盾構機前盾制作關鍵節點的控制

焦兆承

（濟南重工股份有限公司，濟南 250109）

盾構機盾體主要包括前盾、中盾前部、中盾后部和尾盾四大部分，其中前盾由殼體、法蘭、中心環、隔板、門框、錐板、螺旋機座子、超前注漿塊以及筋板等組成，具體結構如圖1所示。制作工藝流程分為下料、組點、焊接、再組點、再焊接、機加工和焊接等工序。前盾的制作是盾體制作中的重點和難點，它重量大，焊接量大，焊接變形難控制，需要對下料、組點、焊接過程中關鍵節點加以控制。

圖1 盾構機前盾示意圖

1 盾構機前盾下料

1.1 螺旋機座子

法蘭：數控整體下料，板厚60mm。筒體：用板厚40mm的鋼板，按圖紙要求割出焊接坡口兩件一起卷制，卷制外徑Φ1000mm，焊接完成后調圓；筒體和法蘭、筋板焊接在一起后，轉機加工，加工完后焊接（8+7）復合鋼板。

1.2 殼體

數控下料，板厚60mm，2拼，下料寬度2030mm，直徑加大10mm，按圖紙要求在一邊割出雙面坡口，卷制外徑Φ6660mm，焊接完成后調圓。

1.3 法蘭板

板厚75mm、6拼，外圓按Φ6680mm、與面板一起數控下料，開坡口、調平。焊后調平，探傷合格后，與中盾前法蘭組點在一起轉機加工。加工外圓和槽，并在法蘭板上畫出十字線，標出0°、90°、180°和270°，轉回。

1.4 中心環和隔板

中心環為鍛件。隔板：板厚70mm，外圓按Φ6570mm、內圓按Φ3620mm，4拼數控下料，拼接時焊縫與十字中心線錯開100mm，十字線上焊接筋板，避免出現焊縫重疊；焊后調平，探傷合格后，轉機加工；加工內、外圓坡口，并在隔板上畫出十字線，標出0°、90°、180°和270°，轉回。

圖2 前盾法蘭與殼體焊接破口

1.5 其他部件

超前注漿塊：厚度120mm板，數控下料，轉機加工，加工完后轉回。筋板：數控下料后組點焊接支座。錐板一：4拼，數控下料帶壓頭，分別卷制，割出坡口，割孔組點焊接好，標出鋼管的位置割出橢圓形長孔。錐板二：4拼，數控下料帶壓頭，分別卷制。

前盾反轉吊耳：數控下料，按圖紙焊接好后轉機加工，加工完后入庫。

2 盾構機前盾組點

（1）將法蘭板放置在平臺上（注意正反面），找出法蘭的中心，畫出多個筋板的位置線，將殼體放置在法蘭上，殼體的中心與法蘭重合，在殼體上標出相應的0°、90°、180°和270°，組點筋板。修磨筋板的高度在同一平面上。組點隔板：將隔板放在筋板上（注意正反面），與殼體和筋板組點在一起。

（2）組點中心環：在中心環上焊上3個工裝吊耳，在中心環外圓上焊上4個定位塊，保持中心環（1）上平面與隔板上平面之間距離為185mm，注意對正，使中心環正直裝入隔板內孔，找正后組點牢固，同時組點序號5筋板。組點門框：將門框放平，測量好間隙，使門框對正放在隔板開口處，門框上平面與隔板一致，組點筋板。

（3）在殼體上畫出對應的注漿塊位置線，割出注漿塊位置，組點超前注漿塊；組點焊接前盾吊耳，探傷合格后焊接筋板，組點焊接前盾工裝吊耳（工藝吊耳）。標出支座的位置線，割出通孔；交檢，檢查合格無誤后，加固各組點焊縫，轉焊接工序。

3 盾構機前盾焊接關鍵節點的控制

3.1 盾構機前盾焊接

（1）前盾法蘭朝上，先焊中心環和筋板之間的焊縫，再焊殼體與筋板之間的焊縫，焊超前注漿塊與殼體之間的內焊縫，再焊隔板與筋板之間的焊縫。然后，將中心環預熱至100～150℃，焊接中心環與隔板之間的焊縫。最后焊接隔板與殼體之間的焊縫。組點焊接5塊蓋板。

（2）翻個，先焊接筋板與法蘭之間的焊縫，再焊接法蘭與殼體之間的焊縫。然后，清根殼體與法蘭、中心環與隔板、隔板與殼體之間的焊縫，打磨好后焊接法蘭與殼體之間的焊縫，焊接超前注漿塊與殼體之間的外焊縫。預熱中心環至100～150℃，焊接中心環與隔板之間的焊縫，最后焊接隔板與殼體之間的焊縫。焊完后探傷。合格后，組點焊接筋板和把手，組點焊接防滑條1和防滑條2。

（3）先組點焊接錐板二以及筋板。再組點焊接無縫鋼管和支座，焊接完后，組點焊接錐板一及筋板。先焊錐板與隔板的角焊縫，再焊錐板與殼體角焊縫，從兩頭往中從兩頭往中間焊。

3.2 盾構機前盾二次組點焊接

（1）組點螺旋機座子和筋板，組點好后轉焊接工序焊接；組點焊接土壓傳感器支座；組點電液接頭支座，注意隔板孔內焊縫高度；組點水氣接頭支座，注意隔板孔內焊縫高度。

（2）組點攪拌棒，須先在表面方格堆焊厚5mm耐磨層，背面攪拌棒與隔板焊縫焊接完成后，MT探傷合格，再組點焊接小筋板；渣土前閘門裝配后焊接；組點鉸接式超前注漿孔支座；組點噴口支座；組點土倉測壓接口。

（3）焊接完成后振動時效處理，人員艙打壓，合格后轉機加工工序，機加工完后轉回；組點焊接支座；焊接前盾大口耐磨層；交檢，合格后轉裝配車間。

4 結語

本文根據盾構機生產過程中前盾的制作過程，闡述盾構機前盾在下料、組點、焊接過程中關鍵節點的控制過程，對盾構機生產過程中的工藝制定及其應用具有一定的指導和借鑒作用。