盾构机--滚刀修复

盾构机刀盘磨损的修复工艺探讨摘要：在我国经济建设飞速发展的现阶段，基建工程在数量与规模方面均有所增长，所以不可避免的会用到机械化盾构机来开展相关建设活动。

在机械化盾构机当中，刀盘作为掘削机构在其中有着重要作用，例如，开挖地层、保持开挖面的稳定等，同时也因此需要承载较大的载荷与力矩，所以也因此容易出现磨损情况，导致工程建设的施工效率受到影响。

所以，本文重点分析盾构机刀盘磨损的修复工艺。

关键词：盾构机；刀盘；磨损；修复工艺引言：在隧道施工期间，需要使用盾构机来完成土体的开挖以及渣土的排运等工作，确保隧道施工可以快速的完成。

现阶段，随着现代科学技术的不断进步，机械化盾构机在相关隧道工程中得到了广泛的应用，并且应用效果十分显著。

在机械化盾构机工作期间，当中的刀盘由于长期要在较为恶劣的环境下工作，所以会因此导致刀盘出现不同程度的磨损，对工程的开展造成影响，所以要求施工单位可以尽快的完成磨损刀盘的修复，确保工程可以顺利开展。

一、工程实例在某工程中，盾构机的刀具与刀盘在施工过程中出现严重的磨损，具体为：对于刀盘来讲，在其中心区域以及辐条均出现显著的磨损，同时，刀箱与四把双联中心滚到均出现了掉落，还有8把正面滚刀以及6把切刀也同样出现了程度不等的磨损。

所以为了保证工程可以的开展，需要对竖井中的刀盘予以及时修复。

二、刀盘修复工艺胃由于刀盘磨损较为严重，修复工作量较大，且刀盘修复后仍需穿过长30m的上软下硬地层掘进施工，对刀盘修复质量要求较高，因此在刀盘修复前应认真熟悉图纸和施工现场，根据施工方案做好施工准备，并制定刀盘修复方案。

刀盘修复过程如下所述。

1、准备修复材料刀盘材料的材质为Q345B，所以为了确保刀盘在修复之后可以继续稳定使用，所以在修复过程中所选择的材质与之前保持一致。

此外，测量刀盘主梁厚度为80mm，所以需要根据测量后的规格尺寸来现场实施切割，刀座与刀箱均为原厂提供。

2、磨损区域的处理滚刀刀箱、加强筋板以及中心刀盘等磨损区域均要刨除干净，随后用打磨或者火焰切割等方式进一步修整磨损后的刀梁，并要将刀梁焊接表面的金属光泽打磨出来。

盾构机刀盘修复实例刀盘作为盾构的核心部件，是决定工程成败的关键。

由于工作环境恶劣，在掘进中承受大扭矩、大推力和复杂冲变载荷，刀盘容易发生磨损和破坏，因此需及时进行修复。

下面就为大家分享几个刀盘修复实例，为将来类似工程刀盘修复提供参考。

一、上软下硬地层掘进施工盾构刀盘修复案例1台土压平衡盾构机在上软下硬地层掘进过程中，其刀盘和刀具磨损严重，具体如下：刀盘中心直径2.7m范围内刀盘面板及辐条均严重磨耗，4把双联中心滚刀及其刀箱全部掉落，8把正面滚刀及其刀箱全部掉落，6把切刀及其刀座严重磨损，其他刀具也存在不同程度的磨损。

由于该刀盘已无法进行正常掘进，所以专门开挖了竖井，在竖井内进行刀盘修复。

1、准备修复材料刀盘材料为Q345B钢材，刀箱和刀座均由原厂提供成品。

堆焊材料为北京固本KB680耐磨焊丝。

KB680填充碳化钨粒子的复合焊丝，碳化钨粒子进入马氏体基质上，主要用于要求强烈耐磨损工件表面的焊接环境。

进行盾构机刀盘堆焊修复时，焊缝表面成型美观，无渣，单层硬度HRC≥60。

2、处理磨损区域将刀盘中心区域磨损的滚刀刀箱、刮刀刀座、加强筋板和中心刀盘喷口予以刨除；将磨损的刀梁进行打磨或火焰切割修整，并将焊接面打磨出金属光泽。

3、选择焊接工艺为保证修复质量，选取与原厂制造刀盘时相同的焊接工艺。

采取二氧化碳气体保护焊，选用北京固本耐磨焊丝，配合熟练的焊接人员。

焊前需预热焊接部位，焊后须去除焊接部位应力，以避免引起刀盘焊接变形。

采用多层多道焊接方法，保证焊接质量和强度。

4、修复刀盘主梁焊接前采用加热设备加热原主刀梁和新主刀梁之间的焊缝，使其达到120℃后进行焊接。

采用多层多道焊接方法，单条焊缝宽度应≤10mm。

焊接完成后采用保温棉对焊接部位进行一定时间的保温，然后采取振动法消除应力。

为保证主梁间刀箱的安装，对焊后突起进行刨除，保证平面度小于5mm。

5、修复滚刀刀箱和切刀刀座定位新滚刀刀箱部与已安装滚刀刀箱背部处于同一平面。

盾构机刀盘修复盾构机拆解后发现：1、刀盘外圆面磨损。

2、部分主切刀座及原有耐磨钢板已经完全磨耗。

3、刀盘空腔外露没有蒙板覆盖。

4、刀盘面网格耐磨带稀少。

5、原有耐磨板失效。

6、泡沫孔裸露没有保护。

7、原有边刮刀没有固定在刀座上，而是直接与刀盘主体筋板焊接。

8、刀盘里面筋板需要堆焊网格耐磨带。

分析主要原因为隧道穿越的地层主要为粘土沙，其中夹杂中粗砂、砾砂、卵石，砂性土摩擦阻力大，渗透性强，在盾构的推进挤压下水分很快排出，土体强度提高，故不仅盾构推进摩擦阻力大，而且开挖面土压力也较大，对刀盘的磨损会比较严重。

3.1 焊工管理3.1.1 所有焊工须持有有效证件，并且模拟现场焊接符合要求。

3.1.2 焊工精神饱满上岗作业，技能娴熟，操作手法全面。

3.1.3 焊前对焊工进行工艺交底，使焊工掌握具体焊接工艺，熟悉焊材和焊机性能，工艺确定后，焊工要严格执行。

3.1.4 开工前带焊工熟悉施工现场，进行详细的安全教育和管理，使焊工树立安全观念，进行安全操作。

3.2 焊材管理3.2.1焊材入库焊材有齐全的材质证明，并经检查确认合格后入库。

3.2.2 焊材发放焊材由专人发放，并做好发放记录，包括生产批号，施焊焊缝部位。

3.2.3耐磨焊丝检查固本耐磨焊丝只有在烘烤时拆包，拆包时核对焊丝牌号、规格、批号等。

拆包后检查焊丝是否生锈、药皮是否脱落，目测检验不合格的焊条不得进入烘箱，烘干后，对同一生产批号的焊丝进行检查，看药皮韧性及内部焊心是否生锈，如有不合格，这扩大检查，如仍有不合格报告技术负责人处理。

3.3环境管理3.3.1 手工电弧焊现场风速大于8m/s时，采取有效的防风措施后方可施焊。

3.3.2 雨雪天气或相对湿度大于90%时，采取有效防护措施后施焊。

3.3.3 现场需要搭设围挡（施工场地待定）3.3.4 刀盘面向上水平放置，安放支点应牢固可靠。

1、设计尺寸：主视图外径Ф6260mm，剖视图B-B显示：环带直径6230mm，刀盘厚度为450mm，耐磨环带宽度160 mm厚度50mm，耐磨块原有数量56块均匀分布。

作者简介：汪思海（1970—），男，高级工程师复合地层盾构机刀盘磨损修复实施与探讨汪思海（中铁建南方建设投资有限公司，广东深圳 518048）1 前言城市轨道交通地下工程采用盾构法施工具有安全性好、施工效率高的特点。

但是，当盾构机在复杂地质如上软下硬复合地层等条件下掘进时容易出现刀具异常磨损。

若检查、更换刀具不及时，则会进一步磨损盾构机刀盘面板，导致盾构机无法继续掘进。

此时，需进行动火作业对盾构机刀盘进行修复。

由于带压进仓动火作业存在高风险，在很多城市已明令禁止。

因此，需要采取一定的技术措施，实现常压开仓条件，进行开挖仓内常压动火作业。

本文通过在穗莞深城际铁路上软下硬复合地层条件下采取技术措施，实现盾构常压开仓动火作业刀盘修复，可供同样条件下的盾构施工借鉴。

摘 要：针对盾构机在复杂地质条件下掘进时刀具易异常磨损且动火作业修复危险度高的问题，依托上软下硬复合地层条件下穗莞深城际铁路盾构法施工隧道工程，首先分析工程地质、水文条件及刀具磨损原因，然后提出3种不同修复方案并分析其优缺点，确定采用素混凝土地下连续墙加固体+工作井模式，通过采取技术措施实现盾构常压开仓动火作业修复刀盘的成功实践，为同样条件下的盾构施工提供经验借鉴。

关键词：城市轨道交通；复合地层；盾构机；刀盘磨损；修复中图分类号：U455.392 工程概况2.1 项目概况穗莞深城际铁路深圳机场～固戍工作井区间右线设计起迄里程为DK0+000～DK4+347.43，长4 347.43 m ， 左线设计起迄里程为DK0+000～DK4+368.23，长 4 368.23 m ，其中下穿海域段长3160 m 。

区间隧道为标准双洞单线圆形断面，盾构法施工，线间距10～16 m ，区间覆土厚度10.6～53.4 m 。

区间采用2台开挖直径为9 140 mm 的间控式泥水平衡盾构机施工。

左、右线均采用分体始发方式，始发场地设在深圳机场站大里程端。

2.2 停机情况说明区间右线盾构机掘进至 320 环时，因掘进参数出现异常，遂停机组织带压进仓检查，发现 7#、8#中心刀偏磨较严重，刀座及其轨迹范围刀盘面受到一定程度磨损。

盾构机刀盘非正常磨损洞内修复方案概述摘要：刀盘是机械化盾构机的掘削机构,具有开挖地层、稳定开挖面、搅拌渣土等功能,并承受大扭矩、大推力和冲击载荷的作用,其工作状况非常恶劣。

因此,刀盘在盾构推进过程中将会不可避免地出现磨损。

基于此，文章结合具体实际分析盾构机刀盘非正常磨损的原因，制定洞内修复方案。

关键词：盾构机；刀盘；非正常磨损；洞内修复1刀盘现状1.1地质情况区间隧道掘进断面处于全断面中风化灰岩，根据区间地质勘察报告，隧道洞顶上覆基岩较薄，洞身（局部位于土层内）及洞底均位于基岩内，地下水位线下，岩溶中等发育，局部强发育，综合围岩等级Ⅴ级。

岩层天然单轴抗压强度在28.81~54.90Mpa。

1.2损坏情况开仓检查后初步发现刀盘钢结构磨损严重；刀盘中心双刃滚刀掉落三把、三个中心刀箱磨损严重、1号和2号泡沫喷孔严重磨损、刀具磨损检测1/3号磨损检测点内嵌式防护板掉落、超挖刀防护板掉落、单刃滚刀掉落一把、搅拌棒变形两根，回转中心连接处防护盖板螺栓松动。

图1 掌子面刀具轨迹图2 损坏情况图3刀盘中心磨损区域经进一步检查，发现刀盘、刀箱出现多处裂纹裂纹，刀盘结构受损严重。

具体受损情况统计如下表：表3-1 刀盘裂纹情况图4 刀盘裂纹情况2原因分析根据掘进参数、历次开仓检查结果及地质情况判断，原因分析如下：1）岩石强度高。

翟~师区间中风化灰岩地质坚硬，且地层中含水量及其变化较大，在掘进过程中容易出现喷涌现象，其次区间详勘报告中岩层强度低于实际岩石强度，在强度高的中风化灰岩地层中连续掘进容易导致刀具磨损。

2）溶洞发育。

溶洞的存在使得掌子面不平整，掘进中刀盘振动较大、扭矩波动较大，导致刀盘受力不均，出现滚刀部分受力的情况，刀具切削时挤压受力不均匀,发生啃齿或者磕刀的情况，容易造成刀圈断裂或崩刃的情况。

当刀具受损，一旦发生偏心载荷，很容易导致刀盘扭腿部开裂。

3）掘进参数不合理。

推进时总推力较大（2300-2700T），掘进速度为1~5mm/min，刀盘转速2-2.3r/min，刀盘扭矩偏高2000-3000KN.m；渣温高48度左右。

探讨盾构机掘进中刀具损坏及维修措施发布时间：2021-06-11T09:57:40.837Z 来源：《基层建设》2021年第5期作者：黄德荣[导读] 摘要：盾构机作为隧道掘进的专用机械设备，掘进作业中需要结合不同地质条件选择刀具。

广东华隧建设集团股份有限公司 510000摘要：盾构机作为隧道掘进的专用机械设备，掘进作业中需要结合不同地质条件选择刀具。

遭遇硬岩地段，容易发生刀具损坏问题，还要结合损坏情况采取科学维修措施，确保盾构施工顺利开展。

因此，本文分析了盾构刀具的选择，论述了刀具磨损对盾构施工的影响，分析了刀具的失效形式，提出刀具管理和维修的措施。

关键词：盾构机掘进；刀具损坏；维修措施1.盾构机刀具选择在盾构机掘进过程中，刀具作为重要部件，要根据地质、地形等条件进行选择，保证刀具质量和性能符合施工要求。

根据盾构机工作原理可知，刀具对岩石进行破除时分为切削和滚压两种方式，滚压破岩方式，是利用滚刀在岩石上旋转施加剪切力和冲击力，促使岩石被压碎和碾碎，适用于硬土、砂砾丰富和岩石多的地段。

切削方式是利用刮刀等切削刀具沿着运动轨迹对岩石进行切削，适用于砂层、土层和软质地岩石地段。

结合岩石硬度、地层条件等因素，对硬岩土层开挖时通常选用滚刀，开挖砂质地层通常选用切刀，配合采用边缘刮刀能减少刀具的磨耗。

合理选择刀具，才能保证盾构机发挥最大效能。

而在盾构机掘进过程中，刀具或多或少将发生磨损，遭遇不同地形条件会造成刀具发生不同程度的损坏，必要时应更换刀具，保证刀具锋锐度，继而使掘进施工在规定时间内完成。

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。

盾构机掘进中刀具损坏及维修措施探讨摘要：盾构机在掘进过程中通过硬岩地段时，刀具、刀盘极易损坏，这种情况下，换刀、修复刀盘的技术就显得尤为重要。

本文对盾构机在掘进过程中刀具、刀盘的损坏情况进行了分析，并提出了维修措施。

关键词：盾构机；刀具，损坏，维修盾构机在掘进的过程中，往往会遇到各种复杂的地形。

由于底层的变化性非常大，这就决定了盾构机在刀盘的配置及刀具的选择上非常关键，刀盘的配置及刀具的选择要根据地质条件来选择。

合理的刀盘配置及刀具选择对与保证刀具的使用寿命，工程的顺利进行具有重要意义。

1盾构刀具1.1刀具的破岩原理盾构刀具的破岩方式分为滚压破岩和切削破岩。

1.1.1滚压破岩滚压破岩是在底层中利用盘形滚刀滚动产生冲击压碎和剪切碾碎的作用来破碎岩石。

滚压破岩一般适用于岩石、硬土层及含有砂粒和卵石地质的破碎。

其使用的主要刀具为滚刀。

1.1.2切削破岩切削破岩是通过切刀刀刃施力将岩体外层剪切剥离的方式来破碎岩石。

切削破岩一般适用于土、砂层和软岩地质的破碎。

其主要适用的刀具为切刀。

1.2刀具的选择盾构机的刀具要根据施工地区地质特点来选择适用的刀具进行碎岩作业。

2盾构掘进速度和刀具消耗对盾构施工的影响刀具的更换主要是根具两点来进行判断的。

一是刀具是否适合当前岩层的掘进作业，通常情况下，在盾构掘进的过程中，要结合前期工程地质勘察的结果来对地层进行初步分析。

再结合掘进中土层的剥离情况对当前的岩层进行判断，以选择使用的刀具，如果有必要，可以开仓进行检验，以保证分析结果的准确性。

二是刀具的磨损程度是否达到了设计磨损值以及刀具是否损坏。

首先结合盾构掘进时，不同地层对刀具的磨损量以及掘进的速度来进行判断刀具的磨损量，然后开仓验证，以此来作为更换刀具的依据。

刀具的具体损耗量的计算要通过刀具的运行距离与掘进的速度计算处刀具在进行每一环距离内体积的磨损量，然后在用隧道的中提掘进体积来除以这个值，就能得到一个刀具消耗数量的大概值（不考虑遇到特殊情况）。

盾构机单刃滚刀维修刀流程维修滚刀流程一、准备工作：A、安装前，保持工作环境清洁。

准备好安装所必需的部件、工装工具：B、合格的零件进入装配区（不允许有毛刺、铁屑、锈斑）C、装配过程中，为保持清洁，严禁带手套作业D、浮动密封件只能在安装前从包装内取出密封件，防止研磨面的损坏，轴承只能在安装前拆开包装，以免使轴承受到污染E、准备好所有需要安装的自制件，配件，并在安装前切底清洗1)、去除毛刺，清除腔体、所有配合面、螺纹孔、油塞孔的灰尘、油污2)、清除后，压缩空气吹干后才能安装二、整刀装配：A、安装轴承外圈1.将刀体放置工作台上，在刀体安装轴承的内孔处和轴承外圈处涂上一薄层抗咬合剂；2.将轴承外圈平直放在刀体内孔处，若不平整，可使用胶木榔头或铜棒敲打使其垂直，盖上轴承外圈安装压板。

注：禁止使用榔头敲打轴承外圈，以防轴承外圈损坏。

3.调整压力，将轴承外圈压入刀体内。

4.同样方法安装另一轴承外圈。

注：必须确保轴承外圈被平直压入。

如果轴承外圈进入刀体孔时严重不平直，则轴承外圈应取出，并检查刀体内孔是否有损坏B、刀圈安装：1.将刀体垂直放置，挡圈槽朝上。

2.清理刀圈内径和刀体安装刀圈处，去除表面油渍；3.将刀圈放入烘箱并定温190-200℃，保温90-120min；4.将加热好的刀圈套入刀体，紧靠轴肩；注：如果刀圈卡住，则用专用工装压机压入至刀体轴肩。

C、安装挡圈1.将挡圈装入刀体挡圈槽内，焊接槽位置朝上。

2.采用专用工具夹住挡圈外圆，将工装的空隙处对准挡圈焊接槽处3.采用电焊机将挡圈焊牢。

（4个焊点均布，每处焊点长度约为60-80mm）注：电焊时，采用就近接地原则焊接，不要在刀圈的表面进行起弧。

确保焊接电流不从刀体通过。

4.待刀体冷却至室温后装配。

D.安装下端油盖塞将密封胶涂在堵头螺纹上，将油塞缠上生胶带，扳手拧紧在下端盖上。

E、将一O型圈套入轴O型圈槽内，并在轴及O型圈表面涂上一薄层抗咬合剂。

F、将轴垂直放置，下端盖套入轴上，螺纹端朝上。

盾构机刀具修复技术采用盾构法修建地铁隧道，施工进度较快，建设质量好，而且施工过程中不需要降水，可以节省大笔费用。

但由于盾构机及配套设备、设施的采购和制造费用很高，而且施工过程中所用多种消耗材料费用也不低。

所以，采用盾构法的施工成本与传统施工方法相比，并无优势可言。

在保证工程质量的前提下，如何有效地降低施工成本，成为企业在市场竞争中面临的一个紧迫问题。

对磨损周边刀进行修复利用，就是在降低施工成本方面进行的一次有益尝试。

1盾构机刀具磨损情况需要修复的这批磨损周边刀是在完成520环（约630m）隧道掘进后更换下来的。

刀具的2/5已经被磨损，其情况见图1，刀具磨损部分是正对被切削土体的迎土面部分。

刀具迎土面部分，在盾构刀盘旋转时承受很大的摩擦作用力，摩擦力的大小与千斤顶的推力成正比；另外，周边刀安装于刀盘的最外边，刀盘旋转时该位置的线速度也最大；再有，由于处于边缘位置，离泡沫出口的位置较远，在盾构机掘进过程中该位置的刀具无法得到良好的润滑。

以上多种因素导致了该部分的磨损最严重。

2盾构机刀具修复工艺确定从图1中可以看到，磨损的周边刀仅剩下一个安装孔是完好的。

修复工作的主要任务，一是完成另外两个安装孔的修复；二是完成切削刃和表面耐磨层的修复。

据此确定总的思路是：铸造一块与原刀具本体成分相同、形状与缺损部分一样的钢块，与残刀焊接在一起；然后，在修复的刀具上堆焊切削刃和耐磨层；再以原来的安装孔为基准，根据图纸的尺寸要求加工另外两个安装孔；最后，对刀具与刀盘的安装表面进行一次精加工。

2.1修复体材料的选择及制造为保证修复刀具的工作性能不降低和便于与残体进行焊接，决定采用与原刀具本体材质相同的材料对其进行修复。

通过实验室化验分析，确定原刀具本体材料为退火状态的20Mn2。

根据原图纸和磨损刀具实物，设计加工了2个修复体模具（左右各1个）；然后，利用小冶炼炉进行修复体的翻砂铸造，并对工件外表面进行喷丸处理。

2.2修复体与刀具残体的焊接由于刀体较厚，断面为三角形，且整个刀具的外形不规整，要将修复体与残刀直接焊接难度很大。

滚刀维修方案说明盾构机滚刀的性能对盾构正常掘进起着决定性作用，滚刀使用一段时间后会发生不同程度的失效，正确分析失效原因并修复，使其恢复完好的使用功能十分重要！我们拥有一批经专业培训合格的滚刀维修人员，同时配有专用维修工具，能提供优质的滚刀维修服务。

滚刀维修工序1.维修前的检修工作高压水冲洗滚刀→检查轴承与密封情况→检查扭矩→填写检查记录2.更换刀圈车削滚刀挡圈→液压机压出刀圈→刀体油液浸泡→刀圈热镶→焊接挡圈3.刀体解体刀体解体→检验并分析零件损坏→修复可修复件→装配→测启动扭矩→跑合→试压滚刀拆装时，须对其每个零件作好完好性记录和整刀的参数记录，同时结合滚刀的工况，分析刀具失效的具体原因，以便使修理能最大限度恢复整刀的使用性能！如果出现严重损坏的滚刀，必须更换轴承（美国TIMKEN、密封圈为意大利GNL）或内部其他零部件。

我公司新制或维修滚刀有关技术条件1.刀圈技术条件刀圈材料：聊城天工工具有限公司与驻北京一材料研究所共同研发的一种新型材料，采用特殊的冶炼工艺，比同牌号正常交货状态多增加了十几项特殊工艺参数要求，可适合制作不同地质条件的滚刀刀圈。

毛坯制作工艺流程：刀圈主要尺寸：见附图刀圈技术性能：冲击韧性：（常温AKU）：12～19抗压强度（MPa）：2350～2750延伸率（%）：5.0～7.0外围延伸内圈24mm硬度（HRC）58～60，顺延中间硬度（HRC）35～58，内圈13mm硬度（HRC）35～50。

刀圈产品检查：无损硬度检查无损超声波探伤三维尺寸检查2.整体滚刀技术条件轴承：TIMKEN公司制造浮动密封：意大利GNL公司生产浮动密封座、左右端盖：材料：42CrMo HRC36±3 芯轴：材料：42CrMo HRC42±32.4. 润滑油：型号：美孚 SHC6303. 整体滚刀装配我公司所生产的滚刀，滚刀刀圈与刀体装配采用新型研发的结构，比常规结构多出两套浮动密封座组件，并增加防尘密封组件，整体结构设计合理，该结构已申报国家专利。

维修滚刀流程一、准备工作：A、安装前，保持工作环境清洁。

准备好安装所必需的部件、工装工具：B、合格的零件进入装配区（不允许有毛刺、铁屑、锈斑）C、装配过程中，为保持清洁，严禁带手套作业D、浮动密封件只能在安装前从包装内取出密封件，防止研磨面的损坏，轴承只能在安装前拆开包装，以免使轴承受到污染E准备好所有需要安装的自制件，配件，并在安装前切底清洗1）、去除毛刺，清除腔体、所有配合面、螺纹孔、油塞孔的灰尘、油污2）、清除后，压缩空气吹干后才能安装、整刀装配：A、安装轴承外圈1. 将刀体放置工作台上，在刀体安装轴承的内孔处和轴承外圈处涂上一薄层抗咬合剂；2. 将轴承外圈平直放在刀体内孔处，若不平整，可使用胶木榔头或铜棒敲打使其垂直，盖上轴承外圈安装压板。

注：禁止使用榔头敲打轴承外圈，以防轴承外圈损坏。

3. 调整压力，将轴承外圈压入刀体内。

4. 同样方法安装另一轴承外圈。

注：必须确保轴承外圈被平直压入。

如果轴承外圈进入刀体孔时严重不平直，则轴承外圈应取出，并检查刀体内孔是否有损坏B、刀圈安装：1. 将刀体垂直放置，挡圈槽朝上。

2. 清理刀圈内径和刀体安装刀圈处，去除表面油渍；3. 将刀圈放入烘箱并定温190-200T，保温90-120min；4. 将加热好的刀圈套入刀体，紧靠轴肩；注：如果刀圈卡住，则用专用工装压机压入至刀体轴肩。

C、安装挡圈1. 将挡圈装入刀体挡圈槽内，焊接槽位置朝上。

2. 采用专用工具夹住挡圈外圆，将工装的空隙处对准挡圈焊接槽处3. 采用电焊机将挡圈焊牢。

（4 个焊点均布，每处焊点长度约为60-80mm）注：电焊时，采用就近接地原则焊接，不要在刀圈的表面进行起弧。

确保焊接电流不从刀体通过。

4. 待刀体冷却至室温后装配。

D. 安装下端油盖塞将密封胶涂在堵头螺纹上，将油塞缠上生胶带，扳手拧紧在下端盖上。

F、将轴垂直放置，下端盖套入轴上，螺纹端朝上。

G、按以下方法安装轴承内圈。

1. 轴承内圈放入烘箱并定温120C，保温60min。

盾构机刀盘修复方案一、工程概况二、编制依据三、一号机概况目前1号机已掘进000环,刀盘里程为掘进距离为915米，隧道埋深42米。

地质为全断面弱风化片麻岩，岩石强度达到80MPa以上。

对刀具以及刀盘的磨损都非常严重，刀盘开口环空隙从出厂时的8-9cm磨损至14-16cm。

为了防止出现其他此生故障必须对刀盘进行修复，刀盘修复定在掘进至589环位置。

四、刀盘修复工艺及方法1、刀盘修复焊接工艺因为刀盘采用材质为Q345结构钢，而复合板采用的是Q235结构钢，两种材质所含合金成分有所区别，选择更高一级别的焊接材料。

所以焊接用材为E71二氧化碳保护焊丝，E71满足焊接需求。

修复刀盘所用材料为双层耐磨复合板,其中基板是厚度为15mm的Q235板材，耐磨层为碳化钨及碳化铬，厚度为10mm。

按需要订制为200×220mm和200×140mm 两种规格，各130块。

因为在刀盘前方不具备人员进入条件,焊接人员在土仓中进行操作,对焊接钢板采用三面焊接,即土仓面及刀盘方向两面，刀盘前方面空余，耐磨复合钢板与刀盘的焊接采用CO保护焊；其他磨损较面积较小位置采用堆焊。

2机具及人员表：焊接要求：⑴焊接前必须将焊接表面用角磨机打磨干净，清除水、油、锈斑等污染；⑵耐磨板采用错位拼接如图：⑶角道焊接必须保证12mm焊高。

焊缝要饱满、连续。

保证无焊渣、气泡及空洞。

⑷刀盘其他位置补焊。

在刀盘修复过程中，刀盘其他位置如果发现磨损时，视情况进行抢救性的补焊，选用D707堆焊焊条进行补焊。

五、安全文明施工1、施工前对作业队伍进行安全教育，防止施工过程中出现安全问题。

2、施工作业时保证为施工队伍配备安全防护装备。

3、对于易产生危险的区域设置警示牌，做好安全支护。

4、派专职安全员在人舱口时刻观察掌子面情况，做好安全预警。

5、在土舱内准备两台7.5千瓦的污水泵，随时对土舱内地下水进行排出。

6、用电保证遵守用电规章制度。

7、在进入土仓前检查土仓空气质量，如有有害气体必须换气达到要求后方可进仓。

浅析北京地下直径线盾构机刀盘损坏原因及修复发表时间：2016-08-17T16:20:44.477Z 来源：《建筑建材装饰》2015年8月上作者：贾超[导读] 对北京地下直径线工程盾构机刀盘损坏情况进行原因分析.（北京铁路局工程质量安全监督站，北京100860）摘要：对北京地下直径线工程盾构机刀盘损坏情况进行原因分析，总结并提出修复意见，为其它相似工程提供参考。

关键词：北京地下直径线；盾构机；刀盘磨损；刀盘修复前言北京站至北京西站地下直径线，是国内第一条城市地下大跨径单洞双线铁路隧道；设计采用一台直径11.97m的泥水盾构机从西向东独头掘进。

2011年3月13日，盾构机顺利穿越特级风险源地铁4号线宣武门站后到达计划停机7#点（里程DK4+438），施工人员带压进仓检查盾构机刀盘时发现刀盘磨损严重，存在四道环形凹槽同时大量刀具、刀座损坏；此时盾构机已累计掘进2358.5m，尚剩余2813m，已通过地铁4号线宣武门车站105m。

为了盾构机能安全的完成剩余工程，必须对刀盘损坏原因进行全面分析，并进行修复。

本文结合工程实际情况，浅谈一些看法。

1盾构机刀盘损坏过程北京地下直径线在DK4+615～DK4+495段下穿地铁4号线宣武门车站。

地铁4号线宣武门站为三拱两柱双层车站，车站宽22.9m，主体结构对应北京直径线里程为DK4+567～+543。

设计采用“板凳桩－托护梁+注浆”的方法对宣武门车站进行预加固。

2006年10月21日至2007年3月10，完成对4号线宣武门车站的预加固施工，2011年1月11日至16日，为确保顺利穿越特级风险源宣武门站，盾构机在按计划在6#停机点（里程DK4+612.773）进行了系统检修；1月27日，盾构机进入地铁4号线宣武门站主体结构范围内3m 时，掘进参数有较大变化，施工人员带压进仓检查时发现6mm厚带网眼的钢板碎片，疑为降水井的滤水管；经与施工地铁4号线宣武门车站的降水工程的建设、施工单位进行沟通，确认该钢板为地铁4号线宣武门车站内未拔除的降水井滤水钢管残片。

大直径盾构机刀盘修复及改进技术摘要：本文对广深港客运专线益田路隧道盾构机刀盘的严重磨损进行了分析，通过分析大直径盾构机刀盘在复合地层施工时刀盘磨损的原因，研究制定了可行的现场修复方案，并对刀盘进行了有效的改进，增强了刀盘的结构强度，使其更加适应本工程下一区间的盾构掘进施工，延长了刀盘使用寿命。

关键词：盾构机；大直径；刀盘；磨损；修复；改进1.1 刀盘概况刀盘是盾构机的主要构件，是掘进破岩的直接执行机构，S-550盾构机的刀盘是由4边块+1中心块组成的钢结构，刀盘开挖直径13.23m，重约319 t，刀盘面板开口率25%。

配置17＂中心双刃滚刀6把，17＂单刃滚刀73把，正面刮刀106把，边缘刮刀56把，超挖刀2把。

S-550刀盘在已完成的广深港客运专线益田路隧道1370m的盾构区间段，穿越的地层主要有微风化花岗岩、混合岩，中风化花岗岩、混合岩，强风化花岗岩、混合岩，全风化花岗岩、混合岩。

隧道大部分地段全断面为中、微风化混合岩或花岗岩，局部地段洞身穿越残积土、全、强、中微风化岩层，隧道开挖面上软下硬，且隧道断面岩石的石英含量平均高达72.02%，对刀具及刀盘的磨损与损坏非常大，因此为保证刀盘在转场进入广深港客运专线皇岗隧道盾构区间段的盾构施工时，能够长时间连续正常运转，就必需对S-550刀盘进行全面细致的检查鉴定，以全面了解其现状，制定全面整修方案。

图1 S-550盾构机刀盘1.2 刀盘存在的问题1.2.1 焊缝裂纹在盾构掘进过程中，由于刀盘承受复杂的压力、扭矩等载荷以及剧烈的振动与冲击、温度变化都会使刀盘产生裂纹。

刀盘表面经过清洗后对刀盘钢结构进行检查，检查发现在3个部位出现焊缝裂纹。

（1）刀盘的8个牛腿的加强筋焊缝开裂，裂纹已扩展至母材。

图2 刀盘牛腿加强筋裂纹（2）刀盘的中心分块与边分块连接处附近的80mm厚的侧板与筋板之间焊缝开裂，共计有10处裂纹，部分裂纹已扩展至母材。

图3 刀盘中心块与边分块连接处裂纹（3）刀盘各辐臂侧面封板与背面封板的焊缝开裂，共计有32处裂纹。