TBM主軸承密封耐磨鋼帶現(xiàn)場更換技術(shù)

程遷政

中鐵隧道股份有限公司 河南鄭州 450000

1 項目簡介

大理至瑞麗鐵路位于云南省西部地區(qū)，線路全長330.103km，其中保山至瑞麗段長196.443km。

全隧采用“貫通平導+1座斜井+2座豎井”的輔助坑道設置方案，其中：斜井長3850m，1#豎井深764m，2#豎井深640m。

高黎貢山隧道采用TBM與鉆爆法相結(jié)合施工方法，正洞和平導分別采用9.03米和6.36米的敞開式TBM施工。正洞TBM掘進段長度12370m，平導TBM掘進長度10180m。

2 TBM簡介

全斷面隧道掘進機TBM，實現(xiàn)掘進、支護、出渣等施工工序一體并行連續(xù)作業(yè)，是機、電、液、光、氣等系統(tǒng)集成的工廠化流水線隧道施工裝備，具有掘進速度快、利于環(huán)保、綜合效益高等優(yōu)點，可實現(xiàn)傳統(tǒng)鉆爆法難以實現(xiàn)的復雜地理地貌深埋長隧洞的施工，在中國鐵道、水電、交通、礦山、市政等隧洞工程中應用正在迅猛增長。

本項目正洞掘進使用的TBM是由中鐵工程裝備集團有限公司2017年生產(chǎn)制造的當時國內(nèi)最大直徑“彩云號”TBM，該TBM掘進直徑9.03米，由刀盤、主機、后配拖車等組成，全長約230米，重量1900噸，本次主軸承耐磨鋼帶更換為該9.03米TBM；

3 TBM主軸承密封耐磨鋼帶現(xiàn)場更換實施方案及過程

本次更換過程為拆除內(nèi)密封——拆耐磨跑道——新耐磨跑道焊接成環(huán)——安裝耐磨跑道——安裝內(nèi)密封。工作質(zhì)量把控重點是：一耐磨跑道相關部位打磨，包括跑道焊接處，跑道油脂孔處；二是密封安裝是否到位，包括密封是否外翻，位置是否到位，確保出油口出油順暢。主要難點是耐磨跑道熱裝過程，耐磨跑道熱套支撐環(huán)上時，需在8個點5s內(nèi)同時推入，如出現(xiàn)推入不到位，更換的鋼帶將報廢，需注意的是耐磨跑道熱套時間長，每次熱套過程約7-8小時，更換期間主驅(qū)動箱直接暴露于外界，如多次更換將極大增加驅(qū)動箱被污染風險[1]。

3.1 拆除內(nèi)密封與耐磨跑道

依次取下迷宮環(huán)（746kg，內(nèi)六角螺栓M16x90-10.9/M16x60-10.9）、密封壓環(huán)（466kg，內(nèi)六角螺栓M16x45-10.9），拆除主驅(qū)動三道密封與隔環(huán)后（吊裝孔M8），將環(huán)件貼近刀盤位置固定放置。

借助M16頂絲孔拆除內(nèi)密封支撐環(huán)（1060kg）并固定，將驅(qū)動箱上“O”形密封拆除后，將內(nèi)密封區(qū)域進行封堵保護。

割除支撐環(huán)上原耐磨鋼帶，操作注意切勿劃傷支撐環(huán)表面，拆除后將舊鋼帶運出刀倉，并清理支撐環(huán)表面。

3.2 耐磨跑道焊接成環(huán)

將新制作的耐磨鋼帶運進主驅(qū)動區(qū)域，開始拼焊成環(huán)作業(yè)。

耐磨鋼帶在焊接前復核：①一長度尺寸滿足設計要求；②鋼帶兩端部，兩側(cè)邊已打磨；③使用角尺復核端部是否為與側(cè)邊垂直的直線；④鋼帶表面干凈，無油脂、膠帶等異物。

將耐磨鋼帶固定在焊接工裝上，裝夾時一定要保證耐磨帶兩接頭對齊，耐磨鋼帶對接處不留間隙，在焊縫兩端放上引弧板，使用氬弧焊進行焊接（焊接時注意：必須提前試焊，按照焊接工藝規(guī)程將電流調(diào)整到合適的大?。?。

焊接完成后將焊縫正反面打磨光潔，不得有毛刺。

3.3 安裝耐磨跑道

將15個M16×300桿連接到內(nèi)密封支撐環(huán)上，安裝支撐墊片，然后將焊好的耐磨跑道套在內(nèi)密封支撐環(huán)止口處。提前在支撐環(huán)上標記各油孔位置。安裝耐磨跑道之前，在內(nèi)密封支撐環(huán)表面均勻涂抹一層586膠水?，F(xiàn)場使用6個烤槍進行加熱，加熱10分鐘、溫度到100℃時，溫度不再繼續(xù)上升，現(xiàn)場開始試裝。8個人均勻布開，使用絕熱手套，同部、快速地將耐磨帶套進內(nèi)密封支撐環(huán)。完成后觀察一周確保耐磨帶已安裝到內(nèi)密封支撐環(huán)止口處。等待耐磨帶自然冷卻，過程約3-4個小時。將耐磨鋼帶外側(cè)與支撐環(huán)焊接到一起。按照圖紙，參照劃線位置，使用等離子切割機在耐磨鋼帶對應位置打油脂孔，并使用直柄磨機打磨周邊毛刺，通過吹氣、注油脂的方法將鐵屑清理干凈。由于空間限制，等離子切割機只能在主驅(qū)動密封頂部部位打孔，故打孔時需將打孔位置轉(zhuǎn)動至頂部。清理內(nèi)密封跑道表面雜質(zhì)[2]。

3.4 安裝內(nèi)密封

①安裝機頭架上4道O型密封條，使用M16絲桿將內(nèi)密封支撐環(huán)安裝到機頭架上，在內(nèi)密封支撐環(huán)與機頭架配合端面涂抹平面密封膠樂泰586。②清理密封和隔環(huán)。使用干凈的碎布擦拭密封，不得使用柴油、清洗劑或其他有刺激性作用的清潔劑。使用柴油及碎布將隔環(huán)清洗干凈。③清洗內(nèi)密封安裝腔，將干凈齒輪油涂抹在內(nèi)密封跑道上，安裝內(nèi)密封隔環(huán)3，安裝時緩送輕放，避免隔環(huán)擦傷內(nèi)密封安裝腔。④安裝新密封，將新密封由接渣斗處套入，注意溜渣斗與刀倉耐磨板之間隙，需避免損傷密封。套入后，使用尼龍棒先將密封圓周方向的6個位置（均布），塞入內(nèi)密封腔內(nèi)（深度不易太深），然后使用“趕動”的方法逐步將密封其他部分塞進密封腔內(nèi)。密封塞入完全后觀察密封是否翻轉(zhuǎn)[3]。⑤按照與第2步同樣的方法分別安裝內(nèi)密封隔環(huán)2、內(nèi)密封隔環(huán)1。⑥按照與第3步同樣的方法安裝第二道密封。⑦調(diào)試齒輪油流出是否正常，同時將耐磨帶打孔時殘渣沖洗干凈。⑧按照與第3步同樣的方法安裝第一道密封。⑨安裝內(nèi)密封壓環(huán)，連接螺栓涂抹螺紋緊固膠，螺栓打扭矩295Nm。⑩通過多點泵注入油脂，檢查油脂流出是否正常。

4 結(jié)語

本次主軸承密封耐磨鋼帶更換，在現(xiàn)場工作環(huán)境差，工人技術(shù)能力不足的情況下，較好、較快的完成了更換工作。這次更換工作不僅使人員技術(shù)專業(yè)能力得到了提升，也鍛煉了與各部門的協(xié)調(diào)、配合能力?？傮w上達到了預期要求。

本次TBM主軸承耐磨鋼帶現(xiàn)場熱裝法更換為同類TBM首次使用，以前TBM現(xiàn)場鋼帶更換采用冷裝法，本次現(xiàn)場TBM耐磨鋼帶更換其它類似項目提供參考。