盾构机新型尾盾注浆块改进浅析

郝小冬 黄 建

（济南重工股份有限公司，济南 250109）

盾构机尾盾注浆块是一种盾构机上注浆用管路[1]，由于盾构机尾盾注浆块分为两半单独加工，左右对称制作，加工完成后拼焊，二次加工后再焊接盖板（如图1、图2所示），制作过程焊接量大、工艺繁琐，导致加工周期长，成本高，效率低。

图1 盾构机尾盾注浆块结构图

图2 盾构机尾盾注浆块结构图

目前尾盾注浆块的基本结构是长×宽×厚为3850mm×165mm×55mm的长方柱体，中间有输送浆液的注浆孔，孔的总长度为3304mm，制作工艺为分两半单独下料，下料尺寸为3860mm×88mm×60mm，毛坯直线度在2mm以内，通过机加工对称加工两半毛坯中心的注浆孔长槽及坡口，长度为3304mm；将加工好的毛坯按图纸要求组对焊接后再加工观察窗；最后加焊盖板、注浆转换块，焊接完成后即为尾盾注浆块成品。

针对现有技术存在的不足之处，同时在不影响同步注浆的基础上，对结构进行改进，研制了一种新型注浆块。

1 新型注浆块结构[2-3]

与现有的注浆块结构相比，新型注浆块主体为长方柱体结构（如图3、图4、图5所示），长×宽×厚为3850mm×165mm×55mm，毛坯整体下料，下料尺寸为3860mm×168mm×60mm，同时，割出焊接注浆转换块的方孔，尺寸为181mm×82mm，四周留出加工量，毛坯直线度在2mm以内，由机加工整体加工注浆孔槽，尺寸为201mm×92mm，孔槽的总长度为3304mm，然后加焊盖板，再加工观察窗，焊接注浆转换块，焊接完成后即为尾盾注浆块成品。

注浆块主体上设有注浆孔，注浆孔前段与后段的底壁位于同一平面，注浆孔前段端部为封堵段，靠近封端段设有方孔。

前盖板与注浆块主体的前段焊接，并在方孔处留空形成通孔；后盖板与注浆块主体的后段焊接。

前盖板比后盖板的厚度大10mm，焊接后注浆孔内腔前后一致，前盖板比后盖板的上平面分别与注浆块主体的上平面平齐。

前盖板上设有2个观察窗。

注浆块主体由钢板开槽加工制成。

前盖板和后盖板均由钢板制成。

图3 新型注浆块结构图

图4 新型注浆块结构图

图5 新型注浆块结构图

从结构对比可以看出，新型注浆块的结构更加简便，加工制作工艺上会更有优势。

2 注浆块加工比较[4-5]

2.1 原有注浆块加工步骤

（1）下料：首先按照尺寸长×宽×厚为3860mm×168mm×60mm对注浆块主体整体下料，长度留10mm加工量，保证注浆块与尾盾焊接后，尾盾总高有加工量；宽度留3mm和厚度留5mm刀检量，确保注浆块加工后达图纸要求。前盖板下料尺寸2444mm×82mm×15mm，后盖板下料尺寸 860mm×82mm×5mm。

（2）加工：在注浆块主体上加工出后段长850mm，高10mm的台阶。

（3）开槽：在注浆块主体上刀检方孔并加工注浆孔槽，注浆孔槽前段与后段的底壁在同一平面上。

（4）焊接：前盖板焊接在注浆块主体的前段，并在方孔处留空形成通孔；后盖板焊接在注浆块主体的后段。

（5）机加工：在注浆块主体上加工出两侧坡口、背面斜面以及观察窗。

（6）焊接：在方孔位置焊接注浆转换块。

2.2 新型注浆块加工流程

制作工艺为分两半单独下料，分别进行机加工；将加工好的毛坯按图纸要求组对焊接后再加工观察窗；最后加焊盖板、注浆转换块，焊接完成后即为尾盾注浆块成品。

（1）下料：按照图纸尺寸宽度方向分两半单独下料，下料尺寸为3860mm×88mm×60mm，毛坯直线度在2mm以内，转机加工，后盖板下料尺寸860×82×5mm。

（2）加工：对称加工两半毛坯中心的注浆孔长槽及坡口，长度为3304mm，坡口留2mm钝边，方便组点定位；方孔粗加工，单边留15mm余量。

（3）焊接：将加工好的毛坯按照图1组点焊接，要求为水密焊缝。

（4）加工：按照图纸要求在注浆块主体上加工出后段台阶、两侧坡口、背面斜面以及观察窗。

（5）焊接：后盖板焊接在注浆块主体的后段，注浆转换块焊接在方孔位置。

通过比较，新型注浆块具有以下优点：可以减少一道对接焊缝的焊接量，焊缝长度3860mm；新型注浆块下料整体尺寸减小，宽度方向余量减小7mm，省去两块毛坯上活刀检以及加工坡口；可直接留余量割出焊接注浆转换块的方孔，减少方孔加工量。

新型注浆块配用的观察窗及观察窗盖板螺栓孔中心距需加大，避免在焊缝上钻孔。

新型注浆块的加工流程、时间和方法上，能够有效减少焊接量，缩短加工制作周期，降低成本，节约资源。

3 结语

新型注浆块从结构和加工流程上来说，相比目前的注浆块，优点可见：结构简单，节省材料，加工流程简洁，减少加工量，时间和方法上，能够有效减少焊接量，缩短加工制作周期，提高了原材料的利用率。