浅谈盾构刀具使用及维修管理

2019-10-21张瑞孔

写真地理 2019年9期

张瑞孔

摘要：盾构是隧道掘进工程不可或缺的机械设备，因其自身具有的强大功能，成为了隧道工程施工中最重要的工程机械设备。假如盾构机在掘进施工过程中遇到的岩石坚硬度过高，难免会导致刀具或者刀盘出现损坏。所以，操作技术人员必须掌握换刀与修复刀盘的相关技术，才能确保盾构机的正常稳定运行不受影响。文章主要是就盾构机刀具使用与维修管理进行了简单的阐述和分析。

关键词：盾构机；刀具；损坏；维修技术

引言

盾构机因为自身具有的安全、高效等各方面的优点，被广泛的应用于隧道工程掘进施工中。由于在掘进施工过程中，不可避免的会遇到各种不同类型的复杂地形，所以，操作人员必须严格的按照地质条件选择刀具并配置刀盘，才能确保隧道工程掘进施工的安全顺利进行。

1、盾构刀具破坏类型及原因

1.1滚刀工作原理安装

盾构机刀盘上的盘形滚刀，在盾构机推力作用的影响下，就会出现直接严谨开挖面的现象。如果盾构机在运行过程中，刀盘旋转推力超出了开挖面强度后，那么就会导致滚刀刀刃下开因为挖面被破坏或者相邻滚刀间开挖面内裂纹之间出现延伸和相互贯通，形成开挖面碎片的崩落。

1.2破坏类型及原因

（1）均匀磨损。滚刀在盾构机掘进作业时，不仅会随着刀盘的旋转自转，同时其还会在掘进距离不断增加的影响下，出现缓慢的磨损现象。这种围绕在滚刀刀圈周边的磨损问题，实际上就是我们施工企业运用盾构机过程中常见的均匀磨损。（2）单边磨损。由于盾构机在掘进作业过程中，滚刀必须在刀盘转动的带动下才能发生自转。所以，只有滚刀满足了轴向转动力矩的要求，滚刀才能在盾构机掘进过程中实现自转的目标。假如盾构机在掘进作业过程中的贯入度无法达到滚刀自转的轴向转动力矩要求的话，就会导致滚刀刀圈单边磨损问题的出现。（3）多边磨损。通过对刀具破损情况的分析发现，滚刀出现单边磨损后，造成的偏角部位应力集中问题，是盾构机刀具出现瞬时旋转和第二边磨损问题出现的重要因素之一。（4）崩刃。崩刀指的就是盾构刀具刃口部分镶嵌的硬质合金片出现的不同程度的折损破坏，就是常见的崩刀。之所以出现这样的问题，主要是因为硬质合金具有硬度高且任性较差的问题，所以一旦刀具与硬质岩石发生了冲撞后就会因为刀具刃口受到冲击而出现断裂的问题。

2、刀具检查及更换

2.1刀盘刀具的检查

（1）刀盘检查。技术人员在检查刀盘磨损时，必须将刀盘磨损程度、主轴承密封油脂、刀盘面板、辐条支柱等作为重点的检查部位，然后根据实际的检查数据判断刀盘磨损程度、轴承以及油脂是否处于正常运转状态。（2）刀具检查。工作人员应该将刀盘上刀具坚实性与稳定性的检查作为刀具检查工作的重点，一旦在检查时出现了刀圈脱落情况时，必须及时检查刀具是否出现折断或者脱落的情况，确保刀具始终保持稳定的运行状态。（3）刀圈磨损量计量。如果工作人员经过仔细检查后，采取测量刀圈磨损程度的方式，准确的判断是否需要及时更换刀具，避免因为刀具更换不及时，影响盾构机运行的效率。

2.2刀具更换

（1）刀盘清理。盾构机在运行一段时间后，工作人员必须按照要求在低温和有氧环境下开展刀盘的清洗工作。（2）刀具拆除。刀盘清洗干净后，工作人员应该及时的使用大扭矩风动扳手拆下刀具固定螺栓，并按照要求将刀具运输至指定位置，然后再借助割枪将螺栓和螺帽去掉，确保刀具拆除工作的顺利完成。（3）刀具组装。工作人员在组装刀具的过程中，必须确保刀具的清洁性与干燥度，才能确保刀具组装工作的顺利完成，对于必须使用割除方法而造成接触面出现损坏情况的话，工作人员应该采取积极有效的措施做好修复和打磨处理的工作。

3、刀具维修及保养技术

3.1换刀计划以防滚刀过度劳

目前，国内常用的滚刀磨损量计算方法主要有以下几种：（1）如果盾构机刀具在盾构掘进作业过程中出现损耗且总推力不变的话，那么盾构机的掘进速度就会出现下降的问题。工作人员就可以根据盾构机掘进参数变化的数据，准确的预测刀具磨损的情况，同时确定更换刀具的时间。（2）工作人员根据相关的数据判断更换盾构机刀具的时间，并做好刀具更换的相关准备工作，避免盾构机刀具因为磨损过度而造成刀盘受损情况的出现，确保盾构机始终处于高效稳定的运行状态，提高盾构机掘进作业效率。

3.2正确安裝刀圈

由于刀圈采用的罕见刚才，具有硬度高、吸收变形能力强、耐磨损等优点。一般情况下，工作人员安装刀圈采用的都是热装的方式，先使用烤箱加热马圈，在马圈加热温度达到规定温度后，再将刀圈套装置刀体的设定位置，最后完成刀圈的安装操作。

3.3调整轴承预紧度

虽然盾构机的刀具轴承能够有效的承载来自于不同方向的应力，如果轴承在盾构机运行过程中出现问题的话，大多是由锈蚀或者刀具密封性能不佳造成的。工作人员如果在检查过程中发现这一问题的话，应该及时的调整刀具轴承的松紧度，才能确保轴承满足盾构机运行的要求。

3.4气密性的检查

工作人员在开展刀具密封安装作业的过程中，不但要确保刀具密封表面的光洁度，而且在正式安装开始前，还应做好刀具表面的清洁与研磨工作，在完成刀具维修工作后，再采取向刀具体内注入压缩气体的方法，对刀具的气密性进行全面的检查，如果在规定时间内刀具内气压保持稳定状态的话，说明刀具的气密性达到了相关标准和要求。

3.5优化掘进参数

由于盾构施工过程中滚刀受到的荷载与其实际的贯入度两者是呈正比的，所以，工作人员必须准确的了解和掌握滚刀最大的可承受荷载值，才能避免因为贯入度过大而导致滚刀出现过载受损的现象，从而达到延长刀具使用寿命的目的。

结束语

总而言之，虽然盾构机在隧道工程施工中发挥着不可替代的作用。但是，操作人员在隧道工程施工过程中，必须切实做好盾构机刀具的检查与维修等相关工作，确保盾构机刀具的检修质量满足隧道工程施工的质量要求，确保盾构机的安全稳定运行，促进盾构机工作效率的全面提高。

参考文献：

[1]张伟.关于复合地层中盾构机刀具磨损的优化研究[J].铁道建筑技术，2018，01：11-14.