盾构机掘进中刀具损坏及维修措施探讨

李元华

摘 要： 盾构机作为一种用于隧道工程项目中掘进技术环节的专用工程机械设备，性能十分强大，能够根据不同地质条件进行隧道工程施工。但在盾构机掘进过程中当遇到一些硬岩地段时，极易造成刀具和刀盘的损坏，因此需要掌握换刀及刀盘修复技术。文中从盾构刀具选择、掘进速度和刀具损耗对盾构施工的影响入手，分析了刀盘刀具的检查和更换，并进一步对刀具维修的关键技术进行了具体的阐述。

关键词： 盾构机；刀具；损坏；检查；更换；维修技术

在隧道工程掘进过程中，盾构机以其遍效、安全和优质等优点，使用越来越广泛，但在具体掘进过程中盾构机会遇到各种复杂的地形，特别是底层具有较大的变化，因此需要根据地质条件来选择刀具，并进于刀盘的配置，这不仅有利于刀具的使用寿命，而且对工程的顺利进行也具有非常重要的意义。

1 盾构刀具的选择

盾构机刀具是确保掘进顺利进行的重要部件，因此刀具选择非常关键。在具体掘进施工过程中，通常会根据施工地形、地质条件和地层岩石硬度来选择适宜的刀具及破岩方式。而且在对刀具进行选择时，需要深入调查刀具生产企业，并通过有效的对比，对于选择的刀具需要做好检验工作，从而使其能够更好的满足施工的要求，确保掘进的速度。

2 盾构掘进速度和刀具损耗对盾构施工的影响

利用盾构机进行掘进作业过程中，对于复杂的地形作业时刀片极易受到不同程度的损坏，因此需要对刀具进行更换，从而使其保持正常的掘进速度。在对盾构机刀具进行更换时，需要明确以下几点问题：其一，在盾构机挖掘作业施工过程中，在对刀具进行更换之前，需要对岩层的具体情况进行有效勘察，确保盾构机的整体性能能够满足后续岩层的施工要求。其二，需要对刀具磨损程度进行判断，计算其磨损数值，只有达到更换磨损数值时才能更换刀具。

3 刀盘刀具的检查及更换

3.1 刀盘刀具的检查

（1）刀盘检查。需要对刀盘具体磨损程度、主轴承及密封油脂情况、刀盘面板和辐条支柱等进行仔细检查，判断其磨损度，轴承和油脂是否保持正常状态，刀盘面板和辐条支柱是否存在缝隙等。

（2）刀具的检验。在对刀具进行检验过程中，需要对刀盘上所有刀具的坚实性和稳定性进行检查，并仔细检查固定所用螺栓的紧固程度，检查档圈，避免其出现折断和脱落情况。对于刀圈出现脱落的情况，需要检查是否移动，使其保持良好的状态。

（3）刀圈磨损量计量。当刀圈没有出现损坏现象时，需要对刀圈的磨损量进行正确测量，以此来对刀具是否需要更换进行判断，具体测量过程中需要采用特制的模板进行，以此来保证刀圈磨损量计量的准确度。

3.2 刀具更换的原则

利用盾构机进行掘进作业过程中，所使用的刀具需要适时进行更替，这样在避免刀具非正常损耗的同时，还能够有效的降低频繁更换刀具造成的时间浪费，有利于盾构机工作效率的提升。在具体对刀具进行更换过程中，需要遵循合理、批量及迅速的原则。

3.3 刀具更换时刀盘转角位置的确定

当盾构刀具发生损坏及故障必然要对其进行更换时，这种情况下，需要先对刀盘转角所处位置进行确定，避免刀盘开口处与仓口相对，这样进仓人员的安全得不到保障。准确定位刀盘的位置，这其中可以利用仿形刀的旋转角度测量传感器，确保刀盘定位的准确性，能够有效避免人工定位时存在的误差。

3.4 刀具更换程序

3.4.1 总体规划

盾构机作业过程中，在对刀具及刀具配件计划制定时，需要技术人员要对施工过程中特殊区段会对刀具带来的破坏进行准确估计，及与相关人员进行沟通和协调，确保所制定的换刀计划的科学性和合理性，同时还要对开仓地点进行确定，从而为刀具更换工作提供必要的条件。

3.4.2设备物资供应

在对盾构刀具进行更换前，需要准备完整的设施与资料，当相关机具和资料都准备齐全后则需要快速对刀具进行更换。

3.4.3 人员培训

换刀的快速性及顺利性与换刀工人的技能具有直接的关系，因此需要加强对换刀人员工作技能的培训，以此来确保换刀的速度和质量，有效的缩短换刀时间，提高掘进的速度。

3.4.4 成立紧急救援小组

换刀过程中存在一定的危险，一旦操作失误则会导致安全事故发生，因此在换刀开始之前，需要制定相关的紧急预案，并成立紧急救援小组，一旦有突发事故发生，则能够有效的保证人员的安全。

3.4.5 开仓审批

开仓时需要进行详细的论证，并经相关人审批同意，需要将开仓责任落实到人，确保满足开仓程序要求下才能顺利进行开仓。

3.4.6 刀具更换

（1）刀盘清理。刀盘在使用一段时间需要对其进行清洁处理，在刀盘清理过程中，需要在低温和有氧的条件下进行，在清洗时要对刀位部分给予特殊关注。（2）刀具拆除。对于冲洗干净后的刀盘，需要采用大扭矩风动扳手拆下需要更换刀具的螺栓，将刀具运送到碴仓。利用割枪去掉螺栓和螺帽。在操作过程中，需要严格按照相关的安全操作规程进行施工，控制好割枪的氧气和乙炔流量的开度，避免发生损毁刀具螺栓孔和刀座的情况。（3）刀具的组装。组装刀具时需要保持具有较好的清洁性，刀具各个部位都在保证没有水珠，具有较好的干燥度，对于利用割除方法而對接触面带来损坏的情况，需要进行修复和打磨处理。

4 刀具维修的关键技术

4.1 刀圈的正确安装

刀圈采用材料多为罕见的钢种，具有较好的硬度及吸收变形的能力，耐磨损，材料中包含多种元素。在刀圈安装过程中，需要刀圈内径要与刀体的具有较好的配合度，一般都以热装为主，即需要利用烤箱来加热马圈，当达到规定热度要求时，将其套装在刀体的正常位置处，从而完成刀圈的安装工作。

4.2 轴承的检查及预紧度的调整

盾构机刀具轴承能够根据不同施工条件而采取不同的受力方向，通常以径向受力的圆锥滚子轴承为主。一旦轴承出现问题，多与锈蚀及刀具密封性能有关。当轴承出现问题时，需要对刀具轴承的松紧度进行适度调整，使其能够有效的满足使用要求。

4.3 密封的安装及气密性的检查在对刀具进行密封安装过程中，需要注意密封表面具有较好的光洁度，而且平面度也要符合标准的要求。在具体安装开始之前，需要做好清洁和研磨工作。当刀具维修工作结束后，需要检查其气密性，即需要将压缩气体注入到刀体内，当在规定的期限内能够维持稳定的气压，则表明达到合格的标准。

5 结束语

盾构机在当前隧道工程施工中应用十分广泛，因此需要做好盾构机刀具的检查和维修工作，确保以专业的操作技能来有效的提高盾构机刀具的检修质量，全面提高盾构机工作的效率和工作期间的安全性，为整体工程效益的提升奠定良好的基础。

参考文献

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