盾构刀盘支撑法兰密封位磨损修复技术
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。
小直径竖井法盾构刀盘修复施工工法
小直径竖井法盾构刀盘修复施工工法中铁十二局集团第二工程有限企业安宏斌李艳辉白云飞赵玮栋1．序言盾构在砂卵石、密实度较高旳砂层及其他不良地层中施工很轻易导致刀盘刀具旳磨损，使盾构机掘进速度减少，甚至无法掘进，刀具旳更换一般有常压开舱、带压开舱、地面加固后常压开舱等措施。
刀盘旳开挖直径磨损之后进行修复目前除了运用地面开挖常规竖井法施工之外没有其他安全措施，而开挖常规竖井旳工期太长、成本太高，在施工中不停研究最终采用开挖一种微型竖井后在井内进行刀盘修复施工工法。
实践证明，此工法在保证施工安全旳前提下，可以高质、经济、迅速旳完毕对盾构刀盘旳修复工作，经济效益和社会效益明显。
2．工法特点2.1该工法修复刀盘具有施工安全、简朴、迅速、经济及环境保护等长处。
2.2施工所需要旳人员、设备及周转材料少，且均为通用旳周转材料。
2.3 小直径竖井旳受力构造好，承载力高，抗震能力强。
2.4 小直径竖井施工作业旳条件较差，劳动强度大，施工中安全和质量尤其重要。
2.5刀盘前方有较大空间，便于更换刀具，提高刀具更换效率。
3．合用范围本工法适应于盾构上方土体不稳，地面没有充足空间等状况下进行刀盘修复、换刀作业。
在地面条件复杂，隧道埋深比较大（埋深超过20m以上）、地质条件比较差旳状况下，运用此措施进行刀盘修复时，必须谨慎旳考虑。
4．工艺原理以刀盘位置为重要根据，将刀盘完全进入竖井净空范围，同步要保证竖井井壁放在盾构机旳前盾盾壳之上，以保证进行刀盘修复时，作业人员旳施工安全。
小直径竖井先开挖至盾构刀盘中心线上方3.5m处，待盾构机抵达指定位置停机后，再开挖至盾构刀盘中心线标高。
在刀盘上方2m旳竖井井壁外侧打设小导管对地层进行加固处理，保证小直径竖井在多种工况下旳构造整体稳定性，保证刀盘检修作业旳安全。
5．施工工艺流程及操作要点5.1 工艺流程施工工艺流程见图5.1。
图5.1 工艺流程图5.2 操作要点施工准备施工前要制定合理旳质量管理措施。
阐述盾构机刀盘刀具磨损与处理措施
阐述盾构机刀盘刀具磨损与处理措施在国内的很多工程中都对盾构法进行了应用，在解决恶劣地质构造时发挥着重要的作用。
但是，刀盘刀具磨损情况还长期的制约着该方法的有效发展，因此，文章以北京砂卵石地质构造为例，对盾构机刀盘刀具磨损与处理措施进行了分析与阐述。
进而为有关单位及工作人员提供一定的借鉴作用。
一、刀盘的磨损情况分析1、磨损现象分析在盾构隧道贯通后，需要检查、清洗盾构刀盘，这时，我们就可以发现有无磨损现象发生，通常情况下，盾壳和刀盘的间隙位置是最容易被磨损的，以整体角度出发，刀具和刀盘会展现出边缘侧板磨损和外周磨损大的情况，圆周中部和中心磨损小的情况。
具体磨损案例如下：首先，刀盘外圈周边容易出现磨损；其次，先行刀在刀盘辐板上容易被损坏，容易磨损先行刀安装基座，一旦这个部位没有注意，损坏会非常的严重；再次，通常会较深磨损刀盘面板，并且会有明显的凹陷存在于部分位置。
2、分析磨损因素在盾构推力的影响下，刀具会将一定的压力带给开挖面土体，在刀盘的转动下，会有摩擦出现在刀盘前方土砂和刀盘及刀具之间，进而就会出现磨损情况。
刀具磨损同刀具材质、地质条件、刀具的贯入度、时间等有关，并且随着不断增加的刀具掘削里程，在刀盘周边布置的刀具因为有较大的线速度、切削线路长，所以容折断、磨损快等情况。
当外周边刀具和周边刀被磨损了之后，这样就会相应的磨损到边缘侧板和外周边。
同时，在开挖时，会有将复杂的力施压到盾构刀盘刀具上面，恶劣工作环境以及盾构刀具所穿越的不同地层与磨损程度有着非常密切的联系，粉质砂土、粘质土和淤泥质砂土等地层不会过大的磨损刀具，而砂卵石土和砂土地层会加剧盾构刀具磨损，甚至还会造成盾构刀具崩齿，砂卵石地层在北京地区是一种分布非常广泛的地形地质，因此，在施工的过程中非常容易遇见，甚至还会夹杂着大粒径卵石和石块，所以，会较为严重的磨损到道具和刀盘。
二、具体的解决对策分析通过上述的分析能够发现，在北京砂卵石地层中进行掘进的过程中，对盾构机的刀具会经常的带来损害，并且，一旦刀具损坏跟换维修起来就会非常的吃力，并且，所花费的费用和时间也较多，因此，采取有效的方式避免或者降低这种损耗是非常必要的，因此，我们可以从以下几个方面入手来降低对刀盘的损耗。
盾构掘进中主轴承密封的修复方法
制人 员气 压工 作 时间计 划 与保 障措 施 。
（ ）完 成 注 浆 封 水 后 ，清 除 刀 盘 内 的改 性 泥 ３ 浆 ，具备 人员 进舱 修 复条 件 。
（ ）采 用 ８—１ 钢板 从 刀盘 内侧 焊 接堵 住 ４ ０ｍｍ 刀盘 开 口部分 ，防止在 处理 密封 全 过程 中砂砾 卵石
（ ）将 压 盘焊接 成一 体 ，但应 控制 其 圆弧面 与 ７
维普资讯
石
油
工
程
建
设
２０ ０ ７年 ｌ Ｏ月
端面 的变形量 ，防止 因变形造成压盘 对密封 的损坏 ０ （ ）采 用改 制 的顶 丝 ，将原来 退 出 的其 他三 道 ８
部 间 隙是否 正常 ，经检 测确 认 ，各 部 压入尺 寸到 位 后 安装并 均匀 紧 固螺栓 。
部 断裂 ，压盘 外移 变形 ，二 道密 封损 坏 ，必须 进行 修 复后 才能继 续掘 进 。掘进 面位 于 江水底 部 的地层 中 ，地 质 为 砂 砾 卵石 层 ，水 压 ０２ ａ ． ＭＰ ，易 坍 塌 ４
（ ）从供 浆 管道上 向刀盘 内压 注改性 泥浆 ，使 １
掘进 面砂 砾 卵石层 与 刀盘 之间形 成 一道厚 厚 的泥浆
修 复方案 。经 分析 对 比 ，最终选择 了从盾 构机 供 浆管道 向刀盘掘 进 面压 注改性 泥 浆 ，对掘进 面进
行封 堵止 水 ，维修人 员带压 进舱 ，更换 密封 与压盘 的 方法 。该 方法 无 需在掘 进 面拆 解 刀盘 、建 竖
井或 工作廊 道 ，施 工难 度 小 ，修 复速 度快 ，费用低 。文章重 点介 绍 了盾 构掘进 中主轴承 密封 的修
维普资讯
第３ ３卷 第 ５期
复合地层盾构机刀盘磨损修复实施与
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。
盾构机主驱动密封维修改造关键技术
盾构机主驱动密封维修改造关键技术摘要：盾构机主驱动密封系统是主驱动系统的防护盾牌，如果在掘进过程中失效，可能引起主轴承损坏，造成巨大的经济损失。
为预防此现象发生，通常会依据设备掘进里程及使用状况进行预防性维修，以降低掘进过程施工风险。
从便捷性方面考虑，一般选择在平整的地面上，将盾构机前盾翻身，使土仓朝上进行密封的更换、跑道的调整或更换。
对于平移过站或存在其他限制因素时，也可选择在始发井下进行主驱动密封系统的维修。
关键词：盾构机主驱动密封；维修；技术对于盾构机来说，主驱动系统是以“心脏”的地位而存在，而主驱动的密封便是心脏外的一层保护膜。
在盾构机掘进的过程中，主驱动密封不能够在硐室中进行更换，如若由于密封损坏或者间隙过大等原因，使泥沙颗粒或者齿轮油等侵入到齿轮箱当中，导致主轴承损坏，将会引起整个盾构机的瘫痪，为盾构工程带来经济损失。
一、主驱动密封原理主驱动密封装置：主轴承内圈转动并带动刀盘旋转，外圈固定于主驱动箱体上，而主驱动箱体则是固定于内部构件上相对不动的，于是主驱动则设计成内外两处密封；就液驱主驱动分析，外密封有三道唇形密封，内密封有二道唇形密封；每道密封之间由隔板隔开，用于保持密封的位置形态，最外侧有压板封盖并给予密封一定的压力。
密封采用背靠背形式，最内侧密封唇口朝内，封堵齿轮油，其余几道密封都是唇口向外，用于封堵外侧杂物。
密封之间形成密封腔，由内而外，外密封第一道密封腔为空腔，检测齿轮油是否泄漏，第二道密封腔为黄油脂润滑，最外侧密封腔打入HBW黑油脂并溢出到密封外侧土仓处，从而隔离开外部土仓环境。
内外密封各有3 道油脂腔，密封原理和润滑方式与内支撑方式的外密封相同，因此，在相同条件下周边支撑方式的油脂消耗量比较大。
从密封原理来说，上述两种盾构主驱动密封均是机械式迷宫密封与唇形密封的组合密封形式，由于唇形密封圈是一种具有自封作用的密封圈，它依靠唇部紧贴密封耦合件表面，阻塞泄漏通道而获得密封效果，密封圈的工作压力为预压紧力与流体压力之和，当被密封介质压力增大时，唇口被撑开，更加紧密地贴紧密封面，密封性能进一步增强；此外，唇边刃口还有刮油的作用，也有利于提高密封圈的密封性能。
盾构机刀盘非正常磨损洞内修复方案概述
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。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
32施工技术CONSTRUCTION TECHNOLOGY 2012年4月下第41卷第363期盾构刀盘支撑法兰密封位磨损修复技术张洪涛，郑国良，刘景华，王太平（中建市政建设有限公司，北京100161）［摘要］盾构刀盘支撑法兰位于切口环内，主要作用是将刀盘与主驱动连接起来，驱动刀盘的旋转。
盾构刀盘支撑通过法兰盘与主驱动齿轮相连，刀盘在旋转过程中连接的密封位极易进入泥砂，长期旋转过程中容易造成密封位的磨损，因此法兰盘在掘进一定距离后必须进行检查、修复。
某法兰盘为宽740mm ，中心直径2740mm 的圆环，并连接6个牛腿。
为防止该法兰盘的变形，采取镶嵌钢环加补焊的修复工艺，达到了法兰盘变形量小、平面精度高的目的。
［关键词］隧道；盾构；刀盘支撑法兰；镶嵌钢环；磨损；焊接［中图分类号］TU245［文献标识码］A［文章编号］1002-8498（2012）08-0032-03Repairing of Abrasion on Sealing Position of Shield Cutter FlangeZhang Hongtao ，Zheng Guoliang ，Liu Jinghua ，Wang Taiping（China Construction Municipal Construction Co．，Ltd．，Beijing100161，China ）Abstract ：The cutter flange locates in incision ring of shield which main function is connecting the cutter and main driver to operate the cutter．Because the shield cutter and main driver gears is connected with the flange ，so the sediment is easy to enter the sealing position during cutter rotation．The sealing position always abrades during long-term rotating of shield cutter．Thus the flange should be checked and repaired when shield run a certain distance．Some flange connects 6corbels with 740mm-wideth and 2740mm-diameter．Repairing technology of inlaying steel ring and welding is adopted to control the deformation and plan accuracy．Key words ：tunnels ；shields ；cutter flanges ；laying steel rings ；abrasion ；welding ［收稿日期］2011-11-14［作者简介］张洪涛，中建市政建设有限公司工程师，北京市西四环南路52号中建一局大厦6019室100161，电话：（010）83982793，E-mail ：szgcb-zht@163．com盾构是集液、电、气、传感于一体的大型机械化专用施工设备，主要用于城市地下隧道、管沟等施工。
盾构刀盘支撑形式主要有中心支撑、中间支撑、周边支撑3种形式，在目前地铁施工中盾构广泛采用的是中心支撑和中间支撑的形式，中心支撑式以德国的海瑞克为代表，中间支撑式以日本产盾构为代表。
支撑的形式直接决定了刀盘支撑的结构形式。
日本某厂家的盾构刀盘支撑法兰与主驱动连接处设置了一道端面密封，用于防止泥砂进入轴承内，刀盘支撑法兰在长期的运转过程中极易出现磨损。
磨损后密封位的修复精度至关重要。
1刀盘支撑基座密封结构及磨损原因本盾构为土压平衡式盾构，采用外齿啮合的中间支撑的结构形式（见图1）。
刀盘支撑一侧通过6个牛腿带动刀盘的旋转，另一侧通过法兰盘与主驱动齿轮相连。
法兰盘连接处设有一道多唇端面密封，盾构在正常掘进过程中通过向密封腔内加注润滑油脂起到润滑、防止土仓内泥砂进入主轴承箱内的作用。
本次检修的2台设备均已推进完成5km ，检修过程中发现刀盘支撑法兰密封位处已经出现多道不同深度凹槽，凹槽区域宽度为70mm ，直径为3270mm ，其中磨损最深达10mm ，磨损区域及磨损情况如图2所示；多唇密封的3道唇边均已磨损。
经测量、试验分析主要由以下原因造成法兰盘密封位的磨损。
1）该结合部位长期处于泥砂、水压力包围中，润滑油脂填充不充分时，土砂极易进入密封位置处与法兰盘产生摩擦，长期旋转过程中，导致法兰盘密封位和密封磨损。
2）外周密封位直径约为3270mm ，圆周长约10.5m ，圆周上设有4个润滑油脂注入点，为确保达到保压、润滑的效果，必须确保每个点的注入量。
所以在润滑油脂泵泵送能力下降时，每个点的注入量就会下降，直接影响润滑效果。
2012No．363张洪涛等：盾构刀盘支撑法兰密封位磨损修复技术33图1刀盘支撑法兰结构Fig．1Structure of shield cutterflange图2刀盘法兰盘磨损区域Fig．2Abrasion area of shield cutter flange3）长期旋转过程中外侧环缝钢板磨损，间隙增大，增大了土砂涌入概率。
综合以上分析，掘进过程中防止泥砂进入法兰盘面对密封位的磨损是关键。
因此必须对法兰盘进行修复，对外周唇形密封进行更换。
2维修方案确定盾构机刀盘支撑中6个牛腿及法兰盘面的结合部位均是精确定位安装，法兰盘面连接处有4个定位销，修复工艺的核心是控制法兰盘的变形量和确保修复后法兰盘的平面度及法兰盘与6个牛腿结合面的平行度。
基于以上几点考虑形成以下3种方案。
1）直接补焊磨损部位利用CO 2气体保护焊，采用补焊方式进行修复。
因局部磨损量较大，需要分层焊接，且法兰盘厚度仅有40mm ，控制变形量存在一定困难。
2）镶嵌圆环螺栓固定在磨损部位镶嵌圆环，并采用螺栓固定。
因镶嵌圆环宽度较窄，厚度较薄，造成固定圆环的螺栓孔位较浅，在磨损过程中易被磨穿，且在原法兰盘上加工较多的螺栓孔，对法兰盘的强度有一定影响。
加工复杂，定位困难，且存在一定隐患。
3）镶嵌圆环加补焊在磨损部位镶嵌圆环，利用CO 2保护焊焊接固定。
此方式相对第1种方式焊接量大大减小，焊接变形较小；而相对第2种方式对法兰盘本身影响小，圆环固定更为可靠。
综合分析3种方式的优缺点，最终决定采用第3种方式。
3维修方案实施3.1准备工作1）刀盘支撑法兰盘面清理、测绘由于法兰盘密封位处圆周较大，深度较深，为确保圆环整体镶嵌精度，先将法兰盘面清理干净，测绘出磨损部位尺寸，为加工圆环和车削法兰盘做准备。
2）圆环加工采用8m 立车，将与法兰盘同材质的25mm 厚钢板按测绘尺寸加工一个直径为3270mm 的圆环，找好圆环同心度、平面度，单侧面切削5mm ，作为镶嵌圆环与法兰盘的结合面。
3.2刀盘支撑法兰盘固定与车削利用立车转盘上的固定夹具分别从径向内、外两个方向将刀盘支撑6个牛腿固定在立车转盘上，用百分表先找平并调好工装平面度，再找好6个牛腿与法兰盘的平行度并用压板调整固定（见图3）。
按照绘制尺寸图结合加工完成圆环的实际尺寸车削法兰盘安装槽，在槽底平面向上留2mm 处两侧打40ʎ坡口预留焊口。
车削加工过程中与镶嵌圆环尺寸进行测量比对，直到圆环与法兰盘安装槽完全吻合。
3.3焊接工艺1）焊接设备及材料选择焊机采用NB-500CO 2气体保护焊，其优点是没有药皮，不易夹渣，焊接过程中产生的热量少，散热快；通过试验，法兰盘的母材为Q235，所以圆环也采用Q235钢材。
据此选择JQ．MG50-6， 1.2mm 气体保护焊丝。
2）法兰盘与圆环定位镶嵌圆环放入加工后的法兰盘槽内，先把圆环十字定位，圆环内外双面点焊再分8份点焊，16份点焊，依次类推。
双向点焊直到最后点焊距离5cm 。
3）焊接控制为防止过热变形，采取分段对称、整体分2层焊接方式。
点焊完后，先焊第1层，34施工技术第41卷图3法兰盘固定Fig．3Fixation of flange焊30 50mm长，并及时采取保温措施，用焊口长短控制温度。
每个焊点间隔500mm左右，直到整圈第1层全部填平焊完。
依此方式再焊第2层，焊肉要高出密封板平面1 3mm，防止车削高度不够。
整体焊接时间8h以上，不能过快，严格控制焊接温度，不能出现气孔、夹渣、裂纹等现象。
3.4精车与抛光1）焊接圆环后车削全部焊接完成后，对整个密封位处的焊肉部位分两次车削（见图4）。
粗车后留1mm精车。
第1次车削完毕后，检查焊缝的饱满度，如有夹渣或者空隙则重新填充满。
2）抛光两次精车后，把砂轮电机夹在刀架上进行抛光。
用30mm抛光轮走两遍，再使用120mm 抛光轮走两遍，达到工件表面粗糙度Ra=0.4 0.8μm、加工精度lT7 lT6。
完工后表面涂黄油薄膜覆盖。
图4车削示意Fig．4Turning Layout3）检测根据在焊接车削前用百分表对法兰盘固定在立车上的修复平面检测数据；车削抛光后进行再次检测并对比，平面度误差为0.2 0.3mm，完全符合配件技术要求。
在实际安装中，装配顺利也反映了修复工艺选择得当，焊接变形控制良好。
4结语刀盘支撑法兰盘是随设备从日本整机进口，是盾构的关键部件之一。
法兰盘平面加工定位精度要求比较高，修复过程中变形量应严格控制。
该部件在国内没有现成的维修经验可以借鉴，实践证明，经综合研究采用镶嵌加焊接的修复工艺，具有可操作性、经济性，有很强的推广价值。
参考文献：［1］张庆贺．地铁与轻轨［M］．北京：人民交通出版社，2000.［2］尹旅超，朱振宏，李玉珍．日本隧道盾构新技术［M］．武汉：华中理工大学出版社，1999.［3］张凤祥，朱合华，傅德明，等．隧道技术［M］．北京：人民交通出版社，2004.［4］地盘工学会．盾构法的调查·设计·施工［M］．北京：中国建筑工业出版社，2008.［5］罗人宾．盾构进洞段施工中刀盘遇钢板桩瘫痪的掘进问题与对策［J］．施工技术，2008，37（9）：73-75.［6］徐岩，赵文，黄龙光，等．富水砂层土压平衡盾构关键施工技术［J］．施工技术，2011，40（7）：71-73，77.（上接第29页）过化学灌浆后，均可得到较好的治理效果。
而伸缩缝裂缝由于宽度较大，无法使用化学灌浆方法进行治理，一般使用沥青麻丝、遇水膨胀橡胶、聚硫密封膏等堵漏材料密封。