Under tunnelarbeten i hårt berg och mycket abrasiva geologiska formationer upplever skärarna på skärhuvudet oundvikligen slitage. Konstruktionen av tvär-havstunnlar och djupa-begravda tunnlar-kännetecknas av högt vattentryck-påför särskilt hårt slitage på skärhuvudena på Shield Tunneling Machines (TBM). Slitagedetektering i rätt tid och systematisk reparation är avgörande för att säkerställa en snabb, säker och smidig utveckling av TBM-konstruktionen.
Forskning visar att skärslitage följer specifika mönster. Till exempel i monzogranitformationer ökar det kumulativa slitaget på skärhuvuden på ett ungefär linjärt sätt när deras radiella monteringsavstånd från skärhuvudets centrum ökar; bland kantskärare uppvisar de som befinner sig i övergångszonen det högsta kumulativa slitaget, med slitagenivåer som gradvis minskar mot de yttre och inre kanterna. Jämfört med nötningshastigheten per enhet av rullsträcka, fungerar nötningshastigheten per volymenhet av schaktet sten som ett mer exakt mått för att kvantifiera svårighetsgraden och hastigheten på skärens slitage.
För att övervaka skärens förhållanden i realtid kan onlinedetekteringssystem användas. Exempelvis kan system baserade på laserdetekteringsteknik-som använder infällbara laserenheter och sensorer monterade direkt på skärhuvudet-få data om skärslitage under de korta intervallen när TBM:n flyttar fram (lyftar) framåt. Detta möjliggör obemannad,-precisionsövervakning i realtid-, vilket minimerar säkerhetsriskerna i samband med manuella inspektioner och underhåll som utförs av personal.
När skärhuvudet utsätts för hårt slitage under tunnling genom mycket abrasiva formationer, blir systematisk reparation nödvändig. Dessa reparationsoperationer är avgörande för att säkerställa en fortsatt snabb, säker och smidig utveckling av TBM. Tillämpningen av målinriktade, viktiga reparationstekniker utgör en viktig komponent för att upprätthålla kontinuiteten i tunnelprojektet.
För att åtgärda problem som skador på skärhuvudet eller överdrivet vridmoment-som ofta utlöses av ogynnsamma geologiska förhållanden som tätt sammanfogade bergzoner måste-omfattande motåtgärder implementeras. Dessa åtgärder inkluderar att optimera skärhuvudets skärkonfiguration (t.ex. öka användningen av skivskärare samtidigt som man upphör med användningen av rivskärare för att minska vridmomentet); välja mycket slitstarka-skärringar eller anta en strategi för frekvent byte av fräs; och optimering av skärhuvudets strukturella design (t.ex. beräkning av den optimala skrapvinkeln för att underlätta dubbelriktad smutsavlägsnande under både framåt- och bakåtrotation, och därigenom motverka rotationskrafter). Vidare är det viktigt att omedelbart rensa ackumulerat slam och sediment från skärhuvudet för att förhindra bildning av "lerkakor". Vid behov kan strukturella ändringar av själva utrustningen göras för att förbättra dess anpassningsförmåga till specifika geologiska miljöer.
