刀具是盾構掘進系統(tǒng)的主要部件，必須根據(jù)地質條件對刀具的運轉狀況進行檢查。在刀具嚴重磨損或損壞的情況下進行推進，會導致刀盤嚴重損壞。刀具在掘進施工過程中因地質條件的變化，其刀具的耐用度是不同的，在一項工程開工以后，應根據(jù)在初期掘進過程中制定的換刀計劃和掘進參數(shù)，預測刀具的磨損狀況。也就是利用掘進機上配備的數(shù)據(jù)采集裝置采集與刀具磨損相關的參數(shù)進行分析，通過分析掘進速度或刀盤總扭矩的理論值與當前實際值之間的偏差值來判斷刀具的磨損狀況，在換刀計劃之內統(tǒng)計找出一個能反映刀具變化的合理周期進行刀具檢查（這個周期一般比換刀計劃周期短，也應在施工整備期內進行），可以實現(xiàn)在施工過程中及時發(fā)現(xiàn)刀具的磨損狀況，對還沒有達到換刀計劃周期但已經(jīng)磨損或失效的刀具及時進行更換，以免導致刀圈超量磨損、斷裂、軸承異常損壞甚至引起相鄰刀具的損壞，造成嚴重事故的發(fā)生。
一、刀具的檢查
盾構機掘進中，當推進油缸的推力逐漸增大，推進速度變慢，推進時間延長時；或當?shù)刭|條件發(fā)生變化時，必須檢查刀盤及刀具。認真準確詳細地進行刀具的檢查是了解刀具運轉狀況和進行刀具更換的基礎。
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    正確地進行刀具磨損量的測量是更換刀具的基礎。在掘進較硬的砂巖時，一般每掘進30環(huán)測一次；在掘進較軟的泥巖時，一般每掘進50環(huán)測一次。
盾構運行時，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”。觀最為確切，尤其是能進艙檢查，觀察刀具的損壞情況。當然，在掘進過程中或開挖面不穩(wěn)定等、進艙難以實現(xiàn)的狀況下，對從艙內輸送出來的渣土進行觀察、總結、研究，也可作為一個有效的判別方法，并且這種方法實用性很強，準確性也較高。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重磨損或刀間距太大(對于硬巖而言)等。
2.“聞”。刀盤轉動時，可以在密封土艙背后聽到滾刀與巖面切削摩擦的聲音，如果正常掘進時突然發(fā)生異響，且掘進參數(shù)異常，就要盡快進行檢查。當開挖面全部或局部斷面有硬巖或軟硬相間的情況下，如果盾構機糾偏過急或轉速過快時，能聽到或感覺到刀盤震動的聲音；如果盾構機盾體被卡，還能聽到盾殼脫困時“噼啪”的震晃響聲。
3.“嗅”。有的滾刀供應商在滾刀極限磨損的界面上預先設置含有特殊氣味的包裹體，當磨損到此位置時，氣味擴散出來，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置在滾刀或其他刀具內，可及時測得磨損量。目前，特別是在穿越江河的盾構工程中，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(防止燙傷)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機的掘進參數(shù)，并結合地質條件來判斷刀具的磨損情況。比如，在地質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、刀具嚴重磨損的結果。
扭矩很小，總推力很大，掘進速度也很?。⑶颐芊馔僚搩确e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．其判別方法更準確。
長距離施工時，刀具往往因磨耗脫落、缺損，必須進行更換，以免造成刀盤損壞，釀成事故。當?shù)貙訔l件發(fā)生變化時，為保證盾構施工安全和加快施工進度，也必須更換適應地層條件的刀具。
三、刀具更換的基本原則
1.中心刀的最大磨損極限為25mm，雙刃正滾刀的最大磨損極限為20mm，單刃正滾刀的最大磨損極限為20mm，單刃邊刀的最大磨損極限為10mm。
更換標準為：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?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，待掘進一環(huán)后，再開倉復緊刀具螺栓。
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行注漿加固后，入艙更換刀具。此外，也可利用旋轉球體，封堵掘削面，隨后使刀盤后退再進行更換的方法。
刀具更換是一項較復雜的工序。首先除去壓力艙中的泥水、殘土，清除刀頭上黏附的泥沙，確認要更換的刀頭，運入工具，設置腳手架，然后拆去舊刀具，換上新刀具。更換刀具停機時間比較長，容易造成盾構整體沉降，引起地層及地表沉降，損壞地表及地下建（構）筑物。因此，更換刀具時要按如下要求進行。
1.更換前做好準備工作，盡量減少停機時間；
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)定地段進行；
3.在地層條件較差的地段進行更換作業(yè)時，必須帶壓更換或對地層進行預加固，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)過嚴格檢查，以確保人員和設備的安全。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，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、修復刀具的運行記錄、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，徹底進行沖洗，安放在專用工作臺架上，應仔細檢查刀具的損壞情況，確定出刀具修理部位和修理方案，制定出詳細的修理工藝，根據(jù)各個項目的資源配備情況進行修理，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，仔細將刀具各件進行拆分解體，然后再對解體后的刀圈、刀體、刀蓋、刀軸和軸承密封等進行仔細檢查，確定各件的修理方案，能修則修，不能修的報廢。

3.刀具的裝配
刀具在修理過程中，刀具的裝配是關鍵環(huán)節(jié)，裝配質量控制的好，其使用效果能象新刀一樣，若裝配質量控制不好，掘進施工中會很快出現(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，要符合設計要求，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) 確定軸承內套隔圈的寬度
刀具在裝配過程中其軸承內套隔圈的寬度尺寸是非常關鍵的，寬了無法調整軸承的預緊力和滾刀啟動扭矩達不到合適的要求，軸承容易串動，無法正常工作，窄了容易使軸承的預緊力過大，刀具使用中軸承容易抱死不轉動，使刀圈偏磨。
(3) 浮動密封的裝配和試驗
裝配時要特別仔細檢查浮動密封的結合面，不能有任何的劃傷缺陷存在，進行壓力試驗后才能裝配，這是因為浮動密封在使用中是金屬面對金屬面滑動摩擦，全靠刀具內部罐裝的潤滑油形成油膜進行潤滑，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，刀具會很快失效報廢。
(4) 刀具的標識與記錄
裝配修好的刀具要及時進行標識和記錄，在指定區(qū)域存放待用。
無論何時，盾構機刀具的安裝都需嚴肅對待，作到清潔、緊固、正確。加強監(jiān)督檢查刀具安裝質量。尤其在硬巖地段，不正確的刀具安裝會帶來盾構機刀盤刀具的損壞和出現(xiàn)掉刀、打刀嚴重惡果。

（來源：網(wǎng)絡）