1.工程概况

重庆会展中心配套交通工程位于重庆北部新区、渝北区礼嘉至新会展中心范围内，线路总长12.186公里，由4台复合式丁BM完成掘进施工。盾构开挖直径6280mm。

其中礼嘉站一平场站区间隧道沿线上覆素填土和粉质粘土，下伏侏罗系中统沙溪庙组中厚层状砂质泥岩和砂岩夹层透镜体。洞顶中等风化砂岩厚13--42.5m,岩体呈大块状砌体结构，岩体较完整。砂质泥岩天然抗压强度13.5Mpa，区间出现丁BM螺旋输送机叶片磨损严重，无法出渣，渣土进入螺旋输送机驱动箱的情况。

2.叶片磨损的原因

①使用方未充分理解硬岩掘进机的设计理念，日常保养工作未对螺旋输送机叶片的磨损情况进行检查。往往无法出渣时才对叶片进行修复。

②掘进区间岩体呈大块状砌体结构，岩体较完整。砂质泥岩天然抗压强度13.5Mpa。在此种情况下，刀盘切削下的渣土在螺旋输送机搅拌出渣过程中仍对叶片有较大的摩擦，造成叶片磨损。

3.驱动箱污染的原因分析

从图可以看出，螺旋输送机的重心区域位于伸缩筒节法兰处。螺旋输送机叶片在没有磨损时，靠着筒壁，密封环对驱动轴的支撑，保持在筒节的中心部位。螺旋输送机轴在筒壁内旋转，受筒壁的约束，摆动很小。螺旋输送机驱动部位的密封受力均匀，可对驱动箱进行有效密封。

上文得出，叶片磨损后，旋转时失去了筒壁对叶片的约束，摆动范围加大。叶片磨损后的螺旋轴在重力作用下出现一定的倾斜，螺旋轴距离筒壁的上部间隙加大，下部间隙减小。即螺旋轴中心线下降倾斜，导致密封上部环腔间隙增大，下部环腔间隙变小，对驱动部位的密封与油脂环均造成了一定的挤压。旋转时形成偏磨，导致铜套的磨损。而铜套的磨损，进一步加大了驱动轴中心线下沉倾斜的幅度。叶片磨损加剧后，与上部筒壁之间的间隙进一步加大。当形成的间隙超过密封的有效弹性范围内，渣土进入密封腔。而含有沙砾渣土的进入又加剧了密封的磨损。最终导致驱动箱被污染。

4.针对叶片磨损的修复措施

针对现场实际情况及施工要求，建议割除螺旋输送机轴土仓内已经磨损的叶片后焊接新的螺旋叶片。具体修复方案如下:

①清除土仓内的渣土及污水，使作业环境有足够的空间月干净，保证施工质量，保证土仓内的通风条件，必要时向土仓内送气。

②本着有足够焊接空间，保证焊接质量的前提下，去除伸入到土仓内的已经被磨损的螺旋输送机叶片。

③去除磨损的叶片时，要保证螺旋输送机处在最长伸出状态;注意割除位置，保证焊接新的叶片时有足够的作业位置;作业痕迹要平整，为后续焊接工作做好准备。

④焊接新叶片。a.根据割除的叶片长度，确定新叶片长度，并注意叶片弧度一致，打磨好坡口;b.新叶片要从靠近土仓壁的一侧开始焊接，最后在靠刀盘一侧完成整个焊接工作;c.主要机具:直流电焊机(400)、焊把线、焊钳、面罩、小锤、焊条烘箱、焊条保尉甭、钢丝刷、石棉布、测温计，煤气，烤枪，氧气乙炔等;d.焊接时要保证焊接面的干燥干净;

5.针对类似地质情况的建议

大连地铁地质为中风化钙质板岩、石英岩、碎裂岩、辉绿岩，岩体完整性好，且辉绿岩抗压强度高达45M Pa。当地使用的盾构机螺旋输送机叶片的磨损情况优于重庆地区的复合式丁BM。分析其叶片设计，耐磨层采用的材料为42Cr M o,镶嵌了日本E5类合金，耐磨性优于在Q345B上镶焊了日ardox耐磨板的重庆复合式丁日M螺旋输送机。可在类似的地层中借鉴大连螺旋输送机叶片的的设计，以增加叶片的耐磨性。

6.结论

复合式丁BM在硬岩地质掘进时，一定要像检查刀盘刀具那样去检查螺旋输送机叶片的磨损，在叶片出现磨损情况后，评估对掘进出渣的影响，及时进行修复。在叶片设计上，采用类似地层的成熟设计，可减少施工中相应故障的发生频率，降低施工成本。