李勝（shèng）新
（中國石油天然氣管道局（jú）第四（sì）工程公司，河北廊坊 065000）
摘 要：德製AVN3080漏水平衡式盾構機在掘進過程中，刀盤主軸承密封損（sǔn）壞，對此提出3種修複方案。經分析對比，Z終選擇了從盾構機（jī）供漿管道向刀盤掘進麵壓注改性泥漿，對掘進麵進行封堵止水，維修人員帶壓進艙，更換密封與壓（yā）盤的方法。該（gāi）方法無需在掘進麵（miàn）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驟。
關鍵詞：盾構機；主軸承密封；修複方法
1 故（gù）障概述
2007年3月在川氣東送管道過江（jiāng）隧道盾構法施（shī）工到360 m時，盾構機刀盤主（zhǔ）軸承密封（fēng）油脂供油壓（yā）力下降，經檢查盾構機刀盤（pán）主軸承密壓盤螺栓全部斷裂，壓盤（pán）外移變（biàn）形，二（èr）道密封（fēng）損壞，必須進行修複（fù）後才能繼續掘進。掘進麵（miàn）位於江水底部（bù）的地層（céng）中，地質為砂礫卵石（shí）層，水壓0.24 MPa，易坍塌湧水。怎樣才能盡快修複損壞的主軸承密封，外方要求建工作井或人工作業廊道，人員才能進入，拆（chāi）解刀盤，更（gèng）換密（mì）封、壓盤。
2 修複方案（àn）對（duì）比分析
針對盾構機（jī）刀盤主軸承密封損壞問題，提出了3種修複方案。
（1）方案一（yī）：在江中建立一座豎井，豎井內直徑不小於5 m，深（shēn）度30 m，其中15 m在水中，豎井建成（chéng）後拆解刀盤（pán），更換密封、壓盤。施工難度大，施工周期5個月，需要投資360萬元。
（2）方案二：在盾構機刀盤前方（fāng）修建一（yī）段3 m長的工作廊道，通過在水麵對江底地層進行地質改良，從盾構機刀盤（pán）開口部向外修建工作廊道，拆（chāi）解刀盤，更換密（mì）封、壓盤。施工難度大，施工周期4個月，需要投資270萬元。
（3）方（fāng）案三：從盾構機供漿管道向刀盤掘進麵壓注改性泥漿，對（duì）掘進麵進行無聲封堵止水，維修人員（yuán）帶壓（yā）進艙作業，采取不拆解刀盤的方法，更換密封與壓盤。施工（gōng）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（fāng）案實施
（1）從供漿管道上向刀盤內壓注改性泥漿，使掘進麵（miàn）砂礫卵石層與刀盤之間形成一道厚（hòu）厚的泥漿黏膜，在氣壓的作用下達到止水止塌的目的，防止在處理密封全過程中湧水（shuǐ）湧砂。
（2）設定人員進艙工作壓力為0.25 MPa，編製人員氣壓工作時間計劃與保障措施。
（3）完成注漿封水後，清除刀（dāo）盤內的改性泥漿，具（jù）備人員進艙修（xiū）複條件（jiàn）。
（4）采用8～10 mm鋼板從刀盤內側焊接堵住刀盤開口部分，防（fáng）止（zhǐ）在處理（lǐ）密封全過程中砂（shā）礫卵石層坍塌。
（5）采用高壓清洗泵對軸承密封部位進行徹底清洗，並（bìng）檢（jiǎn）查（chá）密封安裝部位有無砂土汙染，必須完全（quán）徹底反複清洗後才能進入下一步工作（購置1台常（cháng）規高壓（yā）清洗泵代用），但（dàn）水溫應控（kòng）製在40℃以上（shàng），不得超（chāo）過50℃。
（6）將事前預製好（hǎo）的（de）密封壓盤（新加工（gōng）的密封壓盤）對切（qiē）成兩半套入（rù）主軸上，再將接口處焊（hàn）接成一體（在安裝前應先打磨45°坡口，保（bǎo）留2～3 mm的鈍邊）。
（7）將壓盤焊接成一體（tǐ），但（dàn）應控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。
（8）采用改製的頂絲（sī），將原來退出的其（qí）他三（sān）道密封壓入（rù）到位，但應注意在（zài）壓入（rù）過程中采取等距離平衡壓入，防（fáng）止密封（fēng）壓盤變形而導致密封損壞。
（9）為防止第（dì）三道密封內存有泥砂汙染，可通過主軸承密封油脂壓入係統，再次加壓使主軸（zhóu）承第三道密封退（tuì）出，進行清洗後（hòu）再壓入。
（10）在（zài）第（dì）三（sān）道密封（fēng）壓入到位（wèi）後，安裝第四道新密封（應預先將新密封圈在某部位切斷，切口部形成45°角接口，保（bǎo）持接口光滑平整（zhěng）打磨（mó）備用），將切斷的密封圈套（tào）在主軸上，夾具夾緊密封兩端斷口進行粘合連接（jiē）。完（wán）成對接粘接（jiē）後采用絲綢布進（jìn）行加固補強，密封壓盤均勻壓入，壓入到位後檢查各部間隙是（shì）否正常，經檢測確認，各（gè）部壓入尺寸（cùn）到位後安裝並均勻緊固螺栓。
（11）增壓盤焊接應在密（mì）封安裝到位後進行，壓盤焊接可采用J422焊條，間斷焊，每隔100 mm，焊接100 mm，焊縫高度不小於12 mm。
（12）為防止卵石對（duì）壓盤再次造成（chéng）損壞，在密封（fēng）壓（yā）盤外（wài）再新增加厚度不小於30 mm的壓（yā）盤，其外徑應比密封外（wài）徑大200 mm以上，焊接在盾構機體（tǐ）上，焊（hàn）接（jiē）坡（pō）口為（wéi）U型（xíng），坡口角度為（wéi）30°，坡口深度為15 mm，但在焊接新增壓盤時，必須使壓盤與主軸承密封壓盤（pán）螺栓孔安裝端麵的間（jiān）隙不小於2 mm。盾構（gòu）機大刀（dāo）盤主軸防水密封裝置（zhì）修複結構如圖1所示。
4 實施（shī）效果
通過700 m連續掘進，並經過3次檢（jiǎn）查與油脂壓（yā）力連續監測，油脂壓（yā）力（lì）、消耗量變化在正常範圍之內，密封工作正常，沒（méi）有發現（xiàn）滲漏，修複效果良好。本次修複直（zhí）接費用17.9萬元，用時13天。
來源：《石油工程建設》第33卷第5期
