刘永强
天津城建隧道股份有限公司 天津 300250
摘要:现在全国各个城市都大力发展地铁建设，地铁是解决大城市拥堵问题的较好解决方案。盾构机是城市地铁隧道施工经常使用的工程机械设备。盾构机土舱壁和盾尾发生变形是常见的问题，文章探讨修复的方法。
关键词:盾构机；盾尾及土仓；变形；修复方法
前言:
在盾构机始发和接收过程中，由于进洞和出洞姿态控制原因，非常容易发生盾构机前体和盾尾发生变形的情况。前体土仓和轨道接触钢板变形（见照片1），容易影响盾构机刀盘旋转，增大刀盘旋转扭矩，刀盘搅拌棒脱落，严重会导致土仓土压较难建立。盾尾变形会对盾构机掘进中的纠偏产生影响，并且减短盾尾钢刷的使用寿命。针对这个问题，本文从实际案例出发，探讨盾尾和土仓变形的修复过程。
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照片1
1.盾构机盾尾变形情况
南京地铁用盾构机完成掘进后，发现盾尾左右两侧均发生一定变形。左侧变形长度为850mm，变形最大值20mm，变形范围120mm，如图1所示。右侧变形长度850mm，变形最大值40mm，变形范围600，如图2所示。变形都朝向盾构机的圆心方向，并且不均匀分布。变形如图所示。
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管片与盾尾内侧正常间隙为30mm。如果不进行修复会对盾构机掘进中的纠偏产生影响，并且减短盾尾钢刷的使用寿命。
2.维修的准备工作
A拆掉变形左侧300mm、右侧800mm范围内的盾尾钢刷和切割掉范围内φ28圆钢。
B材料准备：准备700mm×850mm和200mm×850mm钢板各一块，材质Q345B。
C滚圆加工：分别对上述两块钢板沿700mm和200mm方向用滚圆机滚出R3154的圆弧。如图。如滚圆设备对200长度加工困难，也可滚至900mm后进行切割。
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图3
D盾体变形部分的切割：将变形部位左圆弧200mm范围、右圆弧700mm范围进行切割，宽度方向切割至原盾体40mm钢板和16mm钢板焊接处。如图。切割线路应保持直线,并且按钢板滚圆加工后的实际尺寸进行切割。切割下来变形的尾板后检查切口两侧径向变形情况，变形误差不应超过3mm，如超过应进行修整。切割后对切割部位进行整修，使其平整。切割过程中如发现异常变形应分析原因再进行切割。
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E焊接坡口的加工：将上述钢板的三面进行坡口的加工。如图。
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F在盾尾下部点焊托板
G钢板的安装，对不合适的部位进行修补。
3.焊接
A将圆弧板点焊到正确位置。使用二氧化碳气体保护焊进行焊接，焊丝采用JQ.YJ501-1。
B首先按顺序焊接盾尾钢板的外侧大坡口各处一层。然后按顺序焊接内侧小坡口各处一层。
C焊接外侧大坡口处至指定高度。然后焊接小破口处。焊接过程主要控制钢板的向内变形。如图所示。
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图8
E对内侧焊口凸出部分进行修磨。
F焊接拆掉部分的φ28圆钢。
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图9
G焊接盾尾钢刷。
4.相关检查
A滚圆加工后，应对钢板的圆弧加工情况进行验收。验收情况如下图所示。700板的a=698.92mm,b=19.42mm；200板的a=200mm,b=1.59mm。可根据此数值进行验收，如果a、b其中一数值正确另一数值不准，应对板的弧度进行调整。如果两个数值都不正确，应根据下料尺寸进行重新计算检查。
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图10
B钢板与后体焊接完成后，焊接盾尾钢刷前，应对钢板的形状位置进行检查。钢板与后体接口处，钢板焊后位置原则应在-2~0毫米之间（负值指钢板边缘位置低于后体），以保证盾尾在掘进中的纠偏量。焊接钢板不应发生扭曲、翘曲，直线度控制以盾构机相同位置母线0~+4(正值指在盾体外侧测量直线度时，钢板位置凸出于盾构前中体表面)。钢板焊后圆弧的检查按A项执行。为保证密封性，对焊口部位做着色测试。
结束语:土仓变形的情况可以参考上述方法进行修复。
变形修复完成后，项目部技术人员应认真分析进洞和出洞盾构机姿态，避免下次始发和接收再次发生变形。
参考文献:
[1]盾构机再制造实践与分析[J]. 马龙飞.建筑机械化.2020(05)
[2]盾构机主轴承再制造案例分析[J]. 乔路卫.机电工程技术.2019(09)