盾构机刀盘修复流程及改进方法

　　日本三菱土压平衡盾构机在砂卵石地层进行区间隧道掘进时，导致刀盘外周磨损严重，刀具脱落。根据三菱盾构机刀盘刀具的安装特点和刀盘修补需要焊接等原因，对盾构刀盘进行修复与设计改进。
　　 1、刀盘内部装置的修复
　　(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12把全新周边刀焊接到刀盘外周;将40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62把刮刀。
　　4、刀盘结构表面改进
　　采用北京固本KB680耐磨焊丝在刀盘三角形面板磨损速度较快的外周圈约20cm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KB680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≥60。
　 　5、刀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24把。
　　(2)在刀盘面板迎土面外周的中间部位焊接长100mm、宽70mm、厚45mm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)采用耐磨焊丝在刀盘外圈沿刀盘宽度方向，每隔250mm焊接一道宽25mm、高15mm的耐磨堆焊保护条;沿刀盘外径宽度方向均布焊接12把长350mm、宽50mm、厚15mm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)设置刀盘外周周边刀磨损检测装置。
　　通过对三菱盾构机刀盘设计中存在的问题进行修复和设计改进，提高了刀盘的使用寿命，为城市地铁盾构在不更换刀具的情况下，实现长距离掘进提供了经验。