高压环境下盾构机刀盘修复技术探讨
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。
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）。
浅谈盾构刀具使用及维修管理
浅谈盾构刀具使用及维修管理盾构机是现代城市地下工程中常用的一种重要设备，它能够在地下隧道开挖工程中发挥重要作用。
而盾构机中的刀具则是其关键部件之一，直接影响到盾构机的施工效率和质量。
对盾构刀具的使用和维修管理非常重要。
本文将从盾构刀具的使用、维修和管理三个方面进行详细的介绍。
一、盾构刀具的使用1. 刀具的选择在选择刀具时，首先需要根据盾构机的工程要求和地质条件等因素进行分析，选择适合工程要求的刀具。
一般来说，盾构刀具主要包括刀盘、刀架和刀齿等部件，需要确定刀具的类型、规格和材质等参数。
2. 刀具的安装在安装刀具的过程中，需要注意刀具的装配顺序和位置，确保刀具的固定牢靠。
还需要根据刀盘的旋转方向来确定刀具的安装方向，以确保刀具能够有效地进行开挖作业。
3. 刀具的使用盾构刀具在使用过程中需要注意刀具的磨损情况，及时对磨损严重的刀具进行更换。
在进行盾构作业时需要注意刀具的进刀速度和进刀深度，以确保刀具能够有效地进行开挖作业而不会出现卡刀或者切削质量差的情况。
1. 刀具的清洗在进行盾构刀具的维修时，首先需要对刀具进行清洗，去除刀具表面的油污和杂质等物质。
清洗刀具时需要选用适当的清洗剂和工具，以确保刀具清洗干净。
2. 刀具的修复盾构刀具在使用过程中会出现不同程度的磨损和损坏，需要进行修复。
刀具的修复主要包括磨削、焊接和涂覆等工艺，以恢复刀具的使用功能。
3. 刀具的保养在盾构刀具的日常维护中，需要对刀具进行定期的润滑和保养，以延长刀具的使用寿命。
还需要对刀具进行质量检测和磨损监测，及时发现刀具的异常情况并进行处理。
1. 刀具的库存管理为了确保盾构刀具的正常使用，需要进行刀具的库存管理。
在刀具的采购过程中需要定期进行库存盘点，及时补充库存中的不足之处，并做好刀具的使用记录和管理。
2. 刀具的使用记录对盾构刀具的使用情况需要进行详细的记录，包括刀具的使用时间、使用次数、磨损情况等。
通过对刀具使用记录的分析，可以及时发现刀具的异常情况并进行处理。
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：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。
文中从盾构刀具损坏形式、刀盘刀具的检查和更换，以及刀具维修措施进行了具体的阐述。
关键词：盾构机掘进；刀具损坏；维修措施引言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。
一、盾构机掘进中刀具损坏形式1、刀圈偏磨这是刀具非正常损坏的主要形式，是指在掘进过程中刀圈表面被磨成一条或几条弦。
刀圈偏磨主要是因为轴承损坏或浮动密封损坏，导致岩屑或铁屑进入刀体，使得轴承不能正常转动，进而刀圈也不能正常转动，引起刀圈的偏磨。
2、刀圈断裂一般是由于在掘进过程中出现大块岩石掉落，砸到刀圈；或者由于刀盘其他零件（如铲齿等）脱落而卡在刀刃与岩壁或两个刀刃之间；或者由于隧道掌子面围岩变化较大都会导致刀圈因为局部过载而使得刀圈所受应力集中，产生断裂。
在施工过程中应注意观察前往围岩情况，合理调节掘进参数，以减少出现大块岩渣掉落的情况。
3、刀圈卷刃是指在隧道围岩比较坚硬，岩石抗压强度比较大时，为了顺利掘进，推进力增大，导致刀具受力过大，引起刀圈卷刃；或者因为刀圈材质软，韧性不够大而造成刀圈卷刃。
针对此种损坏形式，一方面需要增强刀圈的韧性，硬度等特性使其适应更加坚硬的岩石；另一方面在掘进过程中遇到坚硬岩石时，应合理调节掘进参数，降低贯入度和刀盘转速并且降低刀盘推进力，这样就可以最大限度地降低刀圈卷刃的发生。
4、刀圈崩刃刀圈崩刃一般发生在岩石较硬的情况下，这是因为此时刀圈与岩石的接触力较大，刀圈表面因为受力过大而出现崩刃现象。
另外当刀圈材质较硬、较脆时其表面也容易出现崩刃现象。
针对此种情况，一方面合理选用刀圈硬度、韧性等特性，一方面合理调节掘进参数，在每一环掘进的初始阶段，应使刀圈与岩石接触时的推进速度不至过快，推进力不至过大，以最大程度地降低刀圈崩刃情况的发生。
盾构刀盘修复焊接
盾构机刀盘焊接修复摘要：在盾构前部开挖面上对刀盘进行焊接修复作业，要求在尽可能短的时间内完成任务。
本文从保持开挖面稳定的维护措施的采取，修复材料的选择，修复工艺的优化和修复工艺流程的安排等方面进行了阐述。
井对一些有待解决的题目提出了自己的意见和看法。
关键词：盾构；刀盘；焊接修复；工艺0 前言地铁盾构隧道施工工程，在TBM推进过程中停机进行例行检查时，经常发现周边刀及其安装基座和部分紧挨周边刀的齿刀及其基座磨损严重。
此时必须对刀盘本体和刀具安装基座进行紧急焊接修复。
在修复的同时，还需对部分刀盘本体表面进行了耐磨层堆焊处理。
1 作业面开挖尺寸的确定正常情况下，刀盘与开挖面土体紧密相依。
在开挖面上对刀盘进行焊接，需要在刀盘前方挖出一个洞，以保证作业职员对刀盘进行焊接作业时有适当的作业空间。
洞的大概尺寸为个直径1 500mm，深度400mm的半球形洞。
具体位置和尺寸见图1。
2保持开挖面稳定的维护措2.1土仓排土量的控制盾构土仓排土高度主要是根据焊接作业需要及开挖面地层特点综合考虑的。
由于该处地层上部是粘土层，下部是沙层。
排土高度控制控制在刀盘直径的1／3左右，即2m，以尽量减少对开挖面的影响范围。
2．2 以气压代替土压保持开挖面的稳定当长时间停止作业时，为了保持开挖面的稳定，必须向土仓内充气加压。
在加压时，开挖面地层内的水被排挤流向它处。
但气体加压无法保持长久，时间稍长有些地方会漏气；为了控制漏气，我们向土仓内加注膨润土，在开挖面表面形成泥膜，这样可以较长时间保持土仓内的压力。
2．3 拱顶支护对拱顶的局部坍塌处，用装有粘土的编织袋及木板进行支护，来控制坍塌的范围，保持开挖面的稳定。
2．4 缩短修复时间实施24小时连续工作，以减少较大面积和范围的坍塌情况的发生。
通过上述措施，有效地保证了开挖面的稳定性，刀盘修复期间地表沉降得到了有效的控制，图2、图3。
从图3中就可以看出：随着停机时间的延长，地面沉降呈增大趋势，但斜率明显减缓通过采取上述措施，较好地控制r地面沉降。
盾构机刀具修复技术
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。
IHI盾构机刀盘的维修技术_王云飞
盾构由刀盘旋转靠刀具切割岩土体并由油缸向前推进，从而实现连续的机械化隧道掘进。
由于施工过程中地质情况复杂，盾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，因此，减小盾构刀具磨损，是保证土压平衡盾构长距离掘进的重要措施，它直接影响盾构机使用寿命、切削效果、出土状况、掘进速度和施工效率等。
1盾构刀盘的作用刀盘是中间支撑式结构，靠装在隔板后侧的电动驱动装置通过齿轮进行驱动而旋转的；盾构掘进中，刀盘主要起的作用为切削土体，并将切削下的土体进行搅拌，使土体能顺利地通过螺旋输送器输送出去，让盾构机能正常地掘进。
另外，通过刀盘的切削，前方会出现暂时的真空区域，为防止土层坍塌，刀盘这时会起到临时支撑土体的作用[1]。
2刀盘的分类及优缺点刀盘的结构形式有面板式和辐条式两种，具体应用时应根据施工条件和土质条件等因素选定。
泥水盾构采用面板式刀盘；土压平衡盾构根据土质条件可采用辐条式。
本次维修的刀盘为辐条式。
辐条式刀盘与面板式刀盘优缺点比较见表1[2]。
3刀盘维修技术刀盘磨损后，刀盘中刀的相对位置尺寸会发生变化，因此，维修过程中除辐条轴上两主切削刃之间尺寸为刀尖与刀尖的距离外，其他所有尺寸均为刀座与刀座之间的距离。
IHI盾构机刀盘的维修技术王云飞（北京市政建设集团有限责任公司第二工程处，北京101102）摘要：盾构施工中，盾构由刀盘旋转靠刀具切割岩土体并由油缸向前推进，从而实现连续的机械化隧道掘进。
由于施工过程中地质情况复杂，盾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，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，保证土压平衡盾构机长距离掘进的措施；介绍了维修所需要的设备和材料，以及应注意的问题。
关键词：盾构机；刀盘磨损；维护；措施中图分类号：U455.31文献标志码：B文章编号：1009－7767（2011）03－0128－03Maintenance Technique of IHI Shield CutterheadWang Yunfei表1辐条式刀盘与面板式刀盘优缺点比较刀盘种类优点缺点辐条式刀盘刀盘切削软土层时没有压力损失，同时刀盘后的搅拌翼更能使土、砂流动顺畅，更容易控制土压平衡只适用于软土、流砂等地质结构较松软的土层进行掘进施工面板式刀盘刀盘在风化岩及一些软硬不均地层或硬岩地层掘进时，刀盘更容易适应地质条件，适应施工要求在软土层掘进时，刀盘面板刀开口率小，刀盘切削下的土体不易进入土仓，这时会产生压力损失修补前，先确定刀盘中心点，然后用30mm×30mm 角钢制作一个立体直角坐标系，X轴的尺寸为270mm，Y轴的尺寸为520mm，Z轴的尺寸为300mm。
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。
10盾构盾构机刀盘带压动火修复关键施工技术研发与应用
盾构机刀盘带压动火修复关键施工技术研发与应用汇报人：王百泉目录一、项目背景与总体思路二、项目主要研究内容与总体技术方案三、项目研究过程四、项目主要研究成果及创新点五、现场验证试验六、项目主要研究成果技术水平七、项目关键技术查新报告八、项目知识产权成果九、项目人才培养成果十、经济和社会效益分析十一、应用及推广情况十二、盾构机刀盘在隧道内高压环境下现场试验视频一、项目背景及总体思路1、地上饱和，城市化转向开发地下空间随着城市化进程提速和都市人口膨胀，建设用地紧张、交通拥堵、生态环境恶化等“城市综合征”日益凸显，发展和利用地下空间显然成为缓解上述问题的办法之一。
中国面临进入大规模开发地下空间的历史机遇。
曾有专家断言，“19世纪是桥的世纪，20世纪是高层建筑的世纪，21世纪是人类开发利用地下空间的世纪”。
预计到21世纪末，全世界将有1/3的人口在地下空间工作和生活。
2、盾构施工广泛应用于地下工程开发根据“十二五”规划及近期公布的全国城市轨道交通建设计划，自2013年到2015年全国计划轨道建设投资达2万个亿，盾构作为目前城市轨道交通地下隧道施工的首选方法，广泛应用于多个城市。
盾构机不仅用于全国各大城市轨道交通建设以及城际铁路建设，还可以用于水利工程、穿江过海隧道、军工、石油管道等项目的建设，应用前景广阔。
泥水盾构机压力平衡原理3、盾构法施工刀盘刀具受损、异常停机在复合地层、卵石地层条件下施工，或遇到地下障碍物时，盾构机刀盘刀具磨损和异常停机，必须进行维修工作；而对于穿越江河、海底的隧道或盾构临时停机于地面建构筑物、管线复杂的隧道，由于地面缺乏设置竖井开舱的条件造成无法进行现场修复或吊运至工厂修复。
国内技术落后，没有带压修复的技术。
因此，当出现上述问题引起异常停机时，无一例外委托给国外工程公司，如南京长江隧道、北京直径线工程、台山核电站引水隧洞、武汉越江隧道、深圳及南京等大直径盾构。
国内还没有盾构机刀盘带压动火修复关键施工技术，该技术综合性极强，其研发与应用难度极大、风险极高。
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。
IHI盾构机刀盘的维修技术
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
３ ２ 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
常压密闭环境下盾构刀盘修复施工工法(2)
常压密闭环境下盾构刀盘修复施工工法常压密闭环境下盾构刀盘修复施工工法一、前言随着城市地下空间的不断扩张，盾构工程在地铁、隧道等领域得到了广泛应用。
在盾构施工过程中，由于地质条件的复杂性和施工环境的恶劣性，刀盘损坏是一个常见的问题。
针对常压密闭环境下刀盘的修复，开发了相应的修复施工工法。
本文将从工法特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例等方面进行详细介绍。
二、工法特点该修复施工工法的主要特点包括：施工过程中保持常压密闭环境，避免大气进入刀盘区域；采用专业化修复工具和材料，保证修复效果；快速、高效完成刀盘修复，缩短停机时间。
三、适应范围该工法适用于常压密闭环境下不同类型刀盘的修复，包括硬岩盾构、半岩盾构和软土盾构等。
同时，由于施工工法灵活多样，可以根据具体情况进行调整，适应不同地质条件下的刀盘修复需求。
四、工艺原理该工法通过保持常压密闭环境，防止刀盘区域的大气进入，避免加重刀盘受损情况。
在施工工艺上，采取了多种技术措施，如刀盘的局部修复、刀具更换和刀盘整体重新调试等，保证了刀盘的正常运行。
五、施工工艺施工工艺主要包括四个阶段：准备阶段、局部修复阶段、刀具更换阶段和刀盘整体重新调试阶段。
具体施工过程中，需进行严密的常压密闭控制，使用专业修复工具和材料进行刀盘的修复。
六、劳动组织在施工过程中，需要建立合理的劳动组织，包括指定专门的施工队伍、明确各人员职责和任务分工，并进行必要的培训，以确保施工工艺的顺利进行。
七、机具设备施工过程中需要使用一系列机具设备，如常压密闭控制设备、修复工具、刀具更换设备和调试设备等。
这些机具设备具有适应常压密闭环境下施工的特点，并能有效完成修复工作。
八、质量控制质量控制是施工过程中的重要环节，包括施工前的检查与试验、施工过程中的检查与验收以及施工后的质量评估等。
通过严格的质量控制措施，确保施工过程的质量达到设计要求。
盾构掘进中刀具_刀盘损坏及维修措施探讨
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。
浅谈盾构刀具使用及维修管理
浅谈盾构刀具使用及维修管理随着城市建设的不断发展，盾构机在地铁、隧道等工程中的应用日益广泛。
而盾构刀具作为盾构机的核心部件，对于保障盾构机的正常运行和施工效率具有非常重要的作用。
盾构刀具的使用与维修管理显得尤为重要。
本文将就盾构刀具的使用技巧和维修管理进行探讨和分析。
一、盾构刀具的使用技巧1. 合理选择盾构刀具盾构刀具种类繁多，不同的盾构机需要不同类型的刀具。
在选择盾构刀具时需要充分考虑盾构机的工作环境、岩土类型、工作压力和速度等因素，选择合适的刀具是保障盾构机正常运行的第一步。
2. 控制切削速度和进刀深度在盾构作业中，切削速度和进刀深度是影响刀具寿命和切削效率的重要因素。
一般来说，过高的切削速度和进刀深度会导致刀具磨损加剧，进而影响盾构机的使用寿命。
需要根据具体的岩土情况和盾构机的工作状态来合理控制切削速度和进刀深度。
3. 定期清理和润滑由于盾构刀具在工作过程中会积聚大量的岩屑和泥沙，长期不清理会增加刀具的磨损程度和降低工作效率。
需要定期对盾构刀具进行清理，并在清理后进行润滑处理，以减少刀具的磨损和延长使用寿命。
4. 避免冲击和振动盾构刀具在工作中容易受到冲击和振动，因此需要避免在工作中产生过大的冲击和振动，以减少刀具的磨损和延长使用寿命。
二、盾构刀具的维修管理1. 定期检查盾构刀具状态定期对盾构刀具的状态进行检查是保障盾构机正常运行和延长刀具寿命的重要环节。
通过对刀具的磨损程度、开裂情况、锋利度等指标进行检查，可以及时发现刀具的问题并进行维修和更换，以免影响盾构机的正常使用。
2. 合理安排更换周期根据盾构刀具的工作环境、使用频率和磨损情况，合理安排刀具的更换周期是维护盾构机的重要措施。
及时更换磨损严重的刀具，可以有效减少对盾构机的影响，保障盾构机的正常工作。
3. 刀具维修保养对于磨损严重的刀具，需要及时进行维修和保养。
通常可以采用研磨、镀层等方法对刀具进行修复，以延长刀具的使用寿命。
4. 做好刀具的存放和保管在盾构刀具维修后，需要做好刀具的存放和保管工作。
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。
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高压环境下盾构机刀盘修复技术探讨
发表时间：2018-10-09T20:58:29.757Z 来源：《防护工程》2018年第16期作者：李向锋
[导读] 本文针对在高压密闭空间中，介绍了洞内注浆工艺，高压密闭稳定空间的建立及维持方法，高压环境下的安全控制措施，刀盘的修复焊接工艺等
中铁十五局集团有限公司
摘要：本文针对在高压密闭空间中，介绍了洞内注浆工艺，高压密闭稳定空间的建立及维持方法，高压环境下的安全控制措施，刀盘的修复焊接工艺等，为今后类似问题的处理与解决提供了参考与借鉴。
关键词：盾构机；高压环境；安全；盾构机；刀盘；焊接
1.引言
随着地铁建设的发展，盾构掘进技术是一项用于地下隧道工程建设的先进技术，它具有施工质量好、施工速度快、施工安全、自动化程度高、对周围环境影响小等特点。
因而，盾构掘进技术越来越多的应用于公路隧道、地铁隧道、铁路隧道、市政管道、水电隧道工程建设。
在盾构掘进中，刀盘磨损或损坏时有发生，由于地层或周边环境等因素影响，不能进行常压开仓修复工作，必须选择高压环境条件下进行刀盘修复工作。
2.工程概况
广深港高铁深港连接隧道为ϕ9.6m双洞单线盾构隧道，全长3346m，盾构穿越地层多为强风化和全风化变质砂岩或变质粉砂岩结构及粘土地层，砂岩地层土质松软，气密性差。
粘土地层细颗粒含量高，粘性高。
盾构机进入香港段大理岩溶洞区遭遇复杂地层影响，掌子面不稳定，压力无法保持，导致盾构机长时间未能正常更换刀具，盾构机刀盘遭到严重破坏，出现大量刀具掉落，刀座损坏，刀盘封板变形、搅拌棒掉落等现象。
由于香港段穿越米埔湿地自然保护区，线路穿越区域地表分布大量鱼塘，不能采取地面加固方式，为保证隧道顺利掘进，需对受损刀盘在高压环境下进行修复、焊接。
3.建立安全的修复空间
修复作业开始前，为了保证在掌子面安全施工，必须在开挖舱建立一个稳定密闭修复空间。
在停机前采用优质泥浆进行循环，达到较好的护壁效果。
停机后，通过盾构机上部超前钻孔，利用超前钻钻孔，钻孔深度16m，插入注浆管，向盾构机前方土体注入水泥浆-水玻璃双液浆，注浆压力0.5～0.8Mpa，起到加固盾构机前方土体的作用。
通过盾体径向预留孔向盾体周围注入克泥效，填充盾构机周围土体间隙，起到闭气效果，维持泥水仓压力，避免冒气、漏浆现象。
拌制新鲜高浓度膨润土泥浆（新鲜高浓度膨润土泥浆的注入数量以现场泥浆粘度检查结果为准），将新鲜泥浆通过砼运输车运至平台放入砂浆车，由砂浆车运至盾构机储浆罐内，通过同步注浆泵向气仓或泥水仓内压入泥浆，加至液位到中心以上1.5m左右。
转动刀盘，让新浆在泥水仓内充分混合，注入泥浆过程中，控制刀盘转速不超过0.2转/min，严谨快速转动刀盘，防止刀盘过大扰动掌子面，导致掌子面失稳。
为了确保带压进仓作业安全顺利进行，进仓前必须进行泥水仓密封效果试验等工作。
液位降低、泥膜形成后，静置一段时间（0.5～1小时），观察、记录仓内液位及压力变化，若液位及压力无变化或变化小，则证明成膜质量好，泥水仓密封效果良好，可进行下步作业；反之，则需重新成膜，直至达到良好的密封效果。
4.过程中安全控制
1、全程监测盾构机停机位置地面的稳定性，监控掌子面的稳定性，掌握仓内压力波动情况。
2、作业过程中使用的便携式多功能气体监测仪能对修复工作空间内的气体成分进行动态监测，便携式多功能气体监测仪配置有可燃气体传感器、氧气传感器、CO2传感器、CO 传感器和水蒸气传感器，通过便携式多功能气体检测仪器可以检测修复工作空间内的可燃气体、氧气、CO2、CO 和水蒸气的含量，降低修复工作空间内施工人员的中毒风险，保障了施工人员的人身健康和安全。
3、作业过程中采用了废气排放管路进行废气和烟尘排放，废气排放管路能够有效收集和排放修复过程中产生的废气和烟尘，排气量维持在Samson系统自动补气量的10%左右为最佳，保障了施工人员的人身健康和安全。
4、在修复过程中采用了带有减压装置的焊接呼吸面罩，施工人员所呼吸的气体是经过盾构净化装置净化以后的压缩空气和医用氧气，保证了施工人员作业过程中的人员健康。
5.刀盘修复工艺
刀盘修复母材为Q345钢材，采用ENISO 2550-AE382B 32 2.50/3.25mm德国进口焊条，使用ESAB650C多功能焊机。
工作环境压力：2.9bar。
5.1齿刀刀座修复
对于端头磨损不到2cm的齿刀刀座，采用填补堆焊的方法。
如果齿刀刀座端头磨损超过2cm,则采取以下步骤：
1、先将磨损处填补堆焊，再打磨平整；
2、将新的齿刀刀座三角块割除，边缘打30mmX30mm 45°坡口；
3、在旧刀座凹槽上塞一块钢板使其平整；
4、将新刀座焊接在钢板上。
5.2搅拌棒修复
1、对旧的搅拌棒进行废料割除并打磨，在4cm厚的钢板上开孔，将搅拌棒将焊接在钢板内，搅拌棒伸进钢板3.5cm，在钢板正面和背面都对搅拌棒进行焊接。
将搅拌棒前端割除8cm，然后再在搅拌棒前端切一个倒角，高4cm，长10cm。
搅拌棒连接部位如图1所示。
图1 搅拌棒连接部位图
2、焊接部位清洗、烘干：对搅拌棒焊接位置进行清洗、除锈、烘干，保证焊接面清洁，轮廓清晰。
3、焊接面修复：由于搅拌棒受阻力过大原因掉落，其断裂面大多呈现不规则形状，焊接前须对焊接面进行刨平、打破口以保证焊接牢固。
4、搅拌棒焊接：焊接方法采用耐磨焊接，焊接时点焊固定搅拌棒，后沿破口方向连续焊接、堆焊、刨平。
5.3封板修复施工
1、检查核对受损刀盘封板。
2、对受损封板进行清洗、烘干。
3、用气割对受损封板进行切割，将气割后的封板调出并运送到指定地点进行整平、修复。
4、将修复后的封板送回开挖仓内焊接到原位置。
5、对焊接的封板进行检测，保证焊接质量
6.质量保证措施
（1）坡口表面如有较大的沟槽，必须先打磨、堆焊，然后再打磨。
（2）焊接用焊条必须经烘干处理，储存于保温筒内，加热150摄氏度左右，确保焊条干燥。
（3）在已经焊好一层的焊缝上继续焊接第二层前，必须在前一层焊缝上清除焊渣，涂抹防飞溅剂。
裂纹、孔隙、融化不全、裂缝等，必须仔细打磨干净且不得过度焊接。
（4）所有的焊接位置，每一焊道的宽度都不能超过15mm。
（5）如果坡口角度过大，可先进行堆焊，将角度减小后再开始按正常工艺进行焊接。