盾构机焊接式盾尾焊接工艺研究--中国期刊网

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盾构机焊接式盾尾焊接工艺研究

发表时间：2021/1/29 来源：《建筑科技》2020年7月下作者：刘永强

[导读] 现在国内各个城市都大力发展地铁建设，地铁是解决大城市拥堵问题的较好解决方案。

天津城建隧道股份有限公司刘永强 300250

摘要:现在国内各个城市都大力发展地铁建设，地铁是解决大城市拥堵问题的较好解决方案。盾构机是城市地铁隧道施工必然要使用的工程机械。地铁盾构机焊接式盾尾在现场焊接的时候，焊接顺序、调整方法等不适当会导致盾尾失圆，掘进中会发生一系列问题。文中探讨了盾尾焊接的焊接工艺流程和方法，以解决盾尾变形的问题。
关键词:盾构机;焊接式;盾尾焊接;工艺研究
       前言:目前，在各城市使用的盾构机大致可分为原来从国外引进的、合资生产的和自主品牌盾构机。从国外引进的盾构机中相当一部分盾构机为焊接形式盾尾。焊接形式盾尾在现场焊接时，如果不掌握好焊接的准备工作和焊接工艺，会导致盾尾变形超标，盾尾圆度失圆会导致管片拼装椭圆、管片碎裂。盾构机盾尾是隧道掘进中管片拼装的重要区域，后续施工时拼装管片空间狭小，在直径较大方向在地下承压水作用下有可能漏水严重，损坏机内设备。如果处理不当，还会影响隧道安全。本文就是立足于解决焊接式盾尾的变形问题而进行探讨的。
        1.盾尾通常为40mm厚的钢板卷制而成的圆筒形构件。由于没有环装加强筋，在经过切割、拆解、吊装、运输及长时间放置后，会产生严重的变形及扭曲，这对盾构机重新组装加大了难度，尤其是对盾尾焊接的难度大大增加。
        盾尾焊接一般使用二氧化碳气体保护焊机进行焊接，焊接坡口使用碳弧气刨机进行清根。盾尾调整需要使用10吨手拉葫芦和10吨千斤顶进行调整。
        上次拆接盾构机盾尾前，对盾构机后体和中体间先安装至少6个定位销和销座，为下次盾尾安装焊接做准备。定位销座在盾尾上的位置如下图所示。定位销需要完全打紧，销座平面完全贴紧。

2.将盾构机后体吊出工作井。在地面上水平放置，并焊接十字支撑，防止运输过程中变形，运送到存放场地保管。

盾构机盾尾安装时将中后体的定位销穿好，中后体处于贴紧状态。如下图所示：

然后用下图方式对盾体除定位销外各个点位进行调整，使盾构机后体与中体的高度差在3mm以内。从上部向下进行依次调整。

测量并确定焊接顺序。调整好高度后，需要对盾构机盾尾直径进行测量。通过测量图中a、b的尺寸，需要调整盾尾内外圈弧度，保证其圆度，需要顶出时，将液压千斤顶放在需要顶出的盾尾部位及下盾体之间；需要收缩时，将需要收缩盾尾部位与手动葫芦连接，利用手动葫芦进行弧度调整。使得盾尾圆度和尺寸达到标准，从而决定w-1-2和w-1-1的焊接顺序。

焊接顺序图
温度低于5度时，将需要焊接的接头部分进行局部预热。焊丝采用THY-51B焊丝。焊接前将要开X形坡口，外部厚为22mm，坡口开度为60°，内部板厚为16mm，坡口开度为50°，中间对口间隙为2mm。

        盾尾坡口形式
        3.焊接前注意清洁，清除铁屑垃圾及水分等影响焊接质量的杂物。
        内侧焊接环口进行焊接，之后外侧进行碳弧气刨清根，再进行外侧焊接。按照融深探伤标准进行焊接。按照焊接顺序图进行焊接。焊接内侧后，进行横竖直径的测量，根据测量结果进行相应的调整。
        全部焊接完成后，对横竖直径进行进一步测量。如厚板和16mm薄板位置有一定变形，需要用5吨葫芦对该部位进行调整。如盾尾中间割开，需要对横缝部位进行按焊接坡口形式进行开坡口和焊接。
        结束语:焊缝的检查方法主要采用无损探伤方法进行检查。焊缝100%探伤，焊缝无损探伤结果若有不合格时,应对不合格的焊缝进行返修。焊接完成盾尾直径尺寸横竖圆误差不大于1.5cm。
通过以上方法，可以基本控制焊接式盾尾的焊接质量。
参考文献：
[1]刘庆玲.焊接工艺数据库及焊接工艺评定系统[J].科技与企业,2015,(3)
[2]赵海霞,王守城.焊接工艺数据库管理系统的开发[J].重庆科技学院学报（自然科学版）,2007,9(2)