超大直徑盾構機再制造監(jiān)理過程質量控制研究

付士陸（上海地鐵咨詢監(jiān)理科技有限公司， 上海 200223）

0 引 言

我國超大直徑盾構隧道技術發(fā)展至今已經有約15年的歷史。據統(tǒng)計，截至2020年，我國超大直徑盾構隧道（φ14 m以上）在建和已建成的有39項，期間已有部分盾構機折舊壽命已完成，需對盾構機進行再制造來保證其使用性能。盾構機再制造的質量控制決定了盾構機再制造的成敗。本文以溫州某越江盾構隧道工程盾構機的再制造為例，對超大直徑盾構機的再制造監(jiān)理過程質量控制進行了梳理研究，為類似盾構再制造監(jiān)理提供參考和借鑒。

1 再制造盾構機簡介

溫州某越江隧道施工所使用的泥水氣壓平衡盾構機開挖φ14.93 m，整機總長約135 m，適用管片規(guī)格（外徑×內徑×寬度）為φ14.5 m×φ13.3 m×2 m，設備于2010年7月投入使用后，已累計掘進完成三項越江隧道工程，共計約11.55 km。在掘進溫州某越江隧道前需進行新制盾構機盾殼、防爆改造，檢測主軸承、油缸、刀盤以及車架等相關部位，系統(tǒng)翻新、維修保養(yǎng)、改制和新制該臺超大直徑盾構機。

2 盾構機勘驗及再制造內容確定

2.1 盾構機動靜態(tài)勘驗

在上條盾構隧道掘進完成前及完成后經有資質的第三方檢測單位進行現(xiàn)場勘驗，查明盾構的工作狀態(tài)，從而為盾構機的改造提供科學合理的依據，并且在勘驗前對該臺盾構機完整的維修保養(yǎng)記錄進行統(tǒng)計整理（零構件維修更換情況以及更換維修后的使用情況），為盾構機再制造工作提供了針對性的分解勘驗和檢查依據。

盾構機勘驗主要分為動態(tài)勘驗和靜態(tài)勘驗：動態(tài)勘驗主要檢查盾構機各個部件整體協(xié)調的工作狀態(tài)，如刀盤、主驅動、主軸承、推進系統(tǒng)、管片拼裝機、盾尾、氣壓倉和電氣線路等輔助系統(tǒng)的整體協(xié)調性；靜態(tài)勘驗主要檢查盾構機構件使用的損耗狀況，如刀盤的磨損、主軸承密封性、盾尾密封、主驅動性能等輔助裝置的狀況，檢查這些部位是否滿足該臺盾構機的再次使用要求或改制后是否能達到使用要求。

2.2 盾構機再制造內容確定

完成盾構機的動靜態(tài)勘驗后，由勘驗單位出具各部件的檢測報告，根據檢測報告確定盾構機再制造內容。盾構機再制造內容，如表1所示。

3 再制造監(jiān)理質量控制過程

3.1 系統(tǒng)部件維修保養(yǎng)質量控制

該臺盾構系統(tǒng)結構件維修保養(yǎng)主要指液壓系統(tǒng)、密封系統(tǒng)、氣平衡系統(tǒng)、拼裝機等，其質量監(jiān)控的主要內容如下。

（1）系統(tǒng)部件拆卸完成后，檢查系統(tǒng)部件的拆卸完成情況。系統(tǒng)部件必須全部拆卸不得有漏項，拆卸后的部件表面應清潔不得有油污、渣滓及銹蝕，并且要求再制造單位對拆卸后的部件進行編號包裝保護，避免部件損壞、銹蝕及丟失。

（2）盾構機系統(tǒng)部件拆卸完成后，再制造單位在監(jiān)理單位、原制造單位的見證下對部件進行系統(tǒng)檢測，對磨損嚴重或損壞的部件進行維修或更換，對符合質量要求的部件進行系統(tǒng)保養(yǎng)。在系統(tǒng)部件檢測中，再制造單位要做好檢查記錄，檢測完成后由原制造單位出具相關質量檢測報告，監(jiān)理對質量檢測報告進行檢查備案。

（3）完成系統(tǒng)部件的檢測后，再制造單位開始對部件進行維修保養(yǎng)，對關鍵部位的維修需在監(jiān)理的見證或旁站下進行，對部件的保養(yǎng)監(jiān)理進行巡視檢查，并做好相關記錄。

（4）再制造單位完成系統(tǒng)部件的維修保養(yǎng)后，進行系統(tǒng)部件的組裝。組裝前對各部件的外觀進行檢查，確保表面無銹蝕、油污。組裝完成后要求再制造單位按照各項指標對各部件進行檢查，如探傷、氣密性等，并要求出具驗收合格報告。

3.2 系統(tǒng)部件的再制造質量控制

該臺盾構系統(tǒng)結構件再制造主要指刀盤、主驅動、盾殼、推進油缸以及防爆裝置等。

3.2.1 刀盤再制造

由再制造單位和盾構機原廠家，根據刀盤設計圖紙對刀盤進行目視及磨損情況檢測。檢測方法包括無損檢測、檢查材質報告、尺寸檢查。檢測部位及內容，如表2所示。

表2 刀盤檢測部位及內容一覽表

刀盤檢測完成后由原廠家出具檢測報告。

（1）刀盤檢測完成后對刀盤進行拆卸，拆卸后的刀盤分為邊塊及中心塊，根據檢測結果對刀盤進行再制造。再制造過程如下：

①對拆卸后的刀盤各邊塊焊縫進行打磨清理，拆除所有舊的耐磨條；

②對刀盤中心塊進行打磨清理；

③拆除撕裂刀，修復打磨焊縫并進行連接面修復清理；

④將中心塊與邊塊進行拼裝，測量邊塊與中心塊的拼接縫間隙；

⑤新刀具進場；

⑥將刀盤解體，對所有邊塊連接面進行堆焊修復，以保證刀盤連接尺寸；

⑦重新拼裝刀盤，定位需要更換的刀座，進行碳刨打磨修復，焊接撕裂刀，復測位置尺寸；

⑧所有撕裂刀完成定位；開始安裝鏟齒并測量刀具高度；

⑨安裝刀盤所有管線；

⑩完成所有刀具安裝。

（2）在刀盤檢測時監(jiān)理進行全程旁站或見證，并根據出具的檢測報告對再制造單位的再制造過程質量進行全程監(jiān)控。質量控制過程或內容如下：

①對拆除后的刀盤打磨質量進行巡視檢查，檢查打磨效果是否符合要求；

②對刀盤焊縫及連接面的修復清理進行檢查，檢查這兩項工作是否滿足要求；

③刀盤邊塊及中心塊拼裝后，對刀盤拼接間隙進行測量復核，確保后續(xù)連接面堆焊厚度的準確性；

④新刀具進場后，聯(lián)合各方對刀具進行質量檢查，檢查刀具規(guī)格型號的準確性，復核質量證明文件的符合性；

⑤對刀盤連接面堆焊情況進行檢查，檢查堆焊厚度及質量。刀盤拼裝完成后對焊縫進行PT檢查，對刀盤尺寸進行測量復核；

⑥對刀具安裝質量進行檢查并復測刀具高度。

全部工作完成后，由盾構機原廠家出具檢測合格報告，進行留存歸檔。

3.2.2 主驅動再制造

（1）再制造單位對主驅動進行清理拆卸，根據勘驗及檢測情況對驅動進行維修或再制造。驅動再制造過程如下：

①對驅動進行表面清理，拆除所有系統(tǒng)部件；

②對驅動減速機－電機維保、更換剎車；

③檢查主軸承，并對拆解后大軸承滾道面進行檢查；

④清潔驅動的小齒輪表面，并對小齒輪齒面進行探傷；

⑤更換所有密封，重新組裝主驅動。

（2）在主驅動檢測時監(jiān)理需進行見證，并根據出具的檢測報告對再制造單位的再制造過程質量進行全程監(jiān)控。監(jiān)理質量控制過程或內容如下：

①對主驅動的清理及拆卸進行巡視檢查，確保主驅動全部拆卸；

②對驅動減速機－電機維保進行巡視檢查，并對新購驅動剎車進行進場檢查，核對質保資料的真實性和完整性；

③對拆卸后的主軸承進行全面檢查，特別是大軸承的滾道面，檢查其表面磨損情況；

④檢查驅動小齒輪表面的清潔情況，并對表面進行探傷，如有質量問題需進行更換；

⑤對主驅動的組裝進行檢查，特別是更換后的密封。

驅動組裝完成后將其作為關鍵部位驗收，并有盾構機原廠家對其出具驗收合格報告。3.2.3 盾構殼體再制造

由于溫州越江隧道使用的盾構機需在大埋深、高水壓下掘進施工，為了保證其安全掘進施工，該臺已掘進完成11.55 km的盾構機，需依據原設計圖紙對盾殼進行再制造。再制造監(jiān)理質量控制內容如下：審核進場材料質量證明文件和復試報告；檢查殼體焊接外觀質量及檢測報告；對盾體進行測量復核。

4 驗 收

4.1 整機組裝調試驗收

再制造完成后進行整機組裝，組裝過程中監(jiān)理對關鍵部位進行旁站見證，如主驅動系統(tǒng)。整機組裝完成后進行空載調試，對調試過程跟蹤，檢查確認各系統(tǒng)調試工作無遺漏，各系統(tǒng)調試參數均滿足功能要求。各系統(tǒng)調試完成后確定盾構機出廠驗收大綱，組織各方根據驗收大綱對盾構進行出廠驗收。主要驗收內容如下：

（1）對再制造過程驗收資料及相關檢測報告進行核查；

（2）對盾構機整機空載運行驗收，檢查各分區(qū)如主驅動系統(tǒng)、信息傳感系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、后配套系統(tǒng)、刀盤系統(tǒng)等是否能夠系統(tǒng)地協(xié)調運行，是否滿足功能性要求；

（3）對驗收中出現(xiàn)的問題明確其整改節(jié)點；

（4）對廠內無法驗收部位進行明確，待盾構井下組裝完成后進行驗收；

（5）再制造單位對驗收問題進行整改完成后，各方簽認同意后對盾構機進行拆解出廠。

4.2 井下組裝完成后驗收

（1）出廠驗收遺留問題。

（2）驗收大綱明確的工地驗收內容。

（3）始發(fā)后無法判別和維修內容。

5 結 語

在該臺超大直徑盾構機再制造過程中，監(jiān)理對關鍵部位進行重點把控，及時解決了發(fā)現(xiàn)的問題，保障了盾構機再制造的質量，為類似盾構再制造監(jiān)理提供參考和借鑒。

盾構機再制造在我國發(fā)展里程較短，但隨著盾構機制造技術的發(fā)展，目前盾構機再制造已逐漸產業(yè)化，相關機械設備技術水平已滿足盾構機再制造后的使用要求。另外，超大直徑盾構機技術在我國已有15年的歷史，超大直徑盾構機數量也在逐漸增多，但是相比于普通直徑盾構機再制造，超大直徑盾構機再制造在我國還處于剛起步階段，對于驗收標準、技術要求等都未有明確的要求，所以監(jiān)理對設備再制造的過程質量把控以及驗收，建議依據設備原有的設計技術指標來進行把控，從而使設備能達到原有的使用要求。