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摘要：本文结合二号、八号线延长线会石轨排井～石壁站盾构区间右线盾构施工过程中刀盘主轴承密封更换案例，简单介绍了刀盘主轴承密封维修及更换的思路及方法，对于解决类似施工问题有一定的借鉴意义。
关键词：盾构机;刀盘密封;更换
Abstract: This paper combine with NO.2 and NO.8 line extension cord Huishi section of track welll ~ Shibi station Shield Zone in cutterhead main bearing seal replacement case, brief introduced the ideas of the cutter head main bearing seal maintenance and replacement certain referential significance and methods to solve similar construction problems.Key words: shield machine; knives disk seal; replacement
中图分类号： TF762+.4文献标识码：A 文章编号：
（一）工程概况：
广州市轨道交通二、八号线延长线会石轨排井～石壁站～广州新客站、江泰路站～跃进村站盾构工程，包括三个区间的盾构隧道、2个联络通道、12个洞门等工程。
隧道右线长1690.584m，左線长1686.874m，盾构掘进总长度3377.458m。本工程线路共包含有9个曲线，线路平面最小曲线半径为600m，最大曲线半径为2000m。最大纵坡为25‰，最小坡度为2‰，最大坡长为530m。
隧道从会石轨排井始发，往西南方向掘进至石壁站，到达石壁站后在石壁站内进行二次始发。再从石壁站出发，往西南方向经过多条规划道路到达广州新客站。盾构机从广州新客站吊出，转场至广州市海珠区江泰路站进行第三次始发，从江泰路站出发，沿江南大道至跃进村站后吊出撤场。
（二） 事件过程
会石轨排井-石壁站盾构区间右线隧道于2月4日始发，在施工至第第115环前，在进行盾构机日常维护及保养过程中发现刀盘主轴承外密封泄漏油箱内有较多的渗漏油，经初步观察检查，渗漏油箱内为齿轮油。后对右线盾构机刀盘主轴承渗漏油箱内的物质送至中国科学院广州化学研究所测试分析中心进行了分析检测，从检测结果得出：右线渗漏油箱内的渗漏油为齿轮油，除了含少量细微杂质外，其他物理性质检测结果都与齿轮油基本相同。
经过对盾构机和检测得出渗漏油箱内为齿轮油确定为刀盘主轴承外密封系统第三道密封失效，失效原因可能为密封圈损坏或是磨损过大。
由于是在掘进了114环后出现密封系统故障，无法在隧道内进行密封圈更换，再加上该区间只剩下78环，最后承包商决定在该区间贯通后，在石壁站过站过程中进行刀盘主轴承密封圈更换。
（三） 刀盘主轴承外密封系统结构
外密封系统是通过带有永久性失脂润滑、油脂润滑和渗漏控制三重唇形密封系统进行来实现的。密封支撑直接和轴承通过螺纹连接固定在一起，并且作为主轴承结构的一部分从而充分保证同心度。
在很大程度上，为了防止掘进时刀盘驱动的前部密封里进入脏物，也为了防止密封以及密封滚珠座圈的过度磨损，另外使用HBW密封油脂以保证正常的油脂润滑。刀盘驱动前一个迷宫密封就使用了油脂密封。油脂直接用气动油脂泵从拖车的油脂桶里输送到注脂点。
润滑油脂舱位于第一道和第二道唇形密封之间。油脂通过圆周的几个孔进行供应，另外通过环区的定距环不停地将油脂分配出去。这种布置导致油脂舱内压力的不停分配。油脂被气动油脂泵从拖车的油脂桶里泵送到盾壳内的油脂润滑泵装置里。油脂润滑泵装置另外又配备了液面控制油脂罐，并通过带有恒量油脂的单独的泵供应外密封的每条输脂线油脂。
泄漏室处于第二个和第三个密封唇之间。泄漏室通过分布在周围的几个检查孔与大气空间相连，这样可以对泄漏进行监控。
图1 三重密封示意图
图2 主轴承结构图
（四） 施工处理措施
在会石轨排井至石壁站剩余环数的掘进过程中，承包商加强对主驱动及密封系统的观察和日常维护保养，尽可能的保证齿轮油的供给油压，降低对主轴承齿轮的损伤。
在经过半个多月的掘进施工后，会石区间右线隧道顺利贯通。以下是刀盘主轴承密封系统修复过程：
（1） 利用盾构机在石壁站过站，将盾体推至石壁站材料吊入口位置。
（2） 在刀盘上部焊接专用吊耳，经探伤检测合格后，使用160t吊车将刀盘吊起。将刀盘螺丝拆除后把刀盘向前移1.2m，再使用工字钢将前盾和刀盘焊接固定，并在刀盘前面使用3根工字钢作为斜撑顶住刀盘。
图3 刀盘与前盾之间的固定工字钢 图4 刀盘前部的斜支撑
（3） 拆除密封圈和隔套。首先拆除外密封盖板，再逐个拆除密封圈和隔套，在拆除过程中检查发现第一道和第二道隔套上油脂充满度较好，且基本无杂质。第三道隔板上检查发现并没有润滑油脂出现。由此确定第一道密封和第二道密封工作正常。接着对衬套进行了清洗和检查，并未发现有较大的摩擦槽痕，所以无需调整衬套的位置。
图5 被拆出的盖板和隔套 图6 唇形密封圈
（4） 更换密封圈。承包商为了安全起见，将3道密封圈全部进行了更换。安装密封圈时首先要确保密封圈和隔套的清洁，防止安装时带入杂质进入密封系统。安装新的密封圈后，依照螺栓预紧力矩紧固螺栓。再将密封之间的空隙填满油脂。最后在主轴承中注入适量的齿轮油。
（五） 处理效果检查
通过日后掘进过程中检查发现，主轴承外密封系统工作正常，没有发现渗漏现象。此次刀盘密封系统更换比较成功。
关键词：盾构机;刀盘密封;更换
Abstract: This paper combine with NO.2 and NO.8 line extension cord Huishi section of track welll ~ Shibi station Shield Zone in cutterhead main bearing seal replacement case, brief introduced the ideas of the cutter head main bearing seal maintenance and replacement certain referential significance and methods to solve similar construction problems.Key words: shield machine; knives disk seal; replacement
中图分类号： TF762+.4文献标识码：A 文章编号：
（一）工程概况：
广州市轨道交通二、八号线延长线会石轨排井～石壁站～广州新客站、江泰路站～跃进村站盾构工程，包括三个区间的盾构隧道、2个联络通道、12个洞门等工程。
隧道右线长1690.584m，左線长1686.874m，盾构掘进总长度3377.458m。本工程线路共包含有9个曲线，线路平面最小曲线半径为600m，最大曲线半径为2000m。最大纵坡为25‰，最小坡度为2‰，最大坡长为530m。
隧道从会石轨排井始发，往西南方向掘进至石壁站，到达石壁站后在石壁站内进行二次始发。再从石壁站出发，往西南方向经过多条规划道路到达广州新客站。盾构机从广州新客站吊出，转场至广州市海珠区江泰路站进行第三次始发，从江泰路站出发，沿江南大道至跃进村站后吊出撤场。
（二） 事件过程
会石轨排井-石壁站盾构区间右线隧道于2月4日始发，在施工至第第115环前，在进行盾构机日常维护及保养过程中发现刀盘主轴承外密封泄漏油箱内有较多的渗漏油，经初步观察检查，渗漏油箱内为齿轮油。后对右线盾构机刀盘主轴承渗漏油箱内的物质送至中国科学院广州化学研究所测试分析中心进行了分析检测，从检测结果得出：右线渗漏油箱内的渗漏油为齿轮油，除了含少量细微杂质外，其他物理性质检测结果都与齿轮油基本相同。
经过对盾构机和检测得出渗漏油箱内为齿轮油确定为刀盘主轴承外密封系统第三道密封失效，失效原因可能为密封圈损坏或是磨损过大。
由于是在掘进了114环后出现密封系统故障，无法在隧道内进行密封圈更换，再加上该区间只剩下78环，最后承包商决定在该区间贯通后，在石壁站过站过程中进行刀盘主轴承密封圈更换。
（三） 刀盘主轴承外密封系统结构
外密封系统是通过带有永久性失脂润滑、油脂润滑和渗漏控制三重唇形密封系统进行来实现的。密封支撑直接和轴承通过螺纹连接固定在一起，并且作为主轴承结构的一部分从而充分保证同心度。
在很大程度上，为了防止掘进时刀盘驱动的前部密封里进入脏物，也为了防止密封以及密封滚珠座圈的过度磨损，另外使用HBW密封油脂以保证正常的油脂润滑。刀盘驱动前一个迷宫密封就使用了油脂密封。油脂直接用气动油脂泵从拖车的油脂桶里输送到注脂点。
润滑油脂舱位于第一道和第二道唇形密封之间。油脂通过圆周的几个孔进行供应，另外通过环区的定距环不停地将油脂分配出去。这种布置导致油脂舱内压力的不停分配。油脂被气动油脂泵从拖车的油脂桶里泵送到盾壳内的油脂润滑泵装置里。油脂润滑泵装置另外又配备了液面控制油脂罐，并通过带有恒量油脂的单独的泵供应外密封的每条输脂线油脂。
泄漏室处于第二个和第三个密封唇之间。泄漏室通过分布在周围的几个检查孔与大气空间相连，这样可以对泄漏进行监控。
图1 三重密封示意图
图2 主轴承结构图
（四） 施工处理措施
在会石轨排井至石壁站剩余环数的掘进过程中，承包商加强对主驱动及密封系统的观察和日常维护保养，尽可能的保证齿轮油的供给油压，降低对主轴承齿轮的损伤。
在经过半个多月的掘进施工后，会石区间右线隧道顺利贯通。以下是刀盘主轴承密封系统修复过程：
（1） 利用盾构机在石壁站过站，将盾体推至石壁站材料吊入口位置。
（2） 在刀盘上部焊接专用吊耳，经探伤检测合格后，使用160t吊车将刀盘吊起。将刀盘螺丝拆除后把刀盘向前移1.2m，再使用工字钢将前盾和刀盘焊接固定，并在刀盘前面使用3根工字钢作为斜撑顶住刀盘。
图3 刀盘与前盾之间的固定工字钢 图4 刀盘前部的斜支撑
（3） 拆除密封圈和隔套。首先拆除外密封盖板，再逐个拆除密封圈和隔套，在拆除过程中检查发现第一道和第二道隔套上油脂充满度较好，且基本无杂质。第三道隔板上检查发现并没有润滑油脂出现。由此确定第一道密封和第二道密封工作正常。接着对衬套进行了清洗和检查，并未发现有较大的摩擦槽痕，所以无需调整衬套的位置。
图5 被拆出的盖板和隔套 图6 唇形密封圈
（4） 更换密封圈。承包商为了安全起见，将3道密封圈全部进行了更换。安装密封圈时首先要确保密封圈和隔套的清洁，防止安装时带入杂质进入密封系统。安装新的密封圈后，依照螺栓预紧力矩紧固螺栓。再将密封之间的空隙填满油脂。最后在主轴承中注入适量的齿轮油。
（五） 处理效果检查
通过日后掘进过程中检查发现，主轴承外密封系统工作正常，没有发现渗漏现象。此次刀盘密封系统更换比较成功。