刀具是盾構(gòu)掘進(jìn)系統(tǒng)的主要部件，必須根據(jù)地質(zhì)條件對刀具的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況進(jìn)行檢查。在刀具嚴(yán)重磨損或損壞的情況下進(jìn)行推進(jìn)，會導(dǎo)致刀盤嚴(yán)重?fù)p壞。刀具在掘進(jìn)施工過程中因地質(zhì)條件的變化，其刀具的耐用度是不同的，在一項(xiàng)工程開工以后，應(yīng)根據(jù)在初期掘進(jìn)過程中制定的換刀計(jì)劃和掘進(jìn)參數(shù)，預(yù)測刀具的磨損狀況。也就是利用掘進(jìn)機(jī)上配備的數(shù)據(jù)采集裝置采集與刀具磨損相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行分析，通過分析掘進(jìn)速度或刀盤總扭矩的理論值與當(dāng)前實(shí)際值之間的偏差值來判斷刀具的磨損狀況，在換刀計(jì)劃之內(nèi)統(tǒng)計(jì)找出一個能反映刀具變化的合理周期進(jìn)行刀具檢查（這個周期一般比換刀計(jì)劃周期短，也應(yīng)在施工整備期內(nèi)進(jìn)行），可以實(shí)現(xiàn)在施工過程中及時發(fā)現(xiàn)刀具的磨損狀況，對還沒有達(dá)到換刀計(jì)劃周期但已經(jīng)磨損或失效的刀具及時進(jìn)行更換，以免導(dǎo)致刀圈超量磨損、斷裂、軸承異常損壞甚至引起相鄰刀具的損壞，造成嚴(yán)重事故的發(fā)生。
一、刀具的檢查
盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)中，當(dāng)推進(jìn)油缸的推力逐漸增大，推進(jìn)速度變慢，推進(jìn)時間延長時；或當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件發(fā)生變化時，必須檢查刀盤及刀具。認(rèn)真準(zhǔn)確詳細(xì)地進(jìn)行刀具的檢查是了解刀具運(yùn)轉(zhuǎn)狀況和進(jìn)行刀具更換的基礎(chǔ)。
1.刀具外觀檢查    檢查刀盤上所有刀盤螺栓是否有脫落現(xiàn)象、刀圈是否完好、有無斷裂及平刀圈（弦磨）現(xiàn)象、刀體是否漏油、擋圈是否斷裂或脫落、刀圈是否移位。
2.刀具螺栓的檢查    用手錘敲擊螺栓墊，聽其聲音來辨別螺栓的緊固程度，或一邊敲擊一邊用手感覺其振動情況來辨別螺栓的緊固程度。
3.刀具磨損量的測量    正確地進(jìn)行刀具磨損量的測量是更換刀具的基礎(chǔ)。在掘進(jìn)較硬的砂巖時，一般每掘進(jìn)30環(huán)測一次；在掘進(jìn)較軟的泥巖時，一般每掘進(jìn)50環(huán)測一次。
盾構(gòu)運(yùn)行時，刀盤上不同位置的滾刀磨損量不一樣，可根據(jù)磨損程度的不同，進(jìn)行位置更換，以節(jié)約施工成本。
二、刀具損壞的判斷方法
在施工中，可采用如下方法來判別滾刀是否損壞。從人為的角度來說有觀、聞、嗅、測、析及其綜合判斷等方法。
1.“觀”。觀確切，尤其是能進(jìn)艙檢查，觀察刀具的損壞情況。當(dāng)然，在掘進(jìn)過程中或開挖面不穩(wěn)定等、進(jìn)艙難以實(shí)現(xiàn)的狀況下，對從艙內(nèi)輸送出來的渣土進(jìn)行觀察、總結(jié)、研究，也可作為一個有效的判別方法，并且這種方法實(shí)用性很強(qiáng)，準(zhǔn)確性也較高。比如，可以根據(jù)切削出來的巖屑的形狀、大小及其同級別的含量、巖屑的水痕跡、節(jié)理面等來判斷開挖面的節(jié)理，斷裂、含水性情況，繼而進(jìn)一步判斷這些巖屑是否主要是滾刀碾壓破碎而成。一般而言，渣土中片狀巖屑超過50％，且直徑大多在2—5cm間，那么滾刀應(yīng)該發(fā)揮了較好的作用，滾刀此時屬均勻磨損；若巖屑以粉末為主，那么滾刀破碎巖石能力已降低，主要在碾磨。據(jù)此可推斷，主要原因是有效推力不足或滾刀已嚴(yán)重磨損或刀間距太大(對于硬巖而言)等。
2.“聞”。刀盤轉(zhuǎn)動時，可以在密封土艙背后聽到滾刀與巖面切削摩擦的聲音，如果正常掘進(jìn)時突然發(fā)生異響，且掘進(jìn)參數(shù)異常，就要盡快進(jìn)行檢查。當(dāng)開挖面全部或局部斷面有硬巖或軟硬相間的情況下，如果盾構(gòu)機(jī)糾偏過急或轉(zhuǎn)速過快時，能聽到或感覺到刀盤震動的聲音；如果盾構(gòu)機(jī)盾體被卡，還能聽到盾殼脫困時“噼啪”的震晃響聲。
3.“嗅”。有的滾刀供應(yīng)商在滾刀極限磨損的界面上預(yù)先設(shè)置含有特殊氣味的包裹體，當(dāng)磨損到此位置時，氣味擴(kuò)散出來，嗅之，即知某滾刀磨損到什么程度。
4.“測”。方法一是將測滾刀或其他刀具磨損量的傳感器設(shè)置在滾刀或其他刀具內(nèi)，可及時測得磨損量。目前，特別是在穿越江河的盾構(gòu)工程中，增加和普及了刀具破損監(jiān)測裝置，防止刀具過度磨損、損壞而損傷刀盤。自動磨損檢測主要有三種方法：超聲波探測法、液壓法、電氣法。后兩種方法使用較為普遍，其中液壓法與電氣法相比成本較低，使用范圍更廣。另一種方法是通過測量或手摸(防止?fàn)C傷)渣土的溫度，來輔助推斷滾刀磨損情況。滾刀溫度奇高，那么很有可能其正面已偏磨。
5.“析”。析即通過跟蹤分析盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)參數(shù)，并結(jié)合地質(zhì)條件來判斷刀具的磨損情況。比如，在地質(zhì)條件相同及密封土艙主，被動土壓力和有效推力相同的情況下，若出現(xiàn)速度降低，刀盤扭矩增大迅速的工況，很有可能是刀盤、刀具嚴(yán)重磨損的結(jié)果。
扭矩很小，總推力很大，掘進(jìn)速度也很?。⑶颐芊馔僚搩?nèi)積土較少或氣壓作業(yè)，造成這種情況的原因可能有兩種：①總推力很大，但有效推力很小，意味著盾殼周邊摩擦力很大或被卡住。②總推力很大，有效推力也很大，意味著周邊滾刀磨損嚴(yán)重。
6.“綜合判斷”。通過“觀、聞、嗅，測、析”等綜合研究．其判別方法更準(zhǔn)確。
長距離施工時，刀具往往因磨耗脫落、缺損，必須進(jìn)行更換，以免造成刀盤損壞，釀成事故。當(dāng)?shù)貙訔l件發(fā)生變化時，為保證盾構(gòu)施工安全和加快施工進(jìn)度，也必須更換適應(yīng)地層條件的刀具。
三、刀具更換的基本原則
1.中心刀的磨損極限為25mm，正滾刀的磨損極限為20mm，單刃正滾刀的磨損極限為20mm，單刃邊刀的磨損極限為10mm。
更換標(biāo)準(zhǔn)為：邊滾刀磨損量為8mm（換下的邊滾刀可用在正滾刀位置），正滾刀15mm，中心刀20mm。
2.當(dāng)?shù)毒叱霈F(xiàn)下列任一損壞情況時，必須更換。刀圈斷裂、平刀圈、刀體漏油、刀圈剝落、擋圈斷裂或脫落、刀具軸或刀座損傷。
3.相鄰刀具的磨損量高差不大于15mm。
4.更換刀具后，將固定刀具軸的螺栓緊固至規(guī)定的扭矩，待掘進(jìn)一環(huán)后，再開倉復(fù)緊刀具螺栓。
四、刀具更換方法及要求
刀具的更換方法，通常選用在地表對掘削面前方土體進(jìn)行注漿加固后，入艙更換刀具。此外，也可利用旋轉(zhuǎn)球體，封堵掘削面，隨后使刀盤后退再進(jìn)行更換的方法。
刀具更換是一項(xiàng)較復(fù)雜的工序。首先除去壓力艙中的泥水、殘土，清除刀頭上黏附的泥沙，確認(rèn)要更換的刀頭，運(yùn)入工具，設(shè)置腳手架，然后拆去舊刀具，換上新刀具。更換刀具停機(jī)時間比較長，容易造成盾構(gòu)整體沉降，引起地層及地表沉降，損壞地表及地下建（構(gòu)）筑物。因此，更換刀具時要按如下要求進(jìn)行。
1.更換前做好準(zhǔn)備工作，盡量減少停機(jī)時間；
2.更換作業(yè)盡量選擇在中間豎井或地層條件較好、較穩(wěn)定地段進(jìn)行；
3.在地層條件較差的地段進(jìn)行更換作業(yè)時，必須帶壓更換或?qū)Φ貙舆M(jìn)行預(yù)加固，確保開挖面及基底的穩(wěn)定。
4.更換刀具的人員必須系安全帶，刀具的吊裝和定位必須使用吊裝工具。在更換滾刀時要使用抓緊鉗和吊裝工具。所有用于吊裝刀具的吊具和工具都必須經(jīng)過嚴(yán)格檢查，以確保人員和設(shè)備的安全。帶壓作業(yè)人員必須身體健康，并經(jīng)過帶壓作業(yè)專業(yè)培訓(xùn)，制定并執(zhí)行帶壓工作程序。
5.做好更換記錄。主要包括刀具編號、原刀具類型、刀具磨損量、修復(fù)刀具的運(yùn)行記錄、更換原因、更換刀具類型、更換時間和更換人等。
五、刀具的修理
刀具的修理主要是指滾刀的修理，刮削刀具一般不具備可重新修復(fù)條件，這里不再敘述。滾刀的修理主要有以下幾個環(huán)節(jié)。
1.刀具修理前的檢查
刀具在修理前將刀具清理干凈，進(jìn)行沖洗，安放在專用工作臺架上，應(yīng)仔細(xì)檢查刀具的損壞情況，確定出刀具修理部位和修理方案，制定出詳細(xì)的修理工藝，根據(jù)各個項(xiàng)目的資源配備情況進(jìn)行修理，必要時返回刀具廠家修理。
2.刀具的解體
根據(jù)刀具的修理方案和修理工藝，仔細(xì)將刀具各件進(jìn)行拆分解體，然后再對解體后的刀圈、刀體、刀蓋、刀軸和軸承密封等進(jìn)行仔細(xì)檢查，確定各件的修理方案，能修則修，不能修的報(bào)廢。

3.刀具的裝配
刀具在修理過程中，刀具的裝配是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，裝配質(zhì)量控制的好，其使用效果能象新刀一樣，若裝配質(zhì)量控制不好，掘進(jìn)施工中會很快出現(xiàn)問題，影響相鄰刀具的正常使用，特別要注意以下幾個關(guān)鍵裝配環(huán)節(jié)。
(1) 刀圈的更換
在更換刀圈是要注意清潔刀體安裝面和刀圈安裝面，并檢查配合的過盈量，要符合設(shè)計(jì)要求，刀圈的加熱溫度要控制好，溫度過低刀圈漲量不夠裝配困難，溫度過高冷卻后刀圈收縮量大容易斷裂。
(2) 確定軸承內(nèi)套隔圈的寬度
刀具在裝配過程中其軸承內(nèi)套隔圈的寬度尺寸是非常關(guān)鍵的，寬了無法調(diào)整軸承的預(yù)緊力和滾刀啟動扭矩達(dá)不到合適的要求，軸承容易串動，無法正常工作，窄了容易使軸承的預(yù)緊力過大，刀具使用中軸承容易抱死不轉(zhuǎn)動，使刀圈偏磨。
(3) 浮動密封的裝配和試驗(yàn)
裝配時要特別仔細(xì)檢查浮動密封的結(jié)合面，不能有任何的劃傷缺陷存在，進(jìn)行壓力試驗(yàn)后才能裝配，這是因?yàn)楦用芊庠谑褂弥惺墙饘倜鎸饘倜婊瑒幽Σ?，全靠刀具?nèi)部罐裝的潤滑油形成油膜進(jìn)行潤滑，一旦浮動密封面有劃傷存在，潤滑油會很快漏掉，造成軸承和浮動密封干摩擦，刀具會很快失效報(bào)廢。
(4) 刀具的標(biāo)識與記錄
裝配修好的刀具要及時進(jìn)行標(biāo)識和記錄，在區(qū)域存放待用。
無論何時，盾構(gòu)機(jī)刀具的安裝都需嚴(yán)肅對待，作到清潔、緊固、正確。加強(qiáng)監(jiān)督檢查刀具安裝質(zhì)量。尤其在硬巖地段，不正確的刀具安裝會帶來盾構(gòu)機(jī)刀盤刀具的損壞和出現(xiàn)掉刀、打刀嚴(yán)重惡果。

（來源：網(wǎng)絡(luò)）