李勝新
（中國石油天然氣管道局第四工程公司，河北廊坊 065000）
摘（zhāi） 要：德製AVN3080漏（lòu）水平（píng）衡式盾構機在掘進過程中，刀盤主軸承密封損壞，對此提出3種修複（fù）方案。經（jīng）分析對比，Z終選擇（zé）了從盾構機供漿（jiāng）管道向刀盤掘進麵壓注改性泥漿，對掘進麵進行封堵止水，維修人員帶壓（yā）進艙，更換密（mì）封與壓盤的方（fāng）法。該方法（fǎ）無需在掘進麵拆解刀盤、建豎井或工作廊道，施工難度小，修複速度快，費用低（dī）。文章重點介紹了盾構掘進中主軸承密封的修複方法及步（bù）驟。
關鍵詞：盾構機；主軸承密封；修複（fù）方法
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故障概（gài）述
2007年3月在川氣東送管道（dào）過（guò）江隧道盾構法施工到360m時，盾構（gòu）機刀盤主（zhǔ）軸承密封油脂供油壓力下降，經檢查盾構機刀盤主軸承密壓盤螺栓全（quán）部斷裂，壓（yā）盤外移變形，二道密封損壞，必須進行修複後才能繼續掘進。掘進麵位（wèi）於江水（shuǐ）底部的（de）地層中，地質為砂礫卵石層，水壓（yā）0.24MPa，易坍塌湧水。怎樣才能盡（jìn）快修複損（sǔn）壞的主軸承密封，外方要求建工作井或人工作業廊道，人員才能進入，拆解刀盤，更換密封、壓盤。
2 修複方案對比分析
針對盾構機刀盤主軸承密封損（sǔn）壞問（wèn）題，提出了3種修複方案。
（1）方案一：在（zài）江中建（jiàn）立一座豎井，豎井內直徑不（bú）小於5m，深度30m，其中（zhōng）15m在水中，豎井建成後拆解刀盤，更（gèng）換密（mì）封、壓盤。施工難度大，施工周期5個月，需要投資（zī）360萬元。
（2）方（fāng）案二：在盾構機刀盤前（qián）方修建一段3m長的工作（zuò）廊道，通（tōng）過在水麵對（duì）江底地層進行（háng）地質改良，從盾構機（jī）刀盤開口部向外修建工作廊道，拆解刀盤，更換密封、壓盤。施工難度大，施工周期4個月，需要（yào）投（tóu）資270萬元。
（3）方案三：從盾構機供漿管道向刀盤掘進麵壓注改性泥漿，對掘進麵（miàn）進行無聲封堵止水，維修人員帶壓進艙作業，采（cǎi）取不拆解刀盤的方法，更換密封與壓盤。施工難度小，操作簡單，施工周期15天，費用55萬元。
經過分析，Z終選擇了方案三。
3 修複方案實施
（1）從供漿管道上向刀（dāo）盤（pán）內壓注改性泥漿，使掘進麵（miàn）砂礫卵石層與刀盤（pán）之間形成一道厚（hòu）厚的泥漿黏膜，在氣（qì）壓的作（zuò）用下（xià）達到止水止塌的目（mù）的，防止在處理密封全過程（chéng）中湧（yǒng）水湧砂。
（2）設定人（rén）員進艙工作壓（yā）力為0.25MPa，編（biān）製人員氣（qì）壓工作時間計劃與保障措施。
（3）完成注（zhù）漿封水後，清（qīng）除刀盤內的改性泥漿，具備人員進艙修複（fù）條件。
（4）采（cǎi）用（yòng）8～10mm鋼板從刀（dāo）盤內側焊接堵（dǔ）住（zhù）刀盤開（kāi）口部分，防止在處理密封全過程（chéng）中砂礫卵石層（céng）坍塌。
（5）采用高壓清洗泵對軸承密封部位進（jìn）行徹底清洗，並檢查密封安裝部位有無砂土汙染，必須完全徹底反（fǎn）複清洗後才能（néng）進入下一步（bù）工作（購置1台常規高壓清洗泵（bèng）代用），但水溫（wēn）應控製在40℃以上，不得超過50℃。
（6）將（jiāng）事前預製好（hǎo）的（de）密（mì）封壓盤（新加工的密（mì）封壓盤（pán））對切成兩（liǎng）半（bàn）套入主軸上，再將接口處焊接成一體（在安裝前應先打磨45°坡口，保（bǎo）留2～3mm的鈍（dùn）邊（biān））。
（7）將壓盤焊接成一體，但應控（kòng）製其圓弧麵與端麵的變形量，防止因變形造成壓盤對密封的損壞（huài）。
（8）采用改製的頂絲，將原來退（tuì）出的其他三道密封壓入到位（wèi），但（dàn）應注意在壓（yā）入過程中（zhōng）采（cǎi）取等距離平衡壓入（rù），防止密封壓盤變形而導致密封（fēng）損壞。
（9）為防止第（dì）三道密封內存有（yǒu）泥砂汙染，可通過主軸承密封油脂壓入係統（tǒng），再次加壓使主軸承第三道密封退出，進行清洗後再壓入。
（10）在第三道密封壓入到位後，安（ān）裝第四道新密封（應預先將新密封圈在某部位切斷，切口部形成45°角接口，保持（chí）接口光滑平整打磨備用），將切斷（duàn）的密封圈套在主軸上，夾具（jù）夾緊密封兩端斷口進行粘合連接。完成對接粘（zhān）接後采用（yòng）絲綢布進行（háng）加固補強，密封壓盤均勻（yún）壓（yā）入，壓（yā）入到位後檢（jiǎn）查各部間（jiān）隙（xì）是否正常，經檢測確認，各部壓入尺寸到位後安（ān）裝並均勻緊固螺栓（shuān）。
（11）增壓盤焊接應在密封安裝到位後進行，壓盤焊接可采用J422焊條，間（jiān）斷焊，每隔100mm，焊接100mm，焊縫高度（dù）不小於12mm。
（12）為防止（zhǐ）卵石對壓盤再次造成損壞，在密封壓盤外再（zài）新增加厚度不小於30mm的壓盤，其外徑應比密封外徑大200mm以（yǐ）上（shàng），焊接在盾（dùn）構機（jī）體（tǐ）上，焊接（jiē）坡（pō）口為U型，坡口角（jiǎo）度為30°，坡口深度為15mm，但（dàn）在焊接新增壓盤時，必須使壓盤與主軸承密封壓盤螺栓孔安裝端麵的間隙不小於2mm。盾構機大刀（dāo）盤（pán）主軸防（fáng）水密封裝（zhuāng）置修複（fù）結構如圖1所示。
4 實施效果
通過700m連續掘進，並經過3次檢查與油脂壓（yā）力連續（xù）監測，油脂壓（yā）力、消（xiāo）耗量變化在正常範（fàn）圍（wéi）之內，密封工作正常，沒有發現（xiàn）滲漏，修複效果良（liáng）好（hǎo）。本次修複直接費用17.9萬元（yuán），用時13天。
來源：《石油工程（chéng）建（jiàn）設》2007年第5期
