盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)中刀具損壞及維修措施探討

李元華

摘 要： 盾構(gòu)機(jī)作為一種用于隧道工程項(xiàng)目中掘進(jìn)技術(shù)環(huán)節(jié)的專(zhuān)用工程機(jī)械設(shè)備，性能十分強(qiáng)大，能夠根據(jù)不同地質(zhì)條件進(jìn)行隧道工程施工。但在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過(guò)程中當(dāng)遇到一些硬巖地段時(shí)，極易造成刀具和刀盤(pán)的損壞，因此需要掌握換刀及刀盤(pán)修復(fù)技術(shù)。文中從盾構(gòu)刀具選擇、掘進(jìn)速度和刀具損耗對(duì)盾構(gòu)施工的影響入手，分析了刀盤(pán)刀具的檢查和更換，并進(jìn)一步對(duì)刀具維修的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞： 盾構(gòu)機(jī)；刀具；損壞；檢查；更換；維修技術(shù)

在隧道工程掘進(jìn)過(guò)程中，盾構(gòu)機(jī)以其遍效、安全和優(yōu)質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，使用越來(lái)越廣泛，但在具體掘進(jìn)過(guò)程中盾構(gòu)機(jī)會(huì)遇到各種復(fù)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(lái)選擇刀具，并進(jìn)于刀盤(pán)的配置，這不僅有利于刀具的使用壽命，而且對(duì)工程的順利進(jìn)行也具有非常重要的意義。

1 盾構(gòu)刀具的選擇

盾構(gòu)機(jī)刀具是確保掘進(jìn)順利進(jìn)行的重要部件，因此刀具選擇非常關(guān)鍵。在具體掘進(jìn)施工過(guò)程中，通常會(huì)根據(jù)施工地形、地質(zhì)條件和地層巖石硬度來(lái)選擇適宜的刀具及破巖方式。而且在對(duì)刀具進(jìn)行選擇時(shí)，需要深入調(diào)查刀具生產(chǎn)企業(yè)，并通過(guò)有效的對(duì)比，對(duì)于選擇的刀具需要做好檢驗(yàn)工作，從而使其能夠更好的滿(mǎn)足施工的要求，確保掘進(jìn)的速度。

2 盾構(gòu)掘進(jìn)速度和刀具損耗對(duì)盾構(gòu)施工的影響

利用盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)過(guò)程中，對(duì)于復(fù)雜的地形作業(yè)時(shí)刀片極易受到不同程度的損壞，因此需要對(duì)刀具進(jìn)行更換，從而使其保持正常的掘進(jìn)速度。在對(duì)盾構(gòu)機(jī)刀具進(jìn)行更換時(shí)，需要明確以下幾點(diǎn)問(wèn)題：其一，在盾構(gòu)機(jī)挖掘作業(yè)施工過(guò)程中，在對(duì)刀具進(jìn)行更換之前，需要對(duì)巖層的具體情況進(jìn)行有效勘察，確保盾構(gòu)機(jī)的整體性能能夠滿(mǎn)足后續(xù)巖層的施工要求。其二，需要對(duì)刀具磨損程度進(jìn)行判斷，計(jì)算其磨損數(shù)值，只有達(dá)到更換磨損數(shù)值時(shí)才能更換刀具。

3 刀盤(pán)刀具的檢查及更換

3.1 刀盤(pán)刀具的檢查

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

（2）刀具的檢驗(yàn)。在對(duì)刀具進(jìn)行檢驗(yàn)過(guò)程中，需要對(duì)刀盤(pán)上所有刀具的堅(jiān)實(shí)性和穩(wěn)定性進(jìn)行檢查，并仔細(xì)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(duì)于刀圈出現(xiàn)脫落的情況，需要檢查是否移動(dòng)，使其保持良好的狀態(tài)。

（3）刀圈磨損量計(jì)量。當(dāng)?shù)度](méi)有出現(xiàn)損壞現(xiàn)象時(shí)，需要對(duì)刀圈的磨損量進(jìn)行正確測(cè)量，以此來(lái)對(duì)刀具是否需要更換進(jìn)行判斷，具體測(cè)量過(guò)程中需要采用特制的模板進(jìn)行，以此來(lái)保證刀圈磨損量計(jì)量的準(zhǔn)確度。

3.2 刀具更換的原則

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

3.3 刀具更換時(shí)刀盤(pán)轉(zhuǎn)角位置的確定

當(dāng)盾構(gòu)刀具發(fā)生損壞及故障必然要對(duì)其進(jìn)行更換時(shí)，這種情況下，需要先對(duì)刀盤(pán)轉(zhuǎn)角所處位置進(jìn)行確定，避免刀盤(pán)開(kāi)口處與倉(cāng)口相對(duì)，這樣進(jìn)倉(cāng)人員的安全得不到保障。準(zhǔn)確定位刀盤(pán)的位置，這其中可以利用仿形刀的旋轉(zhuǎn)角度測(cè)量傳感器，確保刀盤(pán)定位的準(zhǔn)確性，能夠有效避免人工定位時(shí)存在的誤差。

3.4 刀具更換程序

3.4.1 總體規(guī)劃

盾構(gòu)機(jī)作業(yè)過(guò)程中，在對(duì)刀具及刀具配件計(jì)劃制定時(shí)，需要技術(shù)人員要對(duì)施工過(guò)程中特殊區(qū)段會(huì)對(duì)刀具帶來(lái)的破壞進(jìn)行準(zhǔn)確估計(jì)，及與相關(guān)人員進(jìn)行溝通和協(xié)調(diào)，確保所制定的換刀計(jì)劃的科學(xué)性和合理性，同時(shí)還要對(duì)開(kāi)倉(cāng)地點(diǎn)進(jìn)行確定，從而為刀具更換工作提供必要的條件。

3.4.2設(shè)備物資供應(yīng)

在對(duì)盾構(gòu)刀具進(jìn)行更換前，需要準(zhǔn)備完整的設(shè)施與資料，當(dāng)相關(guān)機(jī)具和資料都準(zhǔn)備齊全后則需要快速對(duì)刀具進(jìn)行更換。

3.4.3 人員培訓(xùn)

換刀的快速性及順利性與換刀工人的技能具有直接的關(guān)系，因此需要加強(qiáng)對(duì)換刀人員工作技能的培訓(xùn)，以此來(lái)確保換刀的速度和質(zhì)量，有效的縮短換刀時(shí)間，提高掘進(jìn)的速度。

3.4.4 成立緊急救援小組

換刀過(guò)程中存在一定的危險(xiǎn)，一旦操作失誤則會(huì)導(dǎo)致安全事故發(fā)生，因此在換刀開(kāi)始之前，需要制定相關(guān)的緊急預(yù)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(kāi)倉(cāng)審批

開(kāi)倉(cāng)時(shí)需要進(jìn)行詳細(xì)的論證，并經(jīng)相關(guān)人審批同意，需要將開(kāi)倉(cāng)責(zé)任落實(shí)到人，確保滿(mǎn)足開(kāi)倉(cāng)程序要求下才能順利進(jìn)行開(kāi)倉(cāng)。

3.4.6 刀具更換

（1）刀盤(pán)清理。刀盤(pán)在使用一段時(shí)間需要對(duì)其進(jìn)行清潔處理，在刀盤(pán)清理過(guò)程中，需要在低溫和有氧的條件下進(jìn)行，在清洗時(shí)要對(duì)刀位部分給予特殊關(guān)注。（2）刀具拆除。對(duì)于沖洗干凈后的刀盤(pán)，需要采用大扭矩風(fēng)動(dòng)扳手拆下需要更換刀具的螺栓，將刀具運(yùn)送到碴倉(cāng)。利用割槍去掉螺栓和螺帽。在操作過(guò)程中，需要嚴(yán)格按照相關(guān)的安全操作規(guī)程進(jìn)行施工，控制好割槍的氧氣和乙炔流量的開(kāi)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(shí)需要保持具有較好的清潔性，刀具各個(gè)部位都在保證沒(méi)有水珠，具有較好的干燥度，對(duì)于利用割除方法而對(duì)接觸面帶來(lái)?yè)p壞的情況，需要進(jìn)行修復(fù)和打磨處理。

4 刀具維修的關(guān)鍵技術(shù)

4.1 刀圈的正確安裝

刀圈采用材料多為罕見(jiàn)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(guò)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(lái)加熱馬圈，當(dāng)達(dá)到規(guī)定熱度要求時(shí)，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(yù)緊度的調(diào)整

盾構(gòu)機(jī)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(wèn)題，多與銹蝕及刀具密封性能有關(guān)。當(dāng)軸承出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，需要對(duì)刀具軸承的松緊度進(jìn)行適度調(diào)整，使其能夠有效的滿(mǎn)足使用要求。

4.3 密封的安裝及氣密性的檢查在對(duì)刀具進(jìn)行密封安裝過(guò)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(biāo)準(zhǔn)的要求。在具體安裝開(kāi)始之前，需要做好清潔和研磨工作。當(dāng)?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(dāng)在規(guī)定的期限內(nèi)能夠維持穩(wěn)定的氣壓，則表明達(dá)到合格的標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)束語(yǔ)

盾構(gòu)機(jī)在當(dāng)前隧道工程施工中應(yīng)用十分廣泛，因此需要做好盾構(gòu)機(jī)刀具的檢查和維修工作，確保以專(zhuān)業(yè)的操作技能來(lái)有效的提高盾構(gòu)機(jī)刀具的檢修質(zhì)量，全面提高盾構(gòu)機(jī)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(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]何小娥.盾構(gòu)機(jī)的刀盤(pán)和刀具[J].建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理，2010（5）.

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

[3]周馥隆，楊曉強(qiáng)，汪茂祥，等.把脈盾構(gòu)法施工問(wèn)題及應(yīng)對(duì)策略[J].工程機(jī)械與維修，2011，4（4）.