盾构机刀盘修复工艺流程

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1、盾 构 机 刀 盘 修 复 工 艺 流 程在 隧 道 掘 进 过 程 中 ， 刀 盘 刀 具 直 接 与 土 体 相 互 作 用 ， 是 最 容 易 受 到 损 害 的 部 件 之 一 。 对磨 损 的 盾 构 机 刀 盘 进 行 及 时 的 修 复 改 造 ， 既 提 高 了 施 工 效 率 、 缩 短 了 建 设 工 期 、 消 除 了 安 全隐 患 ， 又 在 节 约 成 本 、 节 约 能 源 、 节 约 材 料 、 保 护 环 境 等 方 面 开 辟 了 很 大 空 间 。 下 面 为 大 家分 享 几 个 盾 构 刀 盘 修 复 实 例 ， 进 而 为 有 关 单 位 及 工 作

2、人 员 提 供 一 定 的 借 鉴 作 用 。一 、 北 京 地 铁 砂 卵 石 地 层 施 工 盾 构 刀 盘 修 复 案 例北 京 地 铁 四 号 线 四 标 段 区 间 隧 道 穿 越 的 地 质 属 砂 卵 石 地 层 ， 工 程 共 投 入 两 台 日 本 三 菱 公司 生 产 的 直 径 为 6 .1 4 m 的 土 压 平 衡 盾 构 进 行 区 间 隧 道 掘 进 。 通 过 分 析 刀 盘 在 砂 卵 石 地 层 中掘 进 时 的 磨 损 原 因 和 部 位 ， 在 现 场 进 行 了 刀 盘 设 计 改 进 及 修 复 施 工 。1 、 刀 盘 内 部 装 置 的 修 复（

3、 1 ） 将 已 磨 损 的 刀 盘 外 周 切 除 ， 清 理 刀 盘 辐 条 和 面 板 空 腔 内 的 砂 土 。（ 2 ） 脱 落 的 仿 形 刀 液 压 缸 重 新 定 位 安 装 ， 更 换 新 的 带 有 隔 热 保 护 钢 丝 的 仿 形 刀 油 管 。（ 3 ） 刀 盘 内 的 加 泥 管 路 全 部 拆 除 ， 清 理 通 畅 后 ， 再 重 新 安 装 到 中 心 回 转 体 和 加 泥 出 口处 。 2 、 刀 盘 本 体 结 构 的 修 复（ 1 ） 盾 构 出 洞 刀 盘 吊 出 地 面 后 ， 将 刀 盘 被 磨 损 的 外 周 部 分 全 部 切 除 ， 按 照

4、 盾 构 刀 盘 结构 的 原 设 计 ， 将 刀 盘 外 圈 钢 结 构 部 分 分 为 3 块 在 工 厂 内 进 行 机 加 工 ， 确 保 拼 装 后 刀 盘 周 圈 的椭 圆 度 等 精 度 符 合 要 求 。（ 2 ） 加 工 好 的 刀 盘 外 周 运 到 现 场 后 ， 先 在 平 坦 的 地 面 上 将 其 连 接 成 圆 环 ， 调 整 刀 盘 外周 圆 环 的 偏 差 符 合 要 求 的 精 度 后 ， 将 圆 环 整 体 套 装 到 已 经 切 除 了 外 周 的 原 有 刀 盘 的 剩 余 部 分上 ， 将 刀 盘 的 6 根 辐 条 位 置 准 确 定 位 ， 用

5、水 准 仪 将 外 周 圆 环 与 原 刀 盘 剩 余 部 分 调 整 至 同 一 水平 面 ， 采 取 沿 刀 盘 直 径 方 向 双 向 断 续 焊 接 的 方 法 ， 逐 步 将 外 周 圆 环 与 刀 盘 的 6 根 辐 条 和 6块 面 板 完 成 满 焊 。（ 3 ） 完 成 刀 盘 钢 结 构 焊 接 后 ， 分 别 向 6 根 辐 条 的 空 腔 内 加 气 压 ， 检 查 焊 缝 的 密 闭 性 能 ，确 认 无 任 何 泄 漏 现 象 。3 、 刀 盘 附 属 结 构 （ 刀 座 、 刀 具 ） 的 修 复（ 1 ） 按 照 原 设 计 图 纸 尺 寸 进 行 缺 失 刀

6、座 的 加 工 ， 并 按 照 图 纸 定 位 尺 寸 焊 接 新 的 刀 座 。对 仍 然 完 整 的 刀 座 进 行 加 固 处 理 ， 对 所 有 刀 座 的 本 体 进 行 耐 磨 处 理 。（ 2 ） 按 照 刀 盘 原 设 计 方 案 ， 将 1 2 把 全 新 周 边 刀 焊 接 到 刀 盘 外 周 ； 将 4 0 把 全 新 强 化 先行 刀 焊 接 到 刀 盘 6 根 辐 条 上 ； 更 换 1 把 仿 形 刀 ； 更 换 位 于 刀 盘 外 周 的 6 2 把 刮 刀 。4 、 刀 盘 结 构 表 面 改 进采 用 北 京 固 本 KB6 8 0 耐 磨 焊 丝 在 刀 盘

7、 三 角 形 面 板 磨 损 速 度 较 快 的 外 周 圈 约 2 0 cm宽 范 围内 的 面 板 上 加 焊 网 状 耐 磨 层 ， 在 刀 盘 辐 条 上 强 化 先 行 刀 之 间 加 焊 网 状 耐 磨 。北 京 固 本 KB6 8 0 耐 磨 焊 丝 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 6 0 。5 、 刀

8、盘 外 周 刀 具 及 其 保 护 的 设 计 与 改 进（ 1 ） 在 刀 盘 6 个 三 角 形 面 板 的 外 周 两 侧 面 ， 每 侧 各 设 置 两 把 形 状 如 刮 刀 的 周 边 刮 刀 ，采 用 螺 栓 连 接 在 刀 座 上 ， 共 设 置 2 4 把 。（ 2 ） 在 刀 盘 面 板 迎 土 面 外 周 的 中 间 部 位 焊 接 长 1 0 0 mm、 宽 7 0 mm、 厚 4 5 mm 的 保 护 周边 刀 根 部 焊 缝 的 保 护 块 ， 保 护 块 上 嵌 有 硬 质 合 金 。（ 3 ） 在 刀 盘 外 圈 沿 刀 盘 宽 度 方 向 ， 每 隔 2 5

9、0 mm 焊 接 一 道 宽 2 5 mm、 高 1 5 mm 的 耐 磨堆 焊 保 护 条 ； 沿 刀 盘 外 径 宽 度 方 向 均 布 焊 接 1 2 把 长 3 5 0 mm、 宽 5 0 mm、 厚 1 5 mm 的 外 周 保护 刀 ， 增 强 刀 盘 外 周 的 耐 磨 性 能 。6 、 其 他 设 计 改 进（ 1 ） 在 刀 盘 面 板 上 增 加 2 个 泥 浆 注 入 口 ， 减 少 土 体 与 刀 盘 的 磨 擦 时 间 。（ 2 ） 将 面 板 式 刀 盘 进 土 开 口 部 位 的 钢 结 构 制 作 成 半 圆 形 ， 有 利 于 土 体 进 入 土 仓 。（ 3

10、 ） 设 置 刀 盘 外 周 周 边 刀 磨 损 检 测 装 置 。通 过 对 北 京 地 铁 砂 卵 石 地 层 盾 构 刀 盘 设 计 改 进 ， 在 经 济 效 益 方 面 ， 仅 用 2 0 余 万 元 左 右的 维 修 改 造 费 用 ， 就 可 将 盾 构 刀 盘 修 复 如 初 并 得 以 改 进 ， 为 公 司 节 省 了 购 置 新 刀 盘 所 需 的1 3 0 万 元 费 用 。二 、 东 莞 市 某 项 目 土 压 平 衡 盾 构 机 刀 盘 修 复 案 例东 莞 市 某 项 目 位 于 东 莞 市 南 城 区 ， 区 间 全 长 2262.808m， 使 用 6280m

11、 土 压 平 衡 盾 构 机进 行 掘 进 工 作 。 由 于 刀 盘 局 部 受 力 过 大 的 原 因 ， 引 起 刀 盘 偏 载 ， 导 致 刀 盘 变 形 。 采 用 盾 构 后退 、 清 洗 裂 纹 、 校 正 变 形 、 刨 坡 口 和 焊 接 等 方 法 对 刀 盘 变 形 进 行 修 复 。（ 一 ） 、 刀 盘 修 复 处 理 准 备1 、 刀 盘 后 退由 于 刀 盘 已 经 穿 过 洞 门 密 封 ， 无 法 有 效 地 对 刀 盘 进 行 修 复 ， 因 此 先 要 进 行 刀 盘 后 退 工 作 。2 、 清 洗 刀 盘 、 清 渣使 用 清 水 对 刀 盘 面 板

12、及 背 部 进 行 清 洗 ， 保 证 检 查 裂 缝 、 刀 盘 割 缝 的 顺 利 进 行 。3 、 检 查 开 裂 情 况发 现 刀 箱 焊 缝 开 裂 、 变 形 ， 刀 处 牛 腿 出 现 明 显 焊 缝 裂 纹 ， 刀 位 置 环 筋 板 焊 缝 开 裂 等 情 况 。4 、 清 理 裂 纹细 小 裂 纹 采 用 砂 轮 机 清 理 ； 深 度 较 大 的 长 大 裂 纹 使 用 碳 弧 气 刨 清 理 。 刨 坡 口 使 用 碳 弧 气刨 进 行 ， 并 注 意 坡 口 角 度 控 制 在 4 0 5 0 ， 并 使 用 片 砂 轮 、 棒 砂 轮 、 锥 形 砂 轮 等 工 具

13、 进 行 ，将 坡 口 修 整 平 滑 。（ 二 ） 、 刀 盘 修 复 处 理1 、 外 圈 梁 修 复当 刀 盘 变 形 量 已 经 超 出 了 刀 盘 外 圈 梁 与 切 口 环 之 间 的 间 隙 ， 为 了 更 好 地 保 证 刀 盘 外 圈 梁与 切 口 环 之 间 的 间 隙 ， 需 要 对 此 处 变 形 的 外 圈 梁 进 行 校 正 。2 、 刀 箱 移 位在 滚 刀 刀 箱 移 位 时 有 以 下 注 意 事 项 ：（ 1 ） 在 滚 刀 刀 箱 刨 除 的 过 程 中 ， 刨 除 的 速 度 不 需 要 太 快 ， 防 止 刨 除 过 程 中 滚 刀 刀 箱 变形 。

14、（ 2 ） 滚 刀 刀 箱 刨 除 之 后 ， 将 原 来 的 焊 缝 用 砂 轮 机 打 磨 光 滑 ， 然 后 利 用 滚 刀 模 板 重 新 定位 焊 接 滚 刀 刀 箱 。（ 3 ） 滚 刀 刀 箱 局 部 有 裂 纹 ， 需 要 将 滚 刀 刀 箱 刨 除 后 ， 进 行 补 焊 （ 要 注 意 控 制 焊 接 变 形 ） ，然 后 再 定 位 焊 接 。3 、 刀 盘 焊 缝 检 查检 查 刀 盘 所 有 焊 缝 ， 将 有 裂 纹 的 焊 缝 刨 除 ， 然 后 补 焊 。焊 缝 要 求 ： 采 用 窄 焊 道 ， 薄 焊 层 ， 多 层 多 道 的 焊 接 方 式 ， 尽 量

15、减 少 焊 接 变 形 。4 、 滚 刀 定 位刀 盘 外 圈 梁 校 正 及 有 裂 纹 的 焊 缝 补 焊 之 后 ， 需 要 通 过 滚 刀 模 板 来 检 验 ， 滚 刀 的 高 度 是 否都 在 一 个 平 面 上 。5 、 耐 磨 层 焊 接为 了 防 止 堆 焊 材 料 很 快 受 到 磨 损 ， 在 堆 焊 层 上 面 再 用 耐 磨 焊 丝 把 焊 缝 堆 焊 到 5 层 8 mm焊 缝 高 度 ， 形 成 耐 磨 网 ， 不 仅 保 证 了 结 构 质 量 不 低 于 原 制 造 而 且 耐 磨 性 大 大 提 高 。6 、 刀 盘 体 的 无 损 探 伤对 变 形 区 域

16、 刀 盘 体 、 刀 箱 刀 座 以 及 连 接 箱 法 兰 基 座 等 都 进 行 探 伤 检 测 ， 确 认 微 细 裂 纹 或者 确 定 裂 纹 存 在 部 位 及 严 重 程 度 ， 以 便 焊 接 弥 补 。 另 外 ， 对 修 复 完 成 的 部 位 ， 再 做 整 体 检 验 。通 过 东 莞 市 某 项 目 6280m 土 压 平 衡 盾 构 机 刀 盘 变 形 修 复 工 作 ， 为 同 行 处 理 刀 盘 变 形 修复 提 供 参 考 与 借 鉴 ， 积 累 了 经 验 。三 、 西 安 地 铁 三 号 线 盾 构 机 刀 盘 修 复 案 例盾 构 机 出 洞 后 ， 具 备 修 复 刀 盘 的 空 间 条 件 。 依 托 西 安 市 地 铁 三 号 线 一 期 工 程 盾 构 刀 盘 修复 实 例 ， 介 绍 筋 板 修 复 、 刀 盘 校 正 、 刀 箱 定 位 、 泡 沫 喷 嘴 修 复 与 保 护 等 修 复 技 术 。1 、 清 理 残 根采 用 氧 焊 及 气 刨 工 具 ， 对 面 板 筋 板 残 根 以 及 刀 箱