盾构机刀盘作为盾构的核心部件，是决定工程成败的关键。由于工作环境恶劣，在掘进中承受大扭矩、大推力和复杂冲变载荷，盾构机刀盘容易发生磨损和破坏，特别是遇到复杂地质条件和不明障碍物时，将严重影响其强度、刚度、耐磨性和整体结构安全，特别严重时，将导致刀盘无法使用，盾构长期停机，甚至使得工程报废。下面小编就为大家分享一下盾构机刀盘修复案例，一起来看看吧。
　 　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6.14m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
　　(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)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20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130万元费用。
　 　二、上软下硬地层掘进施工盾构刀盘修复案例
　　1台土压平衡盾构机在上软下硬地层掘进过程中，其刀盘和刀具磨损严重，具体如下：刀盘中心直径2.7m范围内刀盘面板及辐条均严重磨耗，4把双联中心滚刀及其刀箱全部掉落，8把正面滚刀及其刀箱全部掉落，6把切刀及其刀座严重磨损，其他刀具也存在不同程度的磨损。由于该刀盘已无法进行正常掘进，所以专门开挖了竖井，在竖井内进行刀盘修复。
　　1、准备修复材料
　　刀盘材料为Q345B钢材，刀箱和刀座均由原厂提供成品。堆焊材料为KB680耐磨焊丝。
　　2、处理磨损区域
　　将刀盘中心区域磨损的滚刀刀箱、刮刀刀座、加强筋板和中心刀盘喷口予以刨除;将磨损的刀梁进行打磨或火焰切割修整，并将焊接面打磨出金属光泽。
　　3、选择焊接工艺
　　为保证修复质量，选取与原厂制造刀盘时相同的焊接工艺。采取二氧化碳气体保护焊，选用北京固本耐磨焊丝，配合熟练的焊接人员。焊前需预热焊接部位，焊后须去除焊接部位应力，以避免引起刀盘焊接变形。采用多层多道焊接方法，保证焊接质量和强度。
　　4、修复刀盘主梁
　　焊接前采用加热设备加热原主刀梁和新主刀梁之间的焊缝，使其达到120℃后进行焊接。采用多层多道焊接方法，单条焊缝宽度应≤10mm。焊接完成后采用保温棉对焊接部位进行一定时间的保温，然后采取振动法消除应力。为保证主梁间刀箱的安装，对焊后突起进行刨除，保证平面度小于5mm。
　　5、修复滚刀刀箱和切刀刀座
　　定位新滚刀刀箱部与已安装滚刀刀箱背部处于同一平面。按照图纸(可参照原图纸)定位无误后，进行拼点焊接，焊接参数参照刀盘结构件。采取同样的定位方法，焊接修复切刀刀座后，安装新的滚刀和切刀。
　　6、修复刀盘喷口
　　现场加工、焊接原刀盘喷口较困难，所以对新喷口的结构形式进行了局部改进。同时在喷口处增加保护钢板，堆焊耐磨网格，其管路采用10mm钢板进行保护。
　　本次刀盘修复工作共历时80余天，对项目工期和成本均造成了较大影响，为安全、顺利地完成该项目剩余工程量，盾构机在恢复掘进后应时刻观察掘进参数，及时检查刀盘刀具磨损情况，高度重视刀具更换质量，针对不同地层做好渣土改良工作。通过本次刀盘修复，盾构机得以顺利完成项目施工。