盾构机刀盘修复及改进技术研究

盾构机刀盘磨损的修复工艺探讨

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。

复杂地层盾构机刀盘刀具优化设计研究

复杂地层盾构机刀盘刀具优化设计研究摘要：在盾构法隧道穿越江河过程中，刀盘刀具是保证盾构施工的重要部件，在盾构施工时，选用何种刀具配备通常取决于盾构机掘进的地层条件。

本论文以西气东输二线北江盾构穿越工程为例，介绍了盾构机刀具的种类和切削原理，并针对广东地区特殊地质情况，优化设计泥岩等复杂地层盾构机刀盘刀具的配置。

关键词：北江盾构；刀具种类；切削原理；优化设计Abstract: In the process of shield tunnel across the river, cutter head is the guarantee of the importantcomponents of shield construction . Choose tools type In shield tunnel usually depends on shieldconstruction machine tunneling formation conditions. This paper introduces the type of shield constructionmachine tools and cutting principle on the basis of the west-east second line of shield beijiang river projectand according to situation of guangdong area complex stratum, it optimize Cutter head configuration whenshield tunnelling in shale and sandy1 盾构机刀具种类刀具是是盾构机重要的部件，在盾构施工时选取何种刀具通常取决于盾构机掘进的地层条件。

为了适应从软土到硬岩不同地层的切削，开发了不同种类的切削刀具。

地铁盾构机施工中的刀盘及刀具改造技术

地铁盾构机施工中的刀盘及刀具改造技术摘要：盾构法是地铁区间隧道施工常用的方法，地质水文适应能力强，对地面交通影响很小，对施工周边环境的振动和噪声等干扰较小，地面沉降控制比较好，对周边地下管线、地面建筑物和构筑物及周围环境的影响比较小，施工速度比较快，工程质量比较高。

关键词：地铁盾构机；施工；刀盘；刀具；改造刀盘是盾构的主要工作部件，不同地质地层应采用不同的刀盘结构形式及刀具布置，刀盘及刀具的好坏关系到盾构施工的成败，影响盾构掘进的速度和效益，甚至关系到盾构施工的成败。

一、刀具工作原理1.刮削类刀具的工作原理。

在刀盘推力的作用下，刮刀嵌如岩渣或岩层中，刀盘带动刀具转动时刮削岩层，在掌子面形成一环环犁沟，特点是效率高，刀盘转动阻力大。

在软土地层或滚刀破碎后的渣土通过刮刀进行开挖，渣土随刮刀正面进入渣槽，因此刮刀既具有切削的功能也具有装载的功能2.盘形滚刀工作原理。

刀盘在纵向油缸施加的推力作用下，使其上的盘形滚刀压入岩石；刀盘在旋转装置的驱动下带动滚刀绕刀盘中心轴公转，同时各滚刀还绕各自的刀轴自转，使滚刀在岩面上连续滚压。

刀盘施加给刀圈推力和滚动力（转矩），推力使刀圈压入岩体，滚动力使刀圈滚压岩体。

二、施工中的刀盘修复和改造1.施工过程中发生的刀具和刀盘严重磨损，北京地铁某标段从第2个区间开始隧道掘进施工，第2个区间完成后，盾构机再掘进施工第1个区间。

盾构机在第2个区间始发后，当掘进至在282环开始，推进速度放慢，推力和扭矩增大，泡沫注入量开始增大;掘进至287环时，推进速度明显减缓，刀盘扭矩增大，泡沫注入量大量增加，渣土温度较高，推进耗时约219分钟;至288环时，刀盘扭矩快速剧烈上升，推进停止。

经过分析，发生此现象的主要原因可能是之前在黏土和圆砾层掘进中，黏土在刀盘中部黏结，在挤压和相互间摩擦的作用下，膨润土、泡沫和地层中的砂石黏土在刀盘中部发生固结，刀盘开口率逐渐减小。

在第287和288两环的施工过程中，刀盘开口率迅速减小，造成排土不畅，扭矩和推力增大。

盾构机刀盘修复

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。

盾构机主驱动和刀盘管路优化技术

盾构机主驱动和刀盘管路优化技术盾构机的主驱动技术是影响整个盾构机性能的关键因素。

主驱动技术的优化可以提高盾构机的推进速度、提高施工效率，并有效控制盾构机的运行成本。

1. 电动机系统的优化在盾构机的主驱动系统中，电动机是最核心的部件。

通过优化电动机系统，可以降低能耗、提高输出功率、增强稳定性和可靠性。

目前，随着电机技术的不断发展，高效、低噪音、低能耗的电机已成为主流选择。

采用变频调速技术可以使盾构机在不同地质条件下有更好的适应性，提高推进效率。

盾构机的推进主要依靠液压系统，因此液压系统的优化对于盾构机的推进性能至关重要。

在液压系统的设计中，需要考虑流量、压力、温度等因素，选用高效、稳定的液压元件，优化管路布局和配比，以确保盾构机的稳定推进。

盾构机的控制系统是其“大脑”，对于整个机器的操作和安全至关重要。

通过优化控制系统，可以实现盾构机的智能化、自动化和远程控制。

控制系统的优化还可以降低操作难度、提高施工精度和可靠性。

二、刀盘管路优化技术刀盘是盾构机推进的关键设备，其管路系统的优化对于盾构机推进效率和质量都有着重要的影响。

1. 优化刀盘结构刀盘结构直接影响刀盘的切削性能和耐磨性。

通过优化刀盘结构，可以提高切削效率、延长刀具使用寿命。

目前，一些先进的刀盘结构设计采用了多层次、多角度的刀片布置，以增加刀片的受力面积和切削角度，提高切削效率和稳定性。

2. 输送系统优化刀盘的切削作业离不开输送系统的支持。

输送系统的优化影响着切削碴的处理和盾构机的推进速度。

通过优化输送系统的设计和布局，可以降低碴料的粘结和回填，提高碴料输送的效率和稳定性。

在盾构机施工中，泥浆系统是用来控制地层稳定和润滑切削的重要系统。

泥浆系统的优化可以改善地层稳定性，减少切削阻力，减少刀盘磨损，提高切削效率。

优化的泥浆系统还可以降低泥浆消耗，减小对环境的影响。

盾构机主驱动和刀盘管路优化技术的发展对盾构机的施工效率、安全性和环保性都有着重要的影响。

盾构机掘进中刀具损坏及维修措施探讨

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）。

盾构机主轴承的轴承故障与修复技术

盾构机主轴承的轴承故障与修复技术盾构机主轴承是盾构机中重要的部件之一，起着支撑和转动刀盘的关键作用。

然而，由于长时间高负荷运转，主轴承可能会发生故障，影响盾构机的正常工作。

本文将探讨盾构机主轴承的常见故障原因以及相应的修复技术。

首先，了解主轴承的构造及工作原理对于故障的分析和修复非常重要。

主轴承通常由内圈、外圈、滚动体以及保持架等组成。

主轴承承受来自刀盘的扭矩和轴向力，并在高速运转的同时保持较小的振动。

然而，由于工作环境的恶劣条件和长时间的运转，主轴承可能会出现以下故障。

一、疲劳断裂疲劳断裂是主轴承常见的故障形式之一。

长时间高速运转会导致主轴承内圈和外圈的疲劳裂纹逐渐扩展，最终导致轴承的断裂。

造成疲劳断裂的原因主要有以下几点：1.负荷过大：盾构机工作时所受的负荷过大会导致主轴承在运转过程中产生较大的应力，从而加速轴承的疲劳断裂。

2.润滑不良：不良的润滑导致主轴承表面的润滑膜被破坏，使得轴承表面出现划痕，进而加速疲劳断裂的发生。

修复技术：针对主轴承的疲劳断裂问题，一般采取以下修复技术：1.更换轴承：当主轴承发生疲劳断裂时，常规的修复方法是将断裂的轴承更换为新的轴承。

更换轴承时，需要注意选择合适的轴承型号和品牌，确保其质量可靠。

2.强化润滑系统：改善润滑条件可以有效减少疲劳断裂的发生。

通过增加润滑剂的供给，维持良好的润滑膜，减少轴承表面的磨损，从而延长轴承的使用寿命。

二、磨损除了疲劳断裂外，主轴承还容易发生磨损。

磨损可能是由于长时间工作导致轴承表面的润滑膜破坏，也可能是因为入侵物质（如尘土、水分等）导致轴承表面磨损。

造成磨损的原因主要有以下几点：1.润滑不良：不良的润滑条件会导致轴承表面的润滑膜被破坏，使得轴承表面出现磨损，甚至裸露金属表面。

2.入侵物质：盾构机作业环境中存在大量的尘土、水分等入侵物质，这些物质进入轴承内部后会与润滑剂发生化学反应，导致轴承表面磨损。

修复技术：针对主轴承的磨损问题，常见的修复技术如下：1.轴承研磨：对于表面轻微磨损的主轴承，可以采用轴承研磨技术进行修复。

盾构机刀盘与刀箱开槽修复技术研究

工程技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald56DOI：10.16660/ki.1674-098X.2018.19.056盾构机刀盘与刀箱开槽修复技术研究王伟金靳党鹏(中交天和机械设备制造有限公司江苏常熟 215500)摘要：刀盘是盾构机的主要工作部件，不同的地质对刀盘的结构形式和刀箱刀具的布置情况要求不同，刀盘的好坏决定了盾构的开挖性能，甚至影响整个盾构工程的成败。

盾构机在穿越软硬交替、上软下硬等复合地层时，刀盘、刀箱易出现异常磨损，本文通过研究在稳定的全断面岩层中，刀盘前方开凿维修槽，维修、更换刀盘及刀箱工艺，总结了一套较为完整的施工技术，以期为类似工程提供有益的借鉴。

关键词：盾构机刀盘刀箱修复维修槽焊接面板耐磨板中图分类号：U455.3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)07(a)-0056-02某轨道交通工程盾构机在穿越上软下硬地层时，进仓检查刀具时发现刀盘、刀箱、刀具有磨损和脱焊现象，已严重影响正常的掘进，必须采取全面修复，以确保盾构机的正常掘进。

如果在采用地面开挖的方式将刀盘拆解吊出维修，一方面受场地条件制约，另一方面成本高、周期长，而且会严重影响工期和造成不良的社会影响，因此制定刀盘、刀箱维修方案原则是：(1)洞内维修；(2)按原设计进行复原；(3)根据现场情况对刀盘、刀箱进行适当改进。

1 工程概况盾构机在穿越上软下硬的复合地层时，发现盾构机的推力和扭矩明显增大，超出报警值。

开仓检查后，发现刀盘面板和刀箱磨损、刀箱与主梁脱焊、刀具损坏严重(见图1)。

2 刀盘、刀箱维修方案分析采用爆破预处理，并用双液浆进行封堵，使盾构机进入全断面硬岩层。

在刀盘中心至右侧打维修槽，并安装钢管支架，确保维修作业安全(见图2)。

2.1 刀箱由于刀具磨损较为严重，滚刀刀箱与主梁脱焊，损坏严重的从新安装新刀箱，其余的补焊刀箱与主梁之间的焊缝；中心刀刀箱为八联整体刀箱，空间限制无法更换，故中心刀箱采用焊接修复。

盾构机主驱动和刀盘管路优化技术

盾构机主驱动和刀盘管路优化技术【摘要】盾构机主驱动和刀盘管路优化技术在地下隧道施工中扮演着关键角色。

本文首先介绍了这项技术的意义和发展背景，指出其在提高盾构机施工效率、减少能耗、保障施工安全等方面的重要作用。

接着详细分析了盾构机主驱动系统、刀盘管路系统的优化技术，并探讨了它们之间的协同优化和智能化应用。

通过案例分析验证了这些技术的实际效果。

展望了盾构机主驱动和刀盘管路优化技术的未来发展方向，总结了其重要性，展望了其市场前景。

该技术的不断创新和应用将进一步推动盾构机施工领域的发展，为地下工程建设提供更加高效可靠的解决方案。

【关键词】盾构机主驱动、刀盘管路、优化技术、系统、协同、智能化、案例分析、未来发展、重要性总结、市场前景、发展背景、意义。

1. 引言1.1 盾构机主驱动和刀盘管路优化技术的意义盾构机是一种用于地下隧道掘进的重要设备，主驱动和刀盘管路是盾构机的核心系统。

优化这两个系统的技术对于提高盾构机的掘进效率、降低设备运行成本、保障工程安全具有重要意义。

盾构机主驱动系统的优化技术可以有效提高设备的掘进速度和准确度，缩短工程周期。

通过优化主驱动系统的传动结构、控制方式和能源利用效率，可以使盾构机在地下施工中更加稳定、高效地运行，提高工程进度，降低工程成本。

刀盘管路系统的优化技术能够提高盾构机在地质复杂区域的适应能力，减少刀具磨损和故障率，延长设备使用寿命。

通过优化刀盘的设计、布局和控制方式，可以保证盾构机在各种地质条件下都能稳定高效地工作，降低维护成本，保障工程质量。

盾构机主驱动和刀盘管路优化技术的意义在于提高设备的工程效率，降低成本，保障工程安全，推动地下隧道工程领域的发展。

只有不断推进技术创新，不断优化盾构机的关键系统，才能更好地满足日益复杂的地下工程需求。

1.2 盾构机主驱动和刀盘管路优化技术的发展背景在盾构机的发展过程中，主驱动和刀盘管路是其重要组成部分。

盾构机的主驱动系统负责提供动力驱动刀盘的旋转，而刀盘管路则是切削岩石并将碎片输送出隧道的关键部件。

砂卵石地层盾构机刀盘故障分析及结构优化研究

3 刀盘故障及原因分析
在盾构前期施工过程中，经常出现刀盘卡死以及刀盘
磨损较为严重的现象，通过现场实际情况，分析造成上述情况的主要原因如下：
一是漂卵石粒径大、含量多，地层细颗粒少。卵石粒径、含量较大，受刀盘开口限制，卵石不能进入土仓，导致刀盘前方阻力增大，易引发刀盘卡滞。二是长时间停机。盾构长时间停机，造成泡沫失效渣土和易性变差，导致阻力增大使得刀盘卡死。三是盾构掘进超方，地层变松散。盾构掘进过程中若发生超方、土压降低、上方土体松散，会造成上方土体塌落，大量卵石进入土仓后使得刀盘阻力增大，导致刀盘卡死。四是渣土改良不好，土仓结饼或卵石沉积。渣土较干时，土仓内渣土流动性不足，导致渣土及卵石堆积，增大了刀盘转动阻力，使得推力及扭矩增大，易导致刀盘被困，磨损情况严重。五是刀盘正滚刀质心偏心量和倾覆力矩较大，造成滚刀磨损速率较高。
表 2 典型工况下受力变形模拟结果
仿真结果
正常工况静启动脱困出洞推挤工况堵转工况
原刀盘最大应力 /MPa 优化后刀盘最大应力 /MPa 原刀盘总变形量 /mm 优化后刀盘总变形 /mm
180.7 162.9 2.124 1.692
105.3 89.8 1.958 1.648
134.4 132.4 2.037 1.523
结果影响不大的结构。刀盘材料选用 Q345C 钢，密度设置为 7900kg/m3，弹性模量设置为 210Gpa，泊松比设置为 0.3，
屈服强度和疲劳强度分别为 345MPa 和 298.1MPa。
根据现场施工地质条件以及遇到的不确定性，将现场
施工状况分为 4 类：一是正常工况。此时刀盘将承受正面
阻力和额定扭矩。二是静启动脱困工况。此时需要以大扭
0 引言

盾构机刀盘刀具的设计与优化

盾构机刀盘刀具的设计与优化盾构机是一种用来建设城市地下隧道的重要工程机械，而刀盘刀具又是盾构机中的核心部件之一。

刀盘刀具的设计与优化对盾构机的工作效率和质量至关重要。

在本文中，我们将探讨盾构机刀盘刀具的设计原则、优化策略以及一些新技术的应用。

首先，盾构机刀盘刀具的设计应考虑以下几个方面：刀具材料的选择、刀具形状的优化以及刀具的布置方式。

刀具材料应具有一定的硬度和耐磨性，以保证刀具在长时间工作中不易损坏。

常见的刀具材料有高速钢、硬质合金等。

刀具的形状优化主要是为了提高切削效率和降低切削力，一般采用多刀刀盘设计，以增加刀具数量和刀具布置的灵活性。

刀具的布置方式则需根据具体工程项目的要求和地质条件来确定，以确保刀具能够适应不同的地质环境。

其次，盾构机刀盘刀具的优化策略主要包括刀具的布置优化、刀具参数的优化以及刀具寿命的优化。

在刀具布置优化方面，可以采用非对称布局、间距调整等方法来改善刀具的使用效果。

刀具参数的优化则需要通过合理选择刀具的直径、刀具间距、刀具角度等，以提高切削效率和降低切削力。

刀具寿命的优化可以通过改进刀具材料、刀具涂层等方式来延长刀具的使用寿命，降低更换频率，从而提高盾构机的工作效率。

另外，近年来，一些新技术的应用也为盾构机刀盘刀具的设计与优化带来了新的机会。

其中，数值模拟技术是一种非常有效的方法。

通过建立盾构机工作的数值模型，可以对刀具受力情况进行仿真分析，预测切削力、刀具磨损情况等，从而指导刀具的设计与优化。

此外，激光测量技术也可以用于实时监测刀具的磨损情况，及时调整刀具参数，提高盾构机的工作效率。

在实际应用中，盾构机刀盘刀具的设计与优化需要结合具体工程项目的要求和地质条件进行深入研究。

同时，应重视刀具的维护和管理，定期进行刀具的检查、修复和更换，以确保刀具的正常工作和延长使用寿命。

总结起来，盾构机刀盘刀具的设计与优化是提高盾构机工作效率和质量的重要环节。

通过合理选择刀具材料、刀具形状以及刀具布置方式，优化刀具参数和刀具寿命，并结合新技术的应用，我们可以提高盾构机的工作效率，降低切削力，提高切割质量，从而为城市地下隧道的建设贡献力量。

盾构机刀盘修复方案

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。

盾构机刀盘刀具磨损分析与改进

盾构机刀盘刀具磨损分析与改进一、引言盾构机是一种用于地下隧道开挖的机械设备，其刀盘刀具是关键部件之一。

刀盘刀具的磨损情况直接影响到盾构机的开挖效率和寿命。

本文将对盾构机刀盘刀具磨损进行分析，并提出改进措施，以提高盾构机的工作效率和使用寿命。

二、盾构机刀盘刀具磨损分析1. 磨损形式刀盘刀具主要有刀头、滚刀、凿岩头等组成。

在盾构机开挖过程中，刀具与隧道地层不断磨擦，导致刀具磨损。

刀盘刀具主要磨损形式包括磨耗磨损、断裂磨损和自擦磨损。

磨耗磨损是最为常见的磨损形式，主要是因为刀头与地层的摩擦导致切削面材料磨损。

断裂磨损则是刀盘刀具在工作时由于受到剧烈冲击或超过其材料强度限制造成的断裂现象。

自擦磨损是指刀头上的刀具与切削面之间的磨损，主要是因为刀具材料之间的磨擦产生摩擦热而引起的。

2. 磨损原因刀盘刀具的磨损主要受以下几个方面的影响：（1）地层硬度：地层硬度越大，刀具与地层摩擦力越大，磨损程度也越大。

（2）地层结构：地层的裂隙、节理等结构对刀具磨损具有一定影响。

（3）刀具材料：刀具材料的硬度、韧性、耐磨性等性能对磨损情况有直接影响。

（4）刀具设计：刀具的形状、角度、排布等设计因素会直接影响磨损情况。

三、刀盘刀具磨损改进措施1. 材料优化刀盘刀具的材料选择至关重要。

根据地层的硬度以及磨损形式，选用具有良好硬度、韧性和耐磨性的材料，可以有效延长刀具的使用寿命。

目前，硬质合金、高速钢等材料被广泛应用于刀盘刀具制造。

2. 刀具设计改进通过改进刀具的形状、角度和排布等设计因素，可以降低刀具的磨损程度。

例如，合理的刀具刃角可以减少切削阻力和磨损；适当增加刀头与地层的接触面积，可以分散磨损力，延缓刀具的磨损速度。

3. 切削液的应用在盾构机开挖过程中，切削液的应用可以减少刀具与地层之间的摩擦阻力，从而降低刀具的磨损程度。

合适的切削液类型和浓度可以根据具体地层情况进行调整。

4. 定期检测和维护定期对刀盘刀具进行检测，及时发现和修复磨损、断裂等问题，可以保持刀具的良好工作状态，延长使用寿命。

盾构刀盘变形修复技术及理念

恶劣，岩层复杂，在特殊情况下当刀盘受到正面局部力作用时，将产生较大轴向力矩，若施工参数调整不当，
结构或者较大面积变形维修的也都是盾构到达后的地
面或井内维修。本文以珠三角城际轨道盾构施工中刀盘非正常变形的仓内修复为例，探讨在不具备系统修复的安全空间和作业条件情况下的仓内应急维修技术
及理念，希望能为同行提供些借鉴。
１背景概述
１．１工程概况
广东珠三角城际轨道交通东莞至惠州段工程目前在建，设计时速２００ｋｍ／ｈ。其中松山湖北至大朗区间采用土压平衡盾构法施工，隧道双线全长８８００ｍ，隧
文章编号：１６７２— ７４１ｘ（２０１３）Ｏ１ — ００７８— ０４
ＲｅｐａｉｒｉｎｇｏｆＤｅｆｏｒｍｅｄＣｕｔｔｅｒｈｅａｄｏｆＳｈｉｅｌｄＭａｃｈｉｎｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｅｃｏｕｒｓｅｏｆｓｈｉｅｌｄｂｏｒｉｎｇ，ｓｅｒｉｏｕｓｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎＯｃｃｕｒｓｔｏｔｈｅｃｕｔｔｅｒｈｅａｄａｎｄｔｈｅｂｏｉｎｒｇｈａｓｔｏｂｅｓｕｓｐｅｎ — ｄｅｄ．Ｄｕｅｔｏｔｈｅｒｅｓｔｒａｉｎｔｓｏｆｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｉｎｓｔｅａｄｏｆｆｕｌｌａｎｄｓｙｓｔｅｍａｔｉｃｒｅｐａｉｉｎｒｇｏｆｔｈｅｃｕｔｔｅｒｈｅａｄ，ｅｍｅｒｇｅｎｃｙｒｅ — ｐａｉｒｉｎｇｈａｓｔｏｂｅｍａｄｅ．Ｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｔｈｅｅｍｅｒｇｅｎｃｙｒｅｐａｉｒｉｎｇｏｆｔｈｅｃｕｔｔｅｒｈｅａｄｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎｔｈｅｐａｐｅｒ，ｗｈｉｃｈ

盾构掘进中刀具_刀盘损坏及维修措施探讨

（２）刀盘面板双面刀座厚度只剩２５ｍｍ，在其范围内的刀盘面板已经遭到严重磨损，如图３所示磨损区域内的刀盘面板已经被磨穿。由于当前掘进速度很低，且掘进状态很不稳定，若继续掘进，刀盘会有因受力不均而产生更严重的磨损和扭曲变形的风险。（３）刀具参见图２、图３能判断，刀盘外周刀具已遭到严重的破坏，继续掘进会使刀盘中心刀具及正面面板受损，进而损坏刀盘的主体结构。
后能恢复掘进功能
竖井维修
技术成熟，维修速度与质量均较高，但场地协调困难
更换刀盘
技术成熟，对场地要求较高，场地协调困难
７０天６０天４０天
小
中
开挖竖并需再掘进一段距离
大
开挖竖井需再掘进一段距离
结合本项目的实际情况，选用洞内维修方案。４．１洞内维修
由于地层稳定不进行地层加固，根据《开仓程序》和《开仓安全技术交底》只使土仓库敞地层在较长的一段时间内保持稳定，在洞内开挖洞室进仃；刀盘维修。维修时，坚持“＂小、快、灵” 的指导思想，即以小范围的维修为一个维修单元，将整个维修划分为若干个小的维修单元，突出重点，快速灵活的开展工作。
③弧形刮刀与切刀已开始径向压力，部分刮刀可能已脱落，弧形边刮刀出现严重磨损，承压在刀盘下面或边缘与切口环之间，刀盘的异响可能为脱落的刮刀或滚刀刀圈与切口环干摩擦引起。
３开仓检查
排出部分碴土，在短暂的时间内，对刀盘进行检查，发现掌
子面较完整、较稳定，地下水不丰富。
３．１开仓程序表３开仓程序签认表
图１
２掘进状态分析

大直径盾构机刀盘修复及改进技术

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。

盾构机再制造成形修复技术工艺研究

盾构机再制造成形修复技术工艺研究盾构机再制造背景再制造盾构机购置于2010年，设计使用寿命为10年或者10km，正常报废原则按照以上2项指标先到为准。

至2020年，盾构机共计在4个项目中投入使用，使用年限共计11年，总掘进里程为12km，无论使用年限还是掘进里程都超过了设计使用寿命。

再制造前该盾构机技术状况：整机设备陈旧、零部件老化、控制设备技术落后且兼容性差，配件过时且不能保证正常运行，造成盾构机故障频发，已不能正常使用，按照惯例该盾构机将面临整机报废。

经过与相关专家咨询，决定采用盾构机再制造成形修复技术对其进行再制造修复。

盾构机评估盾构机再制造前对盾构机的机况进行了评估与分析，盾构机的机况评估主要从整机性能分析、主机结构、主驱动系统、液压、流体系统、电气系统、辅助系统等方面进行。

经机况评估认为，该盾构机具有再制造的可行性，其中某些设备评估后残值过低，不具备再制造条件，则直接报废。

盾构机主要部件故障有：刀盘刀具磨损，刀盘减速机损坏；推进油缸漏油，活塞杆有锈蚀；螺旋输送机叶片磨损，耐磨层补焊，拼装机马达齿轮磨损；主驱动轴承磨损；清理、更换损坏电气元件；泡沫系统多个流量计进水，调节阀开度不正常，单向阀失灵，补水阀因循环水压导致流量不稳定；高压齿轮油泵压力偏低，低压齿轮油泵噪声振动较大；油脂泵维修开关偶尔误动作（有漏电短路）。

盾构机的使用寿命主要取决于盾构机刀盘、主驱动轴承、推进油缸和螺旋输送机叶片等核心部件。

泵、阀油管等部件，在施工过程中可进行更换或维修。

为此，盾构机再制造过程主要针对核心部件的修复。

研究方案盾构机失效零件主要集中在机械部分，主要包括刀盘、轴承类零件、叶片类零件及油缸类零件等。

根据零部件的失效情况，制订了相应的研究方案，如图1所示。

图1 盾构机再制造研究方案盾构机零部件拆解和清洗盾构机设备由上万个零部件组成，设备种类多，且结构紧凑复杂，各部分设备之间相互关联影响。

因此，各部分的拆解需提前制订拆除方案，并严格执行，保证拆解施工合理、顺利，同时也需充分考虑盾构机后续的再制造恢复，最大限度地保证盾构机拆解部件的完整性。

IHI盾构机刀盘的维修技术

１盾构刀盘的作用
用辐条式。次维修的刀盘为辐条式。本辐条式刀盘与面板式刀盘优缺点比较见表１１【２。刀盘磨损后，盘中刀的相对位置尺寸会发生变刀
刀盘是中间支撑式结构。装在隔板后侧的电动３刀盘维盘旋转靠刀具切割岩土体并由油缸向现暂时的真空区域，防止土层坍塌，盘这时会起为刀
前推进，从而实现连续的机械化隧道掘进。由于施工到临时支撑土体的作用Ｉ。ｌ】过程中地质情况复杂，构掘进中刀盘和刀具会随着２刀盘的分类及优缺点盾
３２主切削刀的维修．
２块三角铁点焊住．确保接下来焊接撕裂刀时不会以
驱动装置通过齿轮进行驱动而旋转的；构掘进中，盾刀盘主要起的作用为切削土体，将切削下的土体进行化，此，修过程中除辐条轴上两主切削刃之间尺并因维搅拌，土体能顺利地通过螺旋输送器输送出去，盾寸为刀尖与刀尖的距离外，他所有尺寸均为刀座与使让其
过程中地质情况复杂，构掘进中刀盘和刀具会随着掘进出现不同程度的损坏和磨损．盾因此在施工的必要阶段要对盾构刀盘进行必要的维修和养护。论述了减小盾构刀具磨损，证土压平衡盾构机长距离掘进的措施；绍了维修所需要的保介设备和材料，以及应注意的问题。关键词：构机；盘磨损；护；施盾刀维措

盾构施工竖井法刀盘恢复技术(可编辑)

盾构施工竖井法刀盘恢复技术摘要：盾构施工中，采用竖井法进行盾构刀盘维修、刀具更换是盾构施工中的一项特别技术。

本文结合现场施工简要的介绍了此种技术。

关键词: 竖井施工盾构刀盘恢复随着城市地铁的发展,盾构施工产业得到了蓬勃的发展，盾构施工的“安全、快速、经济”以被越来越多的人们所认可。

为了确保盾构在软硬不均地层换刀作业安全，采用竖井法进行盾构刀盘维修、刀具更换是盾构施工中的一项特别技术。

1 采用竖井法进行刀盘维修、换刀的条件一般情况下，当需要进行刀盘修理、换刀作业时,如果盾构上方的地层不稳定,不可能直接开仓进行刀盘修理、换刀作业。

特别是满足以下条件时，将考虑采用竖井法进行刀盘的恢复：1。

1 盾构机上方的土体基本不能自稳;1。

2 通过地面加固难以达到预期的效果；1。

3 由于盾构上方土体沉陷,导致无法从盾构机内部进入刀盘作业；1.4 地面条件有足够的竖井施工场地；1。

5 工期条件；1.6 经济条件；1.7其它原因。

2 换刀施工竖井技术参数的确定2.1 竖井位置的确定在确定竖井位置时，一般以盾构机刀盘位置为主要依据，将盾构机刀盘完全放入竖井净空范围,同时要确保竖井井壁放在盾构机的盾壳之上，以确保进行刀盘修理时，作业人员的施工安全。

2。

2 竖井净空尺寸的确定在确定竖井的净空尺寸时，一般依据竖井的宽度一般依据盾构刀盘的轮廓尺寸进行确定,例如盾构机的刀盘尺寸为6300mm，考虑设计深度的竖井施工偏差尺寸,则在确定施工竖井的净空尺寸一般在盾构机的刀盘直径＋2×100～150mm左右。

竖井的长度一般为盾构机刀盘露出的尺寸＋人工在开挖盾构机刀盘竖井时所需要的最小空间，当竖井深度小于15m时，此尺寸一般取1.5m，当竖井深度大于20m时，刀盘的竖井施工最小净空不小于2m。

2。

3 竖井深度的确定在考虑采用竖井进行刀盘处理时,一般竖井的底部比盾构机的刀盘低30~50cm。

2。

4 竖井支护参数的确定由于换刀竖井是临时性的构筑物，故在竖井设计时，特别是在考虑竖井支护参数的设计时,一般采用格栅钢架结合网喷混凝土进行，根据经验，格栅钢架的间距一般不大于1m，喷射混凝土的厚度不小于20cm。