盾构机隧道内螺旋输送机维修工艺.doc

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1、盾构机隧道内螺旋输送机维修工艺（北京固本科技有限公司）　　1工程概况　　莞蕙城际轨道GZH-6标项目一号盾构区间使用由北方重工和法国NFM联合生产的Ф8.83m土压平衡盾构机。盾构机区间2915m，左线1454m右线1461m，地层大部分为全断面弱风化片麻岩，岩石抗压强度最高达140MPa，石英含量70.3%。2011年11月左线始发，2014年6月左线贯通。拆机吊出后，盾构机大范围维修保养，主要包括主轴承拆解维修，螺旋输送机更换承力轴承、功率输出轴、耐磨叶片，筒壁加焊耐磨层。2014年8月在右线二次

2、始发，目掘进完成848m（530环）。　　2螺旋输送机基本情况　　2.1基本情况　　螺旋输送机是轴正反转套筒伸缩式，由5部分组成，包括螺旋轴、前端套筒导向部分、导筒加强部分，中间过度部分和驱动部分。螺旋叶片上装有螺栓连接的耐磨叶片，加强筒壁内焊接耐磨条，筒壁外顶部设有8个维修观察孔。驱动部分前端正下方设有一个排渣门，3个液压马达并联驱动。在液压控制方面利用合流技术，转速分为高低档，高档输出高转速低扭矩，低档输出低转速大扭矩，且在两个档位都可以实现无级调速。　　从右线始发至维修前螺旋输送机累计使用242

3、2小时，累计出渣7.2万m³主要性能参数，见表1。　　2.2螺旋输送机磨损情况　　螺旋输送机的磨损不外乎两种，螺旋叶片和筒壁的磨损，本文所阐述的是螺旋叶片磨损。一般前端螺旋叶片先磨损，如果不能及时维修，而继续使用，后部也将出现不同程度的磨损，其磨损量从前端向后的磨损呈梯度递减。右线盾构掘进到395环时，由于螺旋叶片严重磨损不能出渣，用北京固本螺旋耐磨焊丝堆焊修补磨损部分。掘进到500环时，螺旋叶片磨损非常严重，最前端耐磨叶片几乎磨完，后部磨损最小的也有5.5cm。　　3维修工艺　　3.1耐磨叶片采用新

4、型材料的优势　　借鉴业内经验，结合项目自身特点，耐磨叶片选用16Mn钢；16Mn钢是低合金结构钢，它具有良好的综合力学性能、焊接性能及低温冲击韧性，冷冲压及可切削性均好，力学性能（以直径20-36为例）：抗拉强度470—620N/mm2，屈服点≥315N/mm2，伸长率≥21%屈服强度：δs=345MPa。16Mn钢和前二种相比耐磨性能较弱，为此在接触面堆焊北京固本kb899螺旋耐磨焊丝，提高其耐磨性能。　　kb899螺旋耐磨焊丝，填充碳化钨粒子的复合焊丝，堆焊单层，硬度高达68HRC。全网最耐磨的焊

5、丝，耐磨性超高铬铸铁3倍。　　3.2改良耐磨叶片　　3.2.1原装耐磨叶片特点　　原装进口耐磨叶片虽然耐磨性能好，但价格昂贵、采购周期长、且周期不可控。结构：一体式，材料：42CrMoTi，安装方式：6孔内六角沉头螺栓固定，截面：7字型。　　3.2.2新型改良耐磨叶片　　（1）增大接触面积降低磨损率：将原来耐磨叶片240*50接触面，增大1.6倍到240*80；　　（2）优化结构将原来7字型截面，改为T字型截面，有利于现场安装；(3)将原来单一材料，改为复合材料。在接触面上堆焊kb899螺旋耐磨焊丝，

6、提高接触面材料硬度，降低磨损率。耐磨焊丝面积所占接触面的比例一定要合适，比例大成本高，太小耐磨性能达不到要求，此改良结合项目自身特点，面积比例定为18.4%。　　3.3螺旋输送机隧道内分解，固定螺旋输送机驱动部分　　（1）将螺旋机整体从底部套筒内拔出，至油缸最大伸出量1.4m；　　（2）用200工字钢、钢板做支撑，将螺旋机驱动部分固定在CB1，前下横梁上。　　（3）拆卸驱动部分与中间过渡部分的连接螺栓，使二者分离。筒壁可以相对于螺旋机轴滑动，这样就可以通过伸缩螺旋机筒壁来调整作业范围。螺旋输送机分解固

7、定驱动部分见图4。　　4修复工艺　　（1）将改良后的耐磨片，以螺旋叶片母体和内侧安装孔定位，保证外圆Ф88cm，先焊接叶片外圆，转动螺旋后采用立焊焊接耐磨片周边。　　（2）完成一段安装后，通过旋转螺旋轴和上下伸缩螺旋筒壁，重复上一步作业，至焊接好所有的耐磨片。　　（3）特别强调一点，相邻维修观察孔安装的耐磨叶片对接时，很可能由于尺寸误差累计不能放置一块耐磨片，需将一块耐磨片切割焊接，对接缝不能大于5；　　（4）焊接结束时螺旋叶片需打磨，使叶片外缘及两块耐磨片相接缝平整顺滑，且焊接后叶片整体外形为规则圆

8、形。(3)组装螺旋试转及重复上一项工序，使螺旋在筒中运转平顺无跳动。　　5螺旋输送机组装试运转　　5.1组装螺旋输送机　　（1）彻底清理筒壳内部维修工具、焊渣等；　　（2）中间过渡部分会受重力作用下垂，与驱动部分对接安装时无法装螺栓，所以对接面先不贴合留1～2mm间隙，调整中间过渡部分高度，使得连接螺栓能正常安装为止；　　（3）装好整圈连接螺栓，预紧螺栓拧紧力矩120N.m，然后对角紧固拧紧力矩达到（376～502）N.m；　　（4）拆除螺旋输送机驱动部