对。在将变形量的范围确定后，可按照已安装的滚刀刀箱来定位新滚刀刀箱的位置，并保证新滚刀刀箱与之前刀箱位置处于同一水平面中。随后，待完成定位后，完成拼接点的焊接作业。同理，切刀刀座的修复与滚刀刀座修复流程一致，并在刀座修复后可重新安装切刀与滚刀。 6、修复刀盘喷口鉴于刀盘中心区域磨损严重，导致两路刀盘喷口均无法继续使用。同时，由于原刀盘喷口位于刀盘面板内部，所以现场焊接、加工有一定难度，需要对其结构形式予以一定更改。将保护钢板设置在喷口位置，并将耐磨网格焊接在喷口位置，用一定规格的钢板保护当中管路，保证掘进作业可以顺利开展。三、盾构机刀盘磨损修复后的注意事项由于需要对刀盘开展修复工作，所以导致该实例工程的施工周期受到了延误，所以为了确保余下的工程可以顺利开展，需要在今后使用盾构机时注意以下事项：（1）时刻观察掘进参数。在开展掘进过程中，盾构机的刀盘扭矩、掘进速度以及推力等需要施工人员予以随时查验，如发现问题，要及时对刀盘的工作情况进行检查，并对问题出现原因加以分析。（2）注意检查刀盘、刀具的磨损情况。在掘进过程中，作业人员要对刀盘、刀具的磨损情况进行查看，及时更换存在磨损情况的刀具、刀盘，防止损失扩大化。（3）对刀具更换的质量予以注意。在更换刀具过程中，刀具的安装面要保持干燥、洁净，同时也要对紧固件的定位、安装精度等予以注意。（4）做好不同地层的渣土改良工作。比如，当施工现场的地下水含量出现变化后，施工单位则要对渣土予以及时的改良，避免刀具、刀盘出现过大的磨损。四、预防盾构机刀盘磨损的措施为了保证今后不再出现因为盾构机刀盘磨损而导致施工周期延误，从而引发严重的经济损失，需要施工单位对盾构机刀具磨损的预防措施加以关注。 1、刀具磨损检测技术的应用刀圈磨损是刀具磨损最为主要的失效形式，所以为了更加准确的判断刀具磨损的严重程度，监控刀盘、刀具的工作情况，施工单位需

【硬岩掘进机刀盘纯切削扭矩计算研究】修改

硬岩掘进机刀盘纯切削扭矩计算研究张宁川（中国中铁隧道设备公司河南新乡 453000）摘要：根据硬岩掘进机盘形滚刀在岩体开挖面上滚压切削的实际状态，以刀刃下的岩石受滚压破坏并沿刀刃两侧软弱面崩落为机理，以岩石强度极限为材料常量依据，试推导滚刀切削牵引力的计算方法，以及刀盘纯切削扭矩的计算方法。在推导过程中，不考虑岩石为什么会被破碎或怎么破碎，仅考虑岩体受力状态。以实际工程掘进报告比较计算结果。谨供业内同仁参考。关键词：硬岩掘进机刀盘滚刀纯切削扭矩推导计算 0 引言隧道全断面开挖用的硬岩掘进机依靠刀盘及其上的盘形滚刀滚压破岩，关于岩石破碎以及刀盘滚刀滚压破岩原理和基本规律，国内外有关学者或工程师自百年前及以来均不断进行研究。例如，H.特雷斯卡的最大剪切应力理论[2]、O.摩尔1882年提出的内摩擦理论[2]、C. Д伏尔柯夫的统计强度理论[2]、A.格里菲斯的有裂纹强度理论[2]等等以及大量相应的试验，指导了包括掘进机在内的破岩机械设计和应用。国内东北大学、上海交大在上世纪中下年代均作过滚刀的破岩机理及受力研究[4]，提出过滚刀推力及滚动力的计算公式[4]。现代掘进机厂商的台架试验及工程实例经验的积累，使滚压破岩的计算日趋成熟。近年来在TBM 或盾构的引进过程中，国外厂商都给施工用户提供过刀盘扭矩计算的公式及图表，但未提供过这些计算式的推导过程。为了获得一些自主的知识，在前人研究的基础上，也出于对滚刀破岩实际状态的一些看法，从基础研究的角度试提出另一种方式的刀盘扭矩计算方法。 1 基本假设 1.1滚刀在一些研究资料中[4]，以有刃角的滚刀作为研究对象，由此得出滚刀与岩面接触区域的投影为两条双曲线围成的接触面，如图一所示。图中θ 为刃角，R 为滚刀半径，h 为贯入度。但滚刀在实际破岩过程中，刀刃最初的刃角（或圆角）很快被磨损，刃口成为基本上是平的但边缘为小圆角的形状，如图二所示。图二滚刀在实际破岩过程中的实际刃角图一作为研究对象的有刃角的滚刀

盾构机刀盘换刀方案上课讲义

盾构机刀盘换刀方案一、换刀概述由于沈阳地质复杂，硬岩较多，对盾构刀具的磨损比较大。盾构很难在不换刀具的情况下掘进整条隧道，所以要做好盾构换刀的准备。换刀分为计划换刀和非计划换刀两种。计划换刀指的是根据地质情况作出的换刀决定，非计划换刀指的是工作人员在盾构掘进过程中，通过检查发现刀具磨损情况非常严重，已经不能正常掘进，而作出的换刀决定。计划换刀一般在地层强度发生很大变化的情况下进行。由于刀具根据其位置和工作原理，可分为片式割刀/撕裂刀和边缘刮刀。片式割刀/撕裂刀主要用于切削土层④-5，⑤-5圆砾层。在地层强度变化后，现有刀具不足以满足盾构正常掘进，一般要进行软硬刀具的更换。还有就是盾构要穿越特殊地段，在此地段很难进行刀具更换，或进行刀具更换的危险很大。这时要在穿越特殊地段前，进行刀具的新旧更换，以防万一。二、换刀计划根据刀盘磨损情况，计划在左右线隧道联络通道处，利用将来联络通道施工场地开挖竖井进行换刀。同时根据刀具及刀盘磨损情况对刀盘进行加工改造。三、竖井开挖方法及主要技术措施（一）施工总体规划 1、施工准备：施工前做好施工用临时水、电、风管布设；平整、硬化施工场地；测量放样及桩位复核、导线网布设；施工场地围挡；管线物探、改移及保护，建筑物保护，补充地质勘察。 2、施工顺序施工周边降水——锁扣圈施工——土方开挖 1）施工周边降水：在竖井周边施工区域内，首先进行施工降水作业，降水井井深40米，井径600mm，满足地下水位在竖井底板以下。 2）锁口圈施工：竖井锁口圈施工完成后，进行提升塔架架设，提升塔架架设完成后，即进行竖井开挖施工。

3）土方开挖：土方开挖采用人工开挖，提升塔架出土，在现场堆土场存放，夜间集中外运，运输设备为自卸汽车；分层开挖，并及时打设小导管后安装格栅挂网喷射混凝土。（二）施工方法及主要技术措施施工竖井平面为矩形，净空尺寸为3×7m。平面图如下图图1施工竖井平面图 1、锁口圈施工 1）．锁口圈基坑开挖，按设计要求地表下两米范围内采用人工开挖，防止破坏已有管线，如发现基坑内有管线，通知业主及有关部门，调查和切改管线。以下土体采用人工配合挖机进行基坑开挖，开挖后立即进行锚喷支护（C25网喷混凝土）。对基坑顶上1米图纸未设计喷砼范围也进行喷砼,防止坑壁土污染钢筋及混凝土。

盾构机刀盘、刀具磨损分析浅谈

盾构机刀盘、刀具磨损分析浅谈摘要：造成刀盘和刀具的磨损是多方面的，而且很多都是不能定量分析的，但是只要综合土层性质、掘进参数、正确使用泡沫剂、适时开仓检查刀具和汲取以往的经验教训，就可能将刀盘和刀具的磨损量降到最小，从而达到保护刀盘、刀具的目的。关键词：盾构机；刀盘；刀具；磨损随着地铁建设的发展，盾构工法在地铁建设中起到了越来越重要的作用。它的优越性，实际上是得益于盾构机技术的发展，正所谓“工欲善其事，必先利其器”。盾构机之所以特别重要是因为它与其它施工机械不一样，它被形象地称为“度身定做”（taitor-made）的[1]。所谓“度身定做”度的什么身呢？就是根据特定的施工环境这个“身”来制造与之相适应的特定的盾构机。在盾构机选型中刀具的选择又是重中之重，要根据地质情况选择相匹配的盾构机，盾构机刀盘刀具布置是盾构机配置的最重要的部分。在实际施工过程中，若区间较长，需要进行开仓检查刀具和换刀，确保盾构机能够顺利到达出洞。笔者对深圳地铁2号线后海站～科苑站区间盾构隧道刀盘、刀具磨损情况进行了总结分析，可为类似工程盾构机刀具选型提供参考。 1工程概况深圳地铁2号线是深圳市优先发展的轨道交通线路，是连接城市中心区与蛇口、南头半岛的纽带，也是特区内东西向交通走廊内的第二条轨道客运干线，沿途将经过蛇口、后海开发区、南山商业文化中心和深圳湾填海区，串联了上述片区主要的居住区和商业文化密集区，满足了南山与福田、罗湖二级客运走廊的客运需求。地铁2号线建成后在深圳世界之窗站与1号线换乘，将直接为300万以上的市民提供安全便捷的交通服务，能有效缓解南山区的交通压力。深圳地铁二号线某标段土压盾构机从后海站向科苑站方向掘进。本区间左、右线隧道平面最大曲线半径为1000m，最小曲线半径为400m，左、右线线间距13.2m～14.2m，区间隧道最大线路纵坡为28‰，最小纵坡为2‰，竖曲线半径最大为5000m，最小为3000m，隧道拱顶埋深为10m～15m。 2地质概况区间场地原始地貌为滨海相潮间带（滩涂），后经软基处理由填海而成。由钻探揭示，覆土表层为人工填筑的素填土（填石、填砂），其下为第四系全新统海积淤泥、砾砂（含淤泥）、冲洪积粘土、砾砂，第四系上更新统冲洪积淤泥质

盾构机换刀方案

盾构换刀作业施工方案一、编制目的为使刀盘刀具的布置形式满足盾构机所处各类地层的掘进要求，防止因刀具的过度磨损、未及时更换而破坏刀盘结构，确保盾构施工生产的顺利进行，制定本方案。二、编制依据 ?《岩土工程勘察报告》； ?《岩土工程补充勘察报告》； ?区杨区间平、纵面断面图； ?盾构机组装图纸； ?盾构机技术文件。三、检查及更换刀具的作业筹划 3.1 概述通过对沿线地质情况的分析，充分考虑到无气压换刀和气压换刀方式的适用条件，尽量避免在围岩含水量大和需带压作业地段进行换刀作业，根据检查情况确定是否需要对刀盘进行维护、更换磨损的刀具及清除泥饼作业。所选检查及换刀的作业地点具备以下条件。 ①检查及换刀地段的隧道围岩较均匀,力学性质好,自稳性强； ②检查及换刀地段隧道埋深合适，且覆盖层无不良岩层。换刀作业前，根据盾构机的运转情况，对其进行部件检修、维护，确保盾构机的正常运转。在盾构机掘进过程中如发生刀具必须更换且必须在加压条件下作业时，按照加压换刀操作规程作业。 3.2 作业内容：检查及更换刀具的作业内容包括：刀具是否损坏及刀具的磨损情况；搅拌棒耐磨层的完好情况；刀盘耐磨层的磨损情况；刀具安装部件如楔块、安装块、螺栓保护帽是否松脱或损坏；更换已经磨损的刀具；根据盾构机将要掘进通过的地层更换刀具形式（正面单刃滚刀→正面齿刀；正面齿刀→正面单刃滚刀；中心双刃滚刀→中心齿刀；中心齿刀→中心双刃滚刀），检查刀盘是否粘结泥饼等等。

四、无气压条件下的换刀操作规程：盾构机将要抵达计划换刀位置前的掘进采用慢速推进和慢转刀盘的方式掘进，以减小盾构机对隧道工作面土体的扰动。同时采用凝固时间短的浆液进行同步注浆，并利用吊装螺栓孔对连接桥附近的成形隧道进行二次补注浆，以增加盾尾附近成型隧道的稳定性。采用转动刀盘和敲击盾壳的方式防止注浆浆液与盾尾固结在一起。在盾构机停止推进后打开承压壁上的卸水孔进行排水并记录水流量，报监理审批后实施刀具的检查及更换作业。 4.1 检查及更换刀具前的准备工作 ①停止盾构机的推进，根据工作面地质情况，排出土仓内1/2--2/3的碴土，打开人闸与土仓间的闸门冷却土仓，释放土仓异味； ②检查盾构机承力墙上的球阀及闸阀，对堵塞的球阀及闸阀进行疏通，保证能够正常使用； ③对加压系统进行检查，保证其功能正常； ④对盾构机各系统进行检查，保证其功能完好； ⑤对进行换刀的操作人员进行换刀前的技术交底，对换刀的操作程序、安全事项等进行详细的交底； ⑥准备好需更换的刀具及其附件如螺栓、锁块等； ⑦准备好照明灯具、小型通风机、风镐、潜水泵、风动扳手、葫芦、木板、安全带等材料、工具及电焊机等机料具； ⑧对可能发生的突发事件作好充分的估计及应对措施； 4.2 换刀作业 1）、将刀盘操作切换到人闸刀盘点动控制面板进行操作； 2）、将刀盘需更换刀具的部位旋转到最佳换刀位置； 3）、在更换刀具部位上方前体上焊接吊装刀具用的吊耳； 4）、在刀盘更换刀具部位下方焊接支架挂耳，安装换刀作业支撑木板；

盾构机刀盘修复流程

盾构机刀盘修复流程盾构机刀盘在遭遇不利地质条件又不具备换刀条件时，强行出洞会造成刀盘严重磨损，在具备修复空间及技术经济比较合理的情况下，可对受损刀盘进行维修。 1、清理残根采用氧焊及气刨工具，对面板筋板残根以及刀箱刀具残根进行清理，按焊接要求打磨出坡口面，为焊接工作做好准备。 2、筋板修复（1）在残根上作出标记并进行拓样工作，根据图纸确定补贴复原筋板的泡沫塑料样板，然后按样板加工所需钢板（筋板采用50mm厚16Mn钢板）；（2）将筋板残根与钢板焊接。为保证焊接质量，在对接口处加工45°角坡口，采用多层焊接将坡口填平。 3、刀盘校正（1）考虑到校正刀盘时对主轴承的负面影响，将刀盘与前盾进行加固。加固区域确定在刀盘的未变形区域，既要保证对主轴的影响小又要保证未变形区域不产生二次变形。（2）将变形区域的撕裂筋板和影响刀盘校正的筋板割断，仅留背板。在其后面与土仓板间放两台液压油缸将刀盘缓慢顶出，顶到位置后用“工”字钢和角钢将刀盘与前盾焊接在一起，防止反弹。（3）在筋板割断处加工坡口进行焊接，保证焊接强度，增加支承钢板和复焊板，进行应力放散。待应力放散基本完成后将所有固定刀盘的支点拆除。 4、刀箱定位安装（1）刀盘面位置确定采用在前盾上焊接六根定位钢筋的办法确定一个与前盾面平行的平面，此平面从定位钢筋上挂线相交确定，作为刀箱定位的参考基准面。（2）刀箱定位根据参考基准面及图纸尺寸，订出刀箱与盘面的相对位置，保证刀刃相对于盘面的高度一致。（3）边缘滚刀的安装为了满足安装的角度，结合现场条件，用木板制作所需角度的样板尺，经过使用样板尺，

能保证边缘滚刀的安装角度。 5、刀具安装（1）小刮刀刀座的安装以刀盘实际测绘基准面，利用残根和图纸标定的尺寸进行刀座的定位。先在内、外两端各定一把刀座，而后利用角钢定出其它同一直线刀座的位置，刀座全部定位后进行加固焊接。（2）边缘刮刀刀座的安装保证正面区域的小刮刀在同一平面上，边缘区域与设计相符，保证开挖圆周的直径，定位后焊接牢固。 6、泡沫喷嘴的修复与保护（1）泡沫喷嘴修复当面板全部磨损，只留下泡沫管道的一部分时，需重新安装泡沫管道及喷嘴。安装泡沫管道与喷嘴只能在安装面板之前完成。（2）泡沫喷嘴保护为避免泡沫喷嘴发生堵塞现象，根据丁坝挑流的原理，对泡沫喷嘴采用环形保护，改变“土流”流向，保护喷嘴部位不受土体堵塞，使泡沫能够加入土体。 7、刀盘磨损修复检查刀盘表面是否还有严重磨损部位，如有磨损，需进行耐磨堆焊修复。首先需对磨损部位进行切割去除、打磨光滑，达到焊接的要求。采用北京固本KB680耐磨焊丝进行堆焊处理，增加其耐磨性能。北京固本KB680耐磨焊丝填充碳化钨粒子的复合焊丝，碳化钨粒子进入马氏体基质上，主要用于要求强烈耐磨损工件表面的焊接环境。进行盾构机刀盘堆焊修复时，焊缝表面成型美观，无渣，单层硬度HRC≥60。

(完整word版)盾构机推力计算.doc

第 1 页共 11 页 7.8.2 盾构机的推力和扭矩计算盾构机的推力和扭矩计算包括软土和硬岩两种情况进行。 7.8.2.1 在软土中掘进时盾构机的推力和扭矩的计算地层参数按〈 6〉岩石全风化带选取，由于岩土体中基本无水，所以水压力的计算按水土合算考虑。选取可能出现的最不利受力情况埋深断面进行计算。根据线路的纵剖面图，〈 6〉层埋深不大，在确定盾构机拱顶处的均布围岩竖向压力P e时，可直接取全部上覆土体自重作为上覆土地层压力。盾构机所受压力： P e =γ h+ P0 P01= P e + G/DL P1=P e×λ P2=(P+γ .D) λ 式中：λ为水平侧压力系数，λ =0.47 h 为上覆土厚度， h=12.8m γ为土容重，γ =1.94 t/m3 G 为盾构机重， G=340 t D 为盾构机外径， D=6.25 m ； L 为盾构机长度， L=8.32 m ； P0为地面上置荷载， P0=2 t/m2； P01为盾构机底部的均布压力； P1为盾构机拱顶处的侧向水土压力； P2为盾构机底部的侧向水土压力； P e=1.94×12.8+2=26.83 t/m2 P01=26.83+340/（6.25× 8.32）=33.37t/m2P1=26.83×0.47=14.89t/m2 P2 =(26.83+1.94×6.25)× 0.47=18.3t/m2 7.8.2.1.1 盾构推力计算盾构的推力主要由以下五部分组成： F F1F2F3F4F5 式中： F1为盾构外壳与土体之间的摩擦力；F2为刀盘上的水平推力引起的推力F3为切土所需要的推力； F4为盾尾与管片之间的摩阻力 F5 为后方台车的阻力 F1 1 ( P e P01 P1 P2 ) DL . 4 式中：：土与钢之间的摩擦系数，计算时取0.3

盾构施工开仓检查常压进仓更换刀具预案

目录1编制依据、原则及范围 ......................................... 1.1编制依据............................................... 1.2编制原则............................................... 1.3编制范围............................................... 2工程概况 ..................................................... 2.1设计概况............................................... 2.2地质情况............................................... 2.3水文条件............................................... 2.4拟定开仓检查或换刀处环境情况........................... 2.5盾构机刀具情况......................................... 3施工重难点及对策 ............................................. 4盾构进仓、更换刀具方法 ....................................... 4.1准备工作............................................... 4.2常压开仓............................................... 4.2.1作业内容........................................

盾构刀盘支撑法兰密封位磨损修复技术

32 施工技术 CONSTRUCTION TECHNOLOGY 2012年4月下第41卷第363期盾构刀盘支撑法兰密封位磨损修复技术张洪涛，郑国良，刘景华，王太平（中建市政建设有限公司，北京 100161）［摘要］盾构刀盘支撑法兰位于切口环内，主要作用是将刀盘与主驱动连接起来，驱动刀盘的旋转。盾构刀盘支撑通过法兰盘与主驱动齿轮相连，刀盘在旋转过程中连接的密封位极易进入泥砂，长期旋转过程中容易造成密封位的磨损，因此法兰盘在掘进一定距离后必须进行检查、修复。某法兰盘为宽740mm ，中心直径2740mm 的圆环，并连接6个牛腿。为防止该法兰盘的变形，采取镶嵌钢环加补焊的修复工艺，达到了法兰盘变形量小、平面精度高的目的。［关键词］隧道；盾构；刀盘支撑法兰；镶嵌钢环；磨损；焊接［中图分类号］TU245 ［文献标识码］A ［文章编号］1002-8498（2012）08-0032-03 Repairing of Abrasion on Sealing Position of Shield Cutter Flange Zhang Hongtao ，Zheng Guoliang ，Liu Jinghua ，Wang Taiping （China Construction Municipal Construction Co．，Ltd．，Beijing 100161，China ） Abstract ：The cutter flange locates in incision ring of shield which main function is connecting the cutter and main driver to operate the cutter．Because the shield cutter and main driver gears is connected with the flange ，so the sediment is easy to enter the sealing position during cutter rotation．The sealing position always abrades during long-term rotating of shield cutter．Thus the flange should be checked and repaired when shield run a certain distance．Some flange connects 6corbels with 740mm-wideth and 2740mm-diameter．Repairing technology of inlaying steel ring and welding is adopted to control the deformation and plan accuracy． Key words ：tunnels ；shields ；cutter flanges ；laying steel rings ；abrasion ；welding ［收稿日期］2011-11-14 ［作者简介］张洪涛，中建市政建设有限公司工程师，北京市西四环南路52号中建一局大厦6019室100161，电话：（010）83982793，E-mail ：szgcb-zht@163．com 盾构是集液、电、气、传感于一体的大型机械化专用施工设备，主要用于城市地下隧道、管沟等施工。盾构刀盘支撑形式主要有中心支撑、中间支撑、周边支撑3种形式，在目前地铁施工中盾构广泛采用的是中心支撑和中间支撑的形式，中心支撑式以德国的海瑞克为代表，中间支撑式以日本产盾构为代表。支撑的形式直接决定了刀盘支撑的结构形式。日本某厂家的盾构刀盘支撑法兰与主驱动连接处设置了一道端面密封，用于防止泥砂进入轴承内，刀盘支撑法兰在长期的运转过程中极易出现磨损。磨损后密封位的修复精度至关重要。1 刀盘支撑基座密封结构及磨损原因本盾构为土压平衡式盾构，采用外齿啮合的中间支撑的结构形式（见图1）。刀盘支撑一侧通过6个牛腿带动刀盘的旋转，另一侧通过法兰盘与主驱动齿轮相连。法兰盘连接处设有一道多唇端面密封，盾构在正常掘进过程中通过向密封腔内加注润滑油脂起到润滑、防止土仓内泥砂进入主轴承箱内的作用。本次检修的2台设备均已推进完成5km ，检修过程中发现刀盘支撑法兰密封位处已经出现多道不同深度凹槽，凹槽区域宽度为70mm ，直径为3270mm ，其中磨损最深达10mm ，磨损区域及磨损情况如图2所示；多唇密封的3道唇边均已磨损。经测量、试验分析主要由以下原因造成法兰盘密封位的磨损。 1）该结合部位长期处于泥砂、水压力包围中，润滑油脂填充不充分时，土砂极易进入密封位置处与法兰盘产生摩擦，长期旋转过程中，导致法兰盘密封位和密封磨损。 2）外周密封位直径约为3270mm ，圆周长约10.5m ，圆周上设有4个润滑油脂注入点，为确保达到保压、润滑的效果，必须确保每个点的注入量。所以在润滑油脂泵泵送能力下降时，每个点的注入量就会下降，直接影响润滑效果。