盾構刀盤(pán)的緊急焊接修復：刀盤(pán)本體及刀具安裝基座的焊接修復： 在土倉內開(kāi)挖面上進(jìn)行焊接作業(yè)，受到了操作空間、通風(fēng)條件等多種因素的限制，作業(yè)難度較大對焊工的操作水平也有較高的要求。由于在本次作業(yè)過(guò)程中開(kāi)挖面地層情況比較隱定，加之措施得力所以焊接作業(yè)進(jìn)行的較為順利。

1、鋼材的選擇：刀盤(pán)修復工作，時(shí)間緊、任務(wù)重。但我們還是進(jìn)行了認真的調查、分析和準備。首先根據刀盤(pán)本體采用St52-3鋼號。相當于國產(chǎn)的低碳鋼。刀盤(pán)本體及刀具安裝基座的修復寬度為350mm，厚度為100mm，高度為150mm。從材料的機械性能和可焊性等多方面因素綜合考慮，并經(jīng)與有關(guān)單位的焊接專(zhuān)家研究，最終決定采用國產(chǎn)20#鋼對刀盤(pán)及安裝基座進(jìn)行修復。 2 、刀盤(pán)修復方案的優(yōu)化：如何保證修復后的刀盤(pán)本體性能不低于原設計制造的水平，我們進(jìn)行了深入的分析和研究，并加工了樣塊在現場(chǎng)進(jìn)行了模擬裝配分析。

3、從焊接工藝考慮采用左右塊加支撐塊的方案：原設計修復方案中采用兩塊150mm厚的鋼塊，對刀盤(pán)大臂左右兩側進(jìn)行焊接修復。我們通過(guò)分析及樣塊的模擬安裝發(fā)現：在土倉內，受操作空間的限制，焊接作業(yè)只能從兩個(gè)側面進(jìn)行無(wú)法正面對刀盤(pán)進(jìn)行焊接作業(yè)。在345mm的寬度上，焊接兩塊150mm的鋼塊，第一塊可以焊接，而第二塊與第一塊相鄰的部分與刀盤(pán)本體間的焊縫無(wú)法實(shí)施焊接作業(yè)。所以，改為采用兩塊100mm厚的鋼塊加中間支撐板；先焊接左、右塊，再焊接中間連接板。這樣既保證了焊接作業(yè)的司達性、方便性，也保證了修復體與刀盤(pán)本體之間有較高的連接強度。

4、周邊刀連接螺栓數量的確定：山于刀盤(pán)周邊刀安裝基座上的中間一個(gè)螺柱連接孔被磨掉1／2，無(wú)法對半個(gè)螺栓孔進(jìn)行焊接修復。我們最初決定只用兩端的連接孔進(jìn)行螺栓連接固定，中間一個(gè)不固定。后經(jīng)我們分析研究認為：如果中間螺栓孔不連接，一是周邊刀與刀盤(pán)的連接強度降低了1／3；二是如果該螺栓連接孔不進(jìn)行封堵，在刀盤(pán)旋轉過(guò)程中，會(huì )有泥沙從孔內通過(guò)，且由于該部位位于刀盤(pán)邊緣，其線(xiàn)速度較大，容易導致刀盤(pán)和刀具的磨損；因此，決定對該螺栓孔進(jìn)行連接封堵。具體做法是：加工一個(gè)帶有內螺紋孔的光套，在原套的位置上與刀盤(pán)殘體進(jìn)行焊接，螺栓與套的內螺紋連接固定。這樣既封堵了刀盤(pán)上的孔洞，也提高了周邊刀與刀盤(pán)本體的機械連接強度。

5、增加焊縫高度，以提高修復體與刀盤(pán)基體的連接強度：經(jīng)設備制造商確認：刀盤(pán)制作時(shí)，周邊刀安裝基座與刀盤(pán)本體焊縫高度為3層5mm。修復時(shí)們規定了5層8mm焊縫高度。保證了修復質(zhì)量不低于原制造過(guò)程中的焊接強度。

6、采取多項措施，保證焊接質(zhì)量： (1)選派經(jīng)驗豐富、焊接技術(shù)高的電焊工進(jìn)行連續作業(yè)； (2)選用直流電焊機，保證焊接電弧能夠穩定燃燒，以提高焊縫成型質(zhì)量； (3)選用J506焊條，焊接前對焊條進(jìn)行烘干處理，并在焊接作業(yè)過(guò)程中，用保溫箱對焊條進(jìn)行保， 溫。從而減少焊縫出現氣孔的可能性； (4)用砂紙、磨光機對焊接面進(jìn)行打磨處理，并用丙酮對焊接面進(jìn)行擦拭，確保焊接面的清潔 從而保證焊縫質(zhì)量； (5)嚴格防水措施，確保焊縫質(zhì)量。 為縮短盾構的停機時(shí)間，我們采取了24小時(shí)連續作業(yè)的方式。作業(yè)分成兩班，每班12小時(shí)，兩名電焊工在12小時(shí)內輪換進(jìn)行作業(yè)。這樣在一周之內，就順利地完成了刀盤(pán)的修復工作，并對磨損刀具進(jìn)行了更換。

7、提高修復精度的工藝措施：由于周邊刀是用3個(gè)連接螺栓固定到刀盤(pán)上的。因此，焊接作業(yè)中如何保證修復體上螺栓孔的定位精度，成為判斷本次修復質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。技術(shù)人員精心思考、仔細研究，制訂了詳細的施3232藝，并編寫(xiě)了施Ⅱ藝流程圖，見(jiàn)圖4；并要求電焊工在焊接作業(yè)過(guò)程中，對稱(chēng)交叉施焊，確保焊接件受熱均勻，避免工件由于受熱不均而導致移位。由于各項措施制定的具體合理，加上作業(yè)人員積極配合，確保了焊接后的定位精度，沒(méi)有出現返工現象。在保證質(zhì)量的同時(shí)，也確保了作業(yè)進(jìn)度。

8、幾點(diǎn)建議和思考：從本次焊接修復工作中，我們發(fā)現和想到了一些問(wèn)題。 

 1）應加強進(jìn)倉檢查的數次：在開(kāi)挖面上實(shí)施焊接作業(yè)，對地層的穩定性有較高的要求。我們停機地層的開(kāi)挖面很穩定，可以向前超挖出作業(yè)空間，如果開(kāi)挖面土體自穩性差的話(huà)，則首先需要對土體進(jìn)行加固處理，要耗費較長(cháng)的時(shí)間。這就要求我們在今后要及時(shí)進(jìn)倉檢查刀具和刀盤(pán)的磨損的情況，并做好檢查記錄。

 2） 刀盤(pán)大修工藝規范應盡早制訂：從本次搶修的情況看，刀盤(pán)磨損情況較嚴重。在完成下一區間推進(jìn)TBM出洞時(shí)，必須對刀盤(pán)進(jìn)行大修，而如何修，怎樣保證質(zhì)量?這些問(wèn)題我們心中沒(méi)底。因此，必須投入—定的人力和財力盡早開(kāi)展這方面的工作，進(jìn)行必要的方案研究和試驗，并制定出合理的刀盤(pán)修復施工工藝及表面強化處理方案。

 3）刀具急劇磨損原因的簡(jiǎn)要分析：從施工過(guò)程分析，刀具及刀盤(pán)急劇磨損的情況發(fā)生在第500環(huán)以后，在500環(huán)以前每個(gè)工班8h正常一般可以完成4環(huán)的掘進(jìn)，而在500環(huán)以后，推進(jìn)速度明顯減慢。推力、扭矩明顯增大的結果使刀具的磨損加??；而刀具的磨損加劇，又導致了刀盤(pán)扭矩的增大。這兩者之間互為因果，就使情況變得越來(lái)越糟。這僅是筆者個(gè)人的初淺分析判斷，真正的原因還有待專(zhuān)家綜合施工記錄、施工參數等諸方面的因素進(jìn)行深入的分析研究，給出一個(gè)正確的結論。這里不多贅述。

 4）關(guān)于TBM國產(chǎn)化刀盤(pán)材料的選擇：本次修復工作，也給我們TBM的國產(chǎn)化在材料選擇方面提供了有價(jià)值的參考。并且由于35#鋼的含碳量較高，硬度也就高，耐磨性就較好；此外，35#鋼的可焊性尚可國產(chǎn)盾構機刀盤(pán)可以選用35#鋼做母體材料。