刘鹏军
西安中铁工程装备有限公司 陕西西安 710200
摘要:本文以某盾构机使用于地铁施工，区间主要穿越硬塑粘土、粉细砂土、中密砂土、细砂土、粘土、细砂土、亚粘土地层，掘进过程中发生螺旋机轴发生断裂，现场判断为螺旋机前端节轴断裂。
关键词: 盾构机、螺旋机轴、断裂
0引言
盾构机现场施工情况，总里程约 1.5km，现掘进里程约 340m，现土仓内顶部土压 1.8bar，盾构掘进地层处于粘土层，土体自稳性较差。掘进过程中盾构司机观察发现螺旋机出碴不畅现象：螺旋机转动但无渣土排出，故打开前部检修口进行检查，发现螺旋轴前端存在断裂，螺旋轴断裂位置距前端约 1500mm。断裂位置如下图所示：
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1.总体解决方案
现场通过外部专家的咨询及内部专家的讨论，综合考虑后期施工风险、工期等因素，断轴问题拟通过两个方面处理：首先现场对盾构机前端地层进行加固处理，保障隧道内施工安全；其次，判断断裂位置，做好准备，进行焊接处理。
2.现场组织处理
2.1准备工作
（1）打开观察口检查螺旋机轴断裂情况，检查螺旋机断轴各在什么位置；
（2）清理泥渣，使用水冲或掏泥方式将断轴位置的泥渣清理干净，方便后续焊接工作；
（3）核实掘进地层掌子面稳固情况，是否具备将螺旋机断轴拔出条件，加固处理的地层较为稳固，可进行断轴拔出并进行焊接；
（4）工具准备；具体详见下表
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（2）打开轴断裂位置检修口，开启时需确保无喷涌情况发生。通过开启的检修口，清理两段轴周边的碴土，并将两侧轴端部使用火焰进行烘干处理；
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（6）将两段轴及叶片切割平整，并进行初次对接，对接时可通过旋转后段轴来与前段轴进行校对，仅需保证轴与轴、叶片与叶片之间均能通过焊接确保强度即可。将断裂处叶片与轴刨开，刨开长度需大于 50mm，将两段轴、叶片开坡口，轴上坡口为 36×30°，叶片坡口为双边 14×30°，坡口刨完后需打磨、清理，保证对接位置焊接性能；
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（9）焊接螺旋轴与叶片：通过对称焊接（需不断旋转螺旋轴），将螺旋轴与叶片焊接完成，需保证焊前预热，焊后保温；焊接完成后割除工艺板，将工艺板焊接位置焊接平整；焊接完成后加焊加强筋。焊接完成后使用石棉布进行包裹保温，保温时间不低于 10h，将切割的固定节检修口恢复。
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2.3技术事项
（1）焊前预热，使用氧乙炔火焰对待焊接处预热，温度:100～150℃，预热区
应在焊缝两侧，每侧宽度不应小于焊件厚度的两倍且不小于 100mm；；后热温度
为 200℃～250℃，并用保温棉进行保温缓慢冷却。多层多道焊，控制立焊单道
焊缝宽度不超过 18mm；（预热、后热温度可采用温度测量仪检测）；
（2）保持焊接区域的干燥，务必清理焊接区域的泥污、水等杂物；焊接过程出现滴水等情况时，应先使用割枪烘干后方可继续焊接；
（3）立焊：焊接工艺参数：J507NIMA，Φ4，I=130~170A，焊前焊条需经 380°
烘焙 1 小时（可用火焰烘烤），随烘随用；采用短弧操作，窄道焊方法；焊接完成后或中间停止焊接作业进行后热处理；
（4）焊后去焊渣，飞溅物，焊缝打磨光整；待焊缝（轴对接焊缝及叶片对接焊缝）冷却后，对其进行探伤，优先考虑超声波探伤，如条件不允许，则采用渗透探伤；
（5）螺旋轴对接位置叶片与螺旋轴不允许出现交叉焊缝。
3.结论
（1）近年国内使用土压平衡盾构机掘进长大隧道越来越多，同时隧道施工地质情况也越来越复杂、多样，尤其在砂卵、砾石等地层中掘进，断轴风险也愈发增大；
（2）隧道内螺旋机断轴分析及处理措施也尤为重要，如何安全、快速、有效的处理，也就凸显重要。
[参考文献]
[1]唐能.盾构机螺旋机断轴分析及措施技术研究[J].房地产导刊.2017(32):238-239
[2]李旭辉，曹金辉.在隧道内修复盾构螺旋输送机断轴的方法[J].工程机械与维修.2016(1):51-52
作者简介：姓名：刘鹏军 性别：男 出生年月：1982年9月26日 年龄：39岁 身份证号：610528198209262719 籍贯：陕西省渭南市 从事工作：生产管理 职务：盾构中心副经理 职称：工程师