盾構機施工的案例
KB600耐磨焊絲成功應用于盾構機刀具的修復與制造
北京固本KB600耐磨焊絲成功應用于北京市地鐵施工用盾構機刀具的修復與制造，其使用壽命明顯長于進口刀具，而其成本僅為進口刀具的一半。
2005年7月底，經北京固本KB600耐磨焊絲堆焊制作的盾構機刀具用于地鐵五號線試驗段———北新橋站至雍和宮站右線隧道掘進施工，其地質條件與使用進口盾構刀具的左線基本相同。到2005年11月開倉檢查更換刀具，完成掘進370m，對盾構刀具部分受損嚴重的部位二次堆焊后，又掘進了50m，開倉檢查發現刀具磨損量較少。至此，北京固本KB600耐磨焊絲修復再制造的盾構刀具累計完成420m的掘進，而進口刀具的使用壽命僅為250m。隨著北京市地鐵建設的全面開展，盾構刀具的需求迅速加大，KB600修復再制造刀具在性能達到并超過進口刀具的基礎上，經過進一步改進配方、優化生產工藝，實現了修復再制造刀具成本僅為進口刀具的一半。在2007年2月結束的北京市地鐵十號線第十一標段農展館站至亮馬橋站左線的施工中，研制的盾構機刀具一次挖掘長度達780余米，大大超過了進口刀具的使用壽命。
北京固本KB600耐磨焊絲的研發成功大大節約了北京市地鐵施工的成本，推進了地鐵建設進程，達到了服務北京、服務奧運的目的。
展開 智能高鐵是怎樣建成的？BIM在其中的作用是什么？
3.精準微爆破技術——讓長城安然無恙
京張高鐵項目部黨工委書記賈友文說到：京張高鐵八達嶺隧道，兩次穿越八達嶺長城，距離頭頂的老京張鐵路青龍橋站，最近只有4米，環境保護、文物保護要求高，采用精準微爆破技術，將爆破震動的幅度和分貝降到最低，每爆破一次，只相當于在長城上跺一下腳，消除施工對文物和環境的不利影響。
為了保證施工進度，使用了大型三臂鑿巖臺車，它看起來就像一個聽話的變形金剛，施工人員在它身旁操作‘游戲手柄’，即可指揮它的3個液壓機械臂，每個機械臂20秒即可掘進1米，以前20多人才能完成的開挖工作，現在三四個人就能輕松完成。
4.盾構機——讓隧道工人變身城市白領
京張高鐵項目部工程部部長高始軍說到：京張高鐵清華園隧道，使用盾構機施工，一名司機坐在操作間里輕輕按動按鈕，配合同步注漿，完成盾構掘進，自動化程度高、施工速度快，每天掘進進度最快達到18米，比傳統施工方法提高8到10倍，坐在盾構機上能看到，隧道在頭頂上一環一環成型，渾然天成、不滲不漏，線性優美順直就像一件藝術品。盾構機讓隧道施工告別鉆孔放炮等傳統開挖方式，盾構機內干凈明亮、空氣清新且非常安全，將隧道工人從‘苦累臟險’的環境中解放出來，工作條件可以和辦公室白領媲美。
盾構機即盾構隧道掘進機，具有自動挖掘、出渣、拼裝隧道襯砌、測量導向糾偏等功能。其在地鐵的建設中也發揮著至關重要的作用。
展開 盾構機螺旋堆焊焊絲，盾構機螺旋堆焊耐磨焊絲
為使盾構機系統正常工作，有必要對螺旋進行耐磨堆焊，增加螺旋耐磨性。北京固本科技有限公司針對盾構機螺旋磨損原因，研制出3款螺旋耐磨焊絲，以供選擇。
一、盾構機螺旋耐磨焊絲KB666
KB666耐磨焊絲，優秀的結合性能，不脫落;具有良好的抗沖擊性及耐磨性。硬度可達60 HRC。
二、盾構機螺旋耐磨焊絲KB890
KB890耐磨焊絲，高鉻型耐磨焊絲，添加碳化鎢合金; 堆焊后表面硬度高、耐磨性好，適用于磨損嚴重的工況。硬度可達59-64 HRC。
三、盾構機螺旋耐磨焊絲kb899
kb899耐磨焊絲，填充碳化鎢粒子的復合焊絲，堆焊單層，硬度高達68 HRC。全網最耐磨的焊絲，耐磨性超高鉻鑄鐵3倍。
北京固本科技有限公司是經北京市工商局批準成立的，國內唯一一家專業生產研發耐磨焊絲的高新技術企業。公司生產基地占地面積36畝，廠房建筑面積16000平米，年產各類耐磨焊絲6000多噸。憑借領先技術優勢和豐富行業經驗，以螺旋耐磨焊絲為核心，為盾構行業提供耐磨技術服務，得到廣大用戶的認可。
展開 盾構機螺旋耐磨堆焊，盾構機螺旋輸送機堆焊指導
盾構機螺旋堆焊說明
(北京固本科技有限公司技術部， 100081)
一、螺旋磨損說明
在盾構施工中螺旋輸送機存在的主要問題表現為：螺旋葉片容易磨損，致使刀具碎塊易進入螺旋葉片外緣與筒體之間，易將螺桿卡死，并造成螺旋器磨損嚴重，使得葉片與筒體內徑之間間隙過大，影響出土效率;螺桿焊接位置容易斷開。為使盾構機系統正常工作，有必要對螺旋進行耐磨堆焊，增加螺旋耐磨性。
二、母材及焊接性分析
20#鋼是常見的鋼材材料，其典型金屬化學成分如下表
20#鋼合金含量少，焊接性能良好。除在冬季露天焊接外，其余焊接場合不需要預熱處理。
三、物料及工況分析
螺旋輸送機的工況惡劣，其輸送的物料是盾構機前部刀盤旋轉破碎的渣土，渣土中存在卵石、碎塊、泥砂等，使螺旋軸的磨損嚴重，螺旋軸前三節的磨損尤其嚴重。
四、推薦堆焊材料
為了提高盾構機螺旋的使用壽命，需對螺旋進行特殊的耐磨處理。主要的耐磨措施有焊接網格耐磨焊、焊耐磨層、焊接復合耐磨板等形式。堆焊材料推薦選用北京固本KB899耐磨焊絲或耐磨鋼板。
北京固本耐磨鋼板具有很高耐磨性能和較好沖擊性能好，能夠進行切割、彎曲、焊接等。可采取焊接、塞焊、螺栓連接等方式與其他結構進行連接，在維修現場過程中具有省時、方便等特點。
北京固本KB899耐磨焊絲，填充碳化鎢粒子的復合焊絲，堆焊單層，硬度高達68 HRC。全網最耐磨的焊絲，耐磨性超高鉻鑄鐵3倍。
五、KB899焊接參數推薦
六、其他建議
螺旋輸送機在盾構施工的中途拆修必須特別注意施工安全，采取有效的安全措施。因客戶葉片直徑和螺距未知，但根據以往解決螺旋類葉片磨損經驗表明，側工作面僅堆焊外徑向內側寬度12mm可能偏小。我們建議在進料口處堆焊寬度12mm，在出料口處堆焊寬度可提高至寬度24mm。客戶也可根據以往螺旋葉片磨損痕跡和經驗，自行決定堆焊寬度。
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巨龍入西灣：國內最長城際海底盾構隧道在寶安開始掘進
摘要：6月5日，穗莞深城際軌道交通機前段工程第二臺泥水平衡盾構機—— “深灣二號”順利完成始發，標志著國內最長城際海底盾構隧道開始雙線掘進，穗莞深城際工程建設取得重大進展。
巨龍入西灣，穗莞深城際機前段迎來重大進展。6月5日，穗莞深城際軌道交通機前段工程第二臺泥水平衡盾構機—— “深灣二號”順利完成始發，標志著國內最長城際海底盾構隧道開始雙線掘進，穗莞深城際工程建設取得重大進展。據介紹，穗莞深城際項目為雙洞單線盾構隧道，采用兩臺大直徑泥水平衡盾構機施工，是全線獨頭掘進距離最長、唯一下穿海域的隧道。
本次始發的“深灣二號”盾構機約長123米，開挖直徑9.14米，總重約1300噸，將負責深圳機場站至固戍井段左線隧道掘進施工，獨頭掘進長度達4.5公里，是全線控制性節點工程。
展開 16.03m盾構，穿越黃鶴樓！
同時，邀請內、外部專家編制和論證專項方案，制定了應急預案并進行了演練，盾構掘進中將廣泛應用智慧掘進和可視化施工技術，對沿線敏感建構筑物布設觀測點，實時監測沉降數據，適時調整盾構掘進參數，有效控制地面沉降，確保安全、環保，高效推進。
一條隧道6車道
一隧更比一隧強！
其實，為避免對武昌古城的影響，減少擾動，有效利用地下空間，建成后隧道直徑最大14.2米，一次開挖相當于傳統隧道開挖兩次，可實現單管雙層、雙向6車道，隧道設計行車時速50千米。
巖石最硬200兆帕，硬度堪比鋼鐵
沿線溶洞發生率超過41%
隧道掘進到蛇山下時，巖石特別堅硬，強度達到200兆帕，普通角鋼的硬度也只有238兆帕，硬度相當。而且隧道距離地鐵5號線隧道最近只有10米，如果破巖過程中盾構機震動過大，會擾動和影響剛剛建成的地鐵隧道，區間還有巖溶發育，溶洞率超過41%，所以盾構機施工參數的控制難度極大。
建設者在盾構機主驅動、刀盤、刀具、超前地質鉆探等方面，都采取了針對性設計和優化。配備了可伸縮主驅動，滾刀新設載荷檢測傳感器，自動檢查盾構機刀具承載壓力，保護刀具和軸承；配備超前物探系統和鉆注一體式超前地質鉆機，可提前發現刀盤前端的溶洞并及時予以填充。
據悉，和平大道南延線規劃為重要的城市主干道，北接和平大道、南連新武金堤路，串聯武昌古城與武昌濱江商務區，主要承擔南北向過境車輛交通功能，有效串聯武昌古城與武昌濱江商務區，為武漢城市發展再添城市動脈。整個項目計劃2023年底建成通車，對改善交通出行條件、緩解城市交通壓力具有重要意義。
展開 盾構機焊接裂紋如何防止？
4、盾構機焊接出現層狀撕裂的原因
金屬材料的中含有較多的非金屬夾雜物，Z向拘束應力大，熱影響區的脆化等。
防止措施：
盾構機刀盤選用具有抗層狀撕裂能力的鋼材，在接頭設計和焊接施工中采取措施降低Z向應力和應力集中。
注：以上的專業建議，來自國內耐磨焊絲權威單位，北京固本科技有限公司。如果在盾構機焊接過程中出現的其他問題，可聯系北京固本咨詢。
盾構機焊接再熱裂紋產生的原因是什么
焊接出現再熱裂紋，是盾構機焊接時經常會遇到的問題，一直困擾著盾構機焊接單位。為此，我們邀請了國內耐磨焊絲權威單位，北京固本科技有限公司，為讀者講解這一問題的解決方法。
盾構機刀盤焊接出現再熱裂紋的原因：
在熱處理溫度下，由于應力的松馳產生附加變形，同時在熱影響區的粗晶區析出沉淀硬化相(鉬、鉻、釩等的碳化物)造成回火強化，當塑性不足以適應附加變形時，就會產生再熱裂紋。
防止措施：
1、控制盾構機刀盤金屬的化學成分(如鉬、釩、鉻的含量)，使再熱裂紋的敏感性減小。
2、工藝方面改善粗晶區的組織，減少馬氏體組織，保證接頭具有一定的韌性。
3、焊接接頭：減少應力集中并降低殘余應力，在保證強度條件下，盡量選用屈服強度低的焊接材料。
注：以上的專業建議，來自國內耐磨焊絲權威單位，北京固本科技有限公司。如果在盾構機刀盤焊接過程中出現的其他問題，可聯系北京固本咨詢。
展開 盾構機刀具堆焊耐磨材料種類多，該如何選擇?
盾構機刀具作為盾構機終端工作面的配件，其性能的優劣直接影響到工程的質量和進度，而且相對于其他零配件，盾構刀具由于價值較高、影響較大，有必要進行重點研究。為合理選擇一種適合盾構機刀具耐磨處理的堆焊材料，并根據盾構機刀具的磨損原理，選取4種耐磨堆焊材料，并對其焊接方法的工藝性能、高溫釬焊后堆焊層的硬度和耐磨性進行試驗對比。
一、盾構機堆焊材料
1、KB600耐磨焊絲
KB600耐磨焊絲為鉻鉬鎢系堆焊焊焊絲，地鐵盾構施工刀具刃口堆焊專用。KB600不但耐950℃高溫，而且裂紋傾向小，具有良好的抗沖擊性及耐磨性。焊縫表面成型美觀，無渣，單層硬度HRC≥60。KB600耐磨焊絲由北京固本科技有限公司自主研制，北京固本是國內唯一一家專業研發耐磨堆焊金屬材料的高新技術企業，公司是國家級大學科技園企業，并獲政府相關部門專項資助。
2、UTP A DUR 600耐磨焊絲
UTP A DUR 600焊絲用于表面堆焊，具有良好的抗沖擊和耐磨損性能，通常用于承載高的沖擊和中等磨損的部件。UTP A DUR
600耐磨焊絲可用于盾構施工刀具刃口堆焊。德國UTP.公司是世界著名的特種焊接材料生產企業，有著40多年研究、開發和生產特種焊材的歷史經驗。
3、YD212焊條
YD212是鈦鈣型藥皮的CrMo型堆焊焊條，可交直流兩用。堆焊時電弧穩定，脫渣容易。用于單層或多層堆焊各種受磨損的機件表面，如盾構機刀具等。四川大西洋焊接材料股份有限公司生產YD212耐磨焊條，四川大西洋是由國內第一家焊接材料制造廠“中國電焊條廠”改制設立的股份制上市公司。
4、YD628焊條
YD628是石墨型藥皮的抗磨粒磨損高碳、高鉻鑄鐵堆焊焊條。
展開 媽灣跨海通道超大直徑盾構機開始組裝 國內最大斷面海底盾構隧道正加快建設
目前，各參建人員均已返崗，項目部在做好疫情防控的同時合理安排施工，有序推進項目建設，全力爭取今年上半年盾構機正式下井始發。
盾構機刀盤修復方法及工藝流程
本次刀盤修復工作共歷時80余天,對項目工期和成本均造成了較大影響,為安全、順利地完成該項目剩余工程量,盾構機在恢復掘進后應時刻觀察掘進參數,及時檢查刀盤刀具磨損情況,高度重視刀具更換質量,針對不同地層做好渣土改良工作。通過本次刀盤修復,盾構機得以順利完成項目施工。
二、北京地鐵砂卵石地層施工盾構刀盤修復案例
北京地鐵四號線四標段區間隧道穿越的地質屬砂卵石地層,工程共投入兩臺日本三菱公司生產的直徑為6.14m的土壓平衡盾構進行區間隧道掘進。通過分析刀盤在砂卵石地層中掘進時的磨損原因和部位,在現場進行了刀盤設計改進及修復施工。
1、刀盤內部裝置的修復
(1)將已磨損的刀盤外周切除,清理刀盤輻條和面板空腔內的砂土。
(2)脫落的仿形刀液壓缸重新定位安裝,更換新的帶有隔熱保護鋼絲的仿形刀油管。
(3)刀盤內的加泥管路全部拆除,清理通暢后,再重新安裝到中心回轉體和加泥出口處。
2、刀盤本體結構的修復
(1)盾構出洞刀盤吊出地面后,將刀盤被磨損的外周部分全部切除,按照盾構刀盤結構的原設計,將刀盤外圈鋼結構部分分為3塊在工廠內進行機加工,確保拼裝后刀盤周圈的橢圓度等精度符合要求。
(2)加工好的刀盤外周運到現場后,先在平坦的地面上將其連接成圓環,調整刀盤外周圓環的偏差符合要求的精度后,將圓環整體套裝到已經切除了外周的原有刀盤的剩余部分上,將刀盤的6根輻條位置準確定位,用水準儀將外周圓環與原刀盤剩余部分調整至同一水平面,采取沿刀盤直徑方向雙向斷續焊接的方法,逐步將外周圓環與刀盤的6根輻條和6塊面板完成滿焊。
(3)完成刀盤鋼結構焊接后,分別向6根輻條的空腔內加氣壓,檢查焊縫的密閉性能,確認無任何泄漏現象。
3、刀盤附屬結構(刀座、刀具)的修復
(1)按照原設計圖紙尺寸進行缺失刀座的加工,并按照圖紙定位尺寸焊接新的刀座。
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基建重器須有“中國芯”——記國產超大直徑盾構機研發團隊
在盾構機家族，人們一般把用于地鐵施工的叫盾構機，山嶺隧道的叫隧道掘進機，海底的叫泥水盾構機。不同型號的盾構機，其掘進、出渣等都有所不同，特別是其刀具更不一樣。
“就好比不能用切肉的刀去劈柴，同樣，也不能用劈柴的刀去切肉，地層結構不一樣，就要用不一樣的刀具。”中鐵裝備原董事長李建斌說。
2010年，李建斌帶領團隊根據重慶的泥巖地質情況，提出“硬巖盾構”的全新理念：配置個性化渣土改良系統，防止泥巖掘進過程中泥餅的產生；針對硬巖掘進中產生的高溫現象，設計配置噴水降溫系統；針對敞開式掘進情況下螺旋輸送機的排渣情況，對螺旋輸送機結構采取特殊設計，有效保證出碴效率……
“量身定做，非常實用！”李建斌說，最終驗收順利通過。
成都平原，沃土之下，砂石遍布，是地下隧道施工中難度最大的地區之一。2012年以前，在四川成都施工的都是國外品牌的盾構機。
王杜娟偏不服氣，她認為國產盾構機一樣可以。為此，她和她的團隊對成都地鐵施工條件進行了深入的專業分析和數據調研，并根據成都無水砂卵石的地質條件，在刀盤中心加了高壓噴水，徹底解決了堵倉的問題。最終國產盾構機在掘進速度、穩定性、實用性，以及材料的消耗、故障率等方面，不僅比國外產品出色，還提前一個月完成了任務。
“解決‘卡脖子’技術問題，人才的培養與建設非常重要。”王杜娟表示，只要沉下心來，抱著堅定的信念，實現從“追趕”到“并跑”甚至“領跑”，并非沒有可能。
“把核心技術牢牢掌握在自己手中。”
展開 盾構機刀具堆焊制造專用耐磨焊絲的研究意義
盾構機全稱盾構隧道掘進機，是基于現有城市經濟建設發展交通需求所采取的隧道施工設備，在實際功能使用環境中，主要以開挖切削巖土環境、拼裝隧道襯砌、輸送土渣材料、測量導向糾正為主要施工方向，其中針對地質、機械、力學、電氣、控制等多方面有嚴格的要求，這樣才能夠在相對穩定的隧道環境下展開施工，并為后續交通環境的構建提供良好的參照基礎。其中，針對盾構機刀具制造方面，需要滿足多方面巖土質量和強度的要求，這樣才能夠確保在實際工作環境中穩定，并為后續工作環境的可持續化提供良好的設備基礎，以便滿足多方面的隧道工程需要。所以針對盾構機的刀具，在出廠制造過程中，便應當采取有效的耐磨耐沖擊堆焊藥芯焊絲技術進行保護，確保相應剛性與耐磨程度滿足多方面工程需求的同時，為后續工程的有效開展埋下良好且扎實的設備基礎。其次，在針對盾構機刀具制造用耐磨耐沖擊堆焊技術的深入研究中，能夠明確后續應用環境和相關功能范圍，為后續盾構機體系提供更加全面的保護選擇環境同時，也能夠依據多元化的環境賦予更精準和穩定的操作環境。最后，在隧道環境施工中，盾構機刀具受到強烈沖擊和磨損是由于地質條件的特殊性，其中有涵蓋砂卵石等高硬度環境，對于刀具功能失效則更具催化條件。其中，刀具失效的主要原因是由于刀刃口上向前的硬質合金出現脫落和折斷的狀況，在實際采購過程中由于技術的特殊性必須依賴進口手段才能夠展開后續工作，所以在實際工程開展中若出現刀具失效的情況，相應采購工作不但成本高昂，并也極大的延誤了工程進度，從而加大了整體施工環境塌方的可能性。因此，針對盾構機刀具的保護與修復工作必須被著重關注，盾構機刀具制造用耐磨耐沖擊堆焊藥芯焊絲更應該深入研究。
北京固本耐磨耐沖擊堆焊藥芯焊絲kb600，為鉻鉬鎢系堆焊焊絲，地鐵盾構施工刀具刃口堆焊專用。
展開 ABAQUS損傷斷裂(例2) 盾構機掘進巖石破碎模擬(單元刪除技術) ￥66.67
盾構機掘進時的巖石破碎模擬(含單元刪除技術)
采用顯示動力學:
盾構機刀盤模擬為剛體，在轉動掘進的過程中破碎巖石。在巖石達到破碎應力后，采用單元刪除技術刪除掉已破碎的巖石單元。
模型概況：
模型的建立及邊界條件的設置
模型的網格劃分
模擬的結果：
掘進時的動態效果
模擬后的結果
隱藏掉盾構機刀盤后巖石破碎時的應力分布
隱藏掉盾構機刀盤后巖石破碎時的等效塑性應變分布
數字化施工：解決傳統施工難題，提高施工效率和質量的行業革命
如何加強施工現場的安全管理，降低事故發生的頻率，避免各種違規操作和不文明施工，提高建筑工程的質量，是各級政府部門、行業人士和廣大學者亟待解決的重要課題。
在這一背景下，隨著技術的不斷發展，信息化手段、移動技術、智能穿戴及工具等在工程施工階段的應用不斷提升，數字化施工應運而生。
數字施工是指在工程施工過程中，利用信息化手段、移動技術、智能穿戴及工具等，實現對施工現場的實時監控、數據采集和信息管理的一種數字化施工方式。這種方式可以有效提高施工過程的安全性和效率，減少事故發生的概率，提高工程質量。
鄂州機場建設是我國數字化施工的典型案例。在這一項目中，施工方利用BIM建模技術實現了從設計到施工的全過程可視化操作，采用數字化施工模式，并將其貫穿全流程，這在國內機場建設項目中是史無前例的。項目采用數字化智慧工地綜合管理平臺和多種數字化設備，在保證施工安全的前提下降低了人工成本，不僅提高了施工質量，而且提升了施工效率。
總的來說，數字施工的優勢與意義具體體現在以下幾個方面：
1、提高施工安全性：數字施工可以實時監控施工現場的情況，及時發現危險源，預防和減少安全事故的發生。
2、提高施工效率：通過引入自動化和智能化的施工設備和技術，可以大大提高施工效率，減少人工和材料的浪費。
3、提高施工質量：通過實時監測和分析施工過程中的數據，可以及時發現問題，提高施工質量。
4、實現數字化管理：通過引入數字化管理系統，可以實現對施工過程的實時監控和管理，提高施工過程的透明度和可追溯性。
5、降低成本：通過實現數字化管理和自動化施工，可以降低人工和材料的成本，提高企業的效益。
6、提高企業競爭力：通過數字化施工，可以提高企業的管理水平和技術水平，提高企業的競爭力和市場份額。
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