Počas tunelovacích operácií v tvrdých horninách a vysoko abrazívnych geologických formáciách sa frézy na hlave frézy nevyhnutne opotrebúvajú. Konštrukcia krížových-námorných a hlbokých{2}}tunelov-charakterizovaných vysokým tlakom vody-spôsobuje mimoriadne silné opotrebovanie nožov štítových tunelovacích strojov (TBM). Včasná detekcia opotrebovania a systematická oprava sú rozhodujúce pre zabezpečenie rýchleho, bezpečného a hladkého postupu konštrukcie TBM.
Výskum naznačuje, že opotrebovanie frézy sa riadi špecifickými vzormi. Napríklad v monzogranitových formáciách sa kumulatívne opotrebovanie čelných rezných nástrojov zvyšuje približne lineárnym spôsobom so zväčšovaním ich radiálnej montážnej vzdialenosti od stredu reznej hlavy; medzi frézami hrán, tie, ktoré sa nachádzajú v prechodovej zóne, vykazujú najvyššie kumulatívne opotrebenie, pričom úrovne opotrebenia postupne klesajú smerom k vonkajším a vnútorným hranám. V porovnaní s mierou opotrebovania na jednotku valcovacej dráhy slúži miera opotrebovania na jednotku objemu vyťaženej horniny ako presnejšia metrika na kvantifikáciu závažnosti a rýchlosti opotrebovania frézy.
Na monitorovanie stavu frézy v reálnom čase možno použiť online detekčné systémy. Napríklad systémy založené na technológii laserovej detekcie-využívajúce zasúvateľné laserové jednotky a senzory namontované priamo na reznej hlave- môžu získavať údaje o opotrebovaní rezacieho nástroja počas krátkych intervalov, keď sa TBM posúva dopredu. To umožňuje bezobslužné, vysoko presné{4}}monitorovanie v reálnom čase{5}}, čím sa minimalizujú bezpečnostné riziká spojené s manuálnymi kontrolami a údržbou vykonávanou personálom.
Keď je rezná hlava vystavená silnému opotrebovaniu pri tunelovaní cez vysoko abrazívne útvary, je nevyhnutná systematická oprava. Tieto opravy sú rozhodujúce pre zabezpečenie nepretržitého rýchleho, bezpečného a hladkého napredovania TBM. Aplikácia cielených, kľúčových technológií opráv predstavuje základnú zložku zachovania kontinuity projektu razenia tunela.
Na vyriešenie problémov, ako je poškodenie reznej hlavy alebo nadmerný krútiaci moment-často spúšťané nepriaznivými geologickými podmienkami, ako sú napríklad oblasti s husto spojenými skalami{1}}, je potrebné zaviesť komplexné protiopatrenia. Tieto opatrenia zahŕňajú optimalizáciu konfigurácie rezacej hlavy (napr. zvýšenie používania kotúčových rezačiek pri prerušení používania rozrývačov na zníženie krútiaceho momentu); výber rezných krúžkov s vysokou odolnosťou{5}}opotrebeniu alebo prijatie stratégie častejšej výmeny rezacieho nástroja; a optimalizácia konštrukčného návrhu reznej hlavy (napr. výpočet optimálneho uhla stierača na uľahčenie obojsmerného odstraňovania bahna počas otáčania dopredu aj dozadu, čím sa pôsobí proti rotačným silám). Okrem toho je nevyhnutné urýchlene odstrániť nahromadené bahno a usadeniny z rezacej hlavy, aby sa zabránilo vytváraniu „bahnitých koláčov“. V prípade potreby možno vykonať štrukturálne úpravy samotného zariadenia, aby sa zvýšila jeho adaptabilita na špecifické geologické prostredia.
