Během tunelovacích operací v tvrdých horninách a vysoce abrazivních geologických formacích dochází nevyhnutelně k opotřebení fréz na hlavě frézy. Konstrukce příčných-mořských a hlubinných{2}}zakopaných tunelů-charakterizovaných vysokým tlakem vody-způsobuje obzvláště silné opotřebení řezných hlav strojů na tunelování štítů (TBM). Včasná detekce opotřebení a systematické opravy jsou zásadní pro zajištění rychlého, bezpečného a hladkého postupu stavby TBM.
Výzkum ukazuje, že opotřebení frézy se řídí specifickými vzory. Například u monzogranitových útvarů se kumulativní opotřebení čelních fréz zvyšuje přibližně lineárně, jak se zvětšuje jejich radiální montážní vzdálenost od středu řezné hlavy; mezi břitovými nástroji, které se nacházejí v přechodové zóně, vykazují nejvyšší kumulativní opotřebení, přičemž úrovně opotřebení se směrem k vnějším a vnitřním břitům postupně snižují. Ve srovnání s rychlostí opotřebení na jednotku válcovací dráhy slouží míra opotřebení na jednotku objemu vytěžené horniny jako přesnější metrika pro kvantifikaci závažnosti a rychlosti opotřebení frézy.
Pro monitorování stavu frézy v reálném čase lze použít online detekční systémy. Například systémy založené na technologii laserové detekce-využívající zatahovací laserové jednotky a senzory namontované přímo na řezací hlavě-mohou během krátkých intervalů, kdy se TBM posouvá (zvedání) vpřed, získávat údaje o opotřebení řezačky. To umožňuje bezobslužné, vysoce přesné{4}}monitorování v reálném čase{5}}, čímž se minimalizují bezpečnostní rizika spojená s manuálními kontrolami a údržbou prováděnou personálem.
Když je řezná hlava vystavena silnému opotřebení při prorážení vysoce abrazivních útvarů, je nezbytná systematická oprava. Tyto opravárenské operace jsou zásadní pro zajištění trvalého rychlého, bezpečného a hladkého postupu TBM. Aplikace cílených, klíčových opravárenských technologií představuje zásadní součást zachování kontinuity projektu ražby tunelu.
K řešení problémů, jako je poškození řezné hlavy nebo nadměrný kroutící moment,-často vyvolané nepříznivými geologickými podmínkami, jako jsou hustě spojené skalní zóny{1}}, je třeba zavést komplexní protiopatření. Tato opatření zahrnují optimalizaci konfigurace řezné hlavy řezací hlavy (např. zvýšení používání kotoučových řezaček a přerušení používání rozrývačů za účelem snížení točivého momentu); výběr řezných kroužků- vysoce odolných proti opotřebení nebo přijetí strategie častější výměny řezného nástroje; a optimalizaci konstrukčního návrhu řezné hlavy (např. výpočet optimálního úhlu stírače pro usnadnění obousměrného odstraňování bahna během otáčení vpřed i vzad, čímž působí proti rotačním silám). Kromě toho je nezbytné rychle odstranit nahromaděné bahno a usazeniny z řezací hlavy, aby se zabránilo tvorbě "bahnitých koláčů". Tam, kde je to nutné, mohou být provedeny strukturální úpravy samotného zařízení, aby se zvýšila jeho adaptabilita na konkrétní geologická prostředí.
