ในระหว่างการดำเนินการขุดอุโมงค์ในหินแข็งและการก่อตัวทางธรณีวิทยาที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง หัวกัดบนหัวกัดจะเกิดการสึกหรออย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ การก่อสร้าง-อุโมงค์ข้ามทะเลและ-อุโมงค์ฝังลึก-ซึ่งมีแรงดันน้ำสูง-ทำให้เกิดการสึกหรออย่างรุนแรงเป็นพิเศษบนหัวตัดของ Shield Tunneling Machines (TBM) การตรวจจับการสึกหรออย่างทันท่วงทีและการซ่อมแซมอย่างเป็นระบบมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรับประกันความก้าวหน้าที่รวดเร็ว ปลอดภัย และราบรื่นของการก่อสร้าง TBM
ผลการวิจัยระบุว่าการสึกหรอของหัวกัดเป็นไปตามรูปแบบเฉพาะ ตัวอย่างเช่น ในรูปแบบมอนโซกราไนต์ การสึกหรอสะสมบนหัวกัดปาดหน้าจะเพิ่มขึ้นในลักษณะเชิงเส้นโดยประมาณ เมื่อระยะการติดตั้งในแนวรัศมีจากศูนย์กลางของหัวกัดเพิ่มขึ้น ในบรรดาหัวกัดคมตัด พวกที่อยู่ในโซนเปลี่ยนจะมีการสึกหรอสะสมสูงสุด โดยระดับการสึกหรอจะค่อยๆ ลดลงไปทางขอบด้านนอกและด้านใน เมื่อเปรียบเทียบกับอัตราการสึกหรอต่อหน่วยของระยะทางในการกลิ้ง อัตราการสึกหรอต่อหน่วยปริมาตรของหินที่ขุดทำหน้าที่เป็นตัวชี้วัดที่แม่นยำยิ่งขึ้นในการหาปริมาณความรุนแรงและความเร็วของการสึกหรอของเครื่องตัด
เพื่อตรวจสอบสภาพของเครื่องตัดแบบเรียลไทม์ สามารถใช้ระบบการตรวจจับแบบออนไลน์ได้ ตัวอย่างเช่น ระบบที่ใช้เทคโนโลยีการตรวจจับด้วยเลเซอร์-โดยใช้หน่วยเลเซอร์แบบยืดหดได้และเซ็นเซอร์ที่ติดตั้งบนหัวตัดโดยตรง-สามารถรับข้อมูลการสึกหรอของหัวกัดในช่วงเวลาสั้นๆ เมื่อ TBM กำลังเคลื่อนตัวไปข้างหน้า (ดัน) ไปข้างหน้า ซึ่งช่วยให้สามารถติดตามตรวจสอบตามเวลาจริง-ความแม่นยำสูง{5}}ได้โดยไม่ต้องใช้คนควบคุม ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงด้านความปลอดภัยที่เกี่ยวข้องกับการตรวจสอบและการบำรุงรักษาด้วยตนเองที่ดำเนินการโดยบุคลากร
เมื่อหัวกัดทนทานต่อการสึกหรออย่างรุนแรงขณะขุดอุโมงค์ผ่านชั้นหินที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง การซ่อมแซมอย่างเป็นระบบจึงเป็นสิ่งจำเป็น การดำเนินการซ่อมแซมเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรับประกันความก้าวหน้าของ TBM อย่างรวดเร็ว ปลอดภัย และราบรื่นอย่างต่อเนื่อง การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการซ่อมแซมที่สำคัญแบบกำหนดเป้าหมายถือเป็นองค์ประกอบสำคัญในการรักษาความต่อเนื่องของโครงการขุดอุโมงค์
เพื่อแก้ไขปัญหาต่างๆ เช่น ความเสียหายของหัวตัดหรือแรงบิดที่มากเกินไป-ซึ่งมักเกิดจากสภาพทางธรณีวิทยาที่ไม่เอื้ออำนวย เช่น โซนหินที่มีรอยต่อหนาแน่น- ต้องใช้มาตรการรับมือที่ครอบคลุม มาตรการเหล่านี้รวมถึงการปรับการกำหนดค่าหัวกัดของหัวกัดให้เหมาะสม (เช่น เพิ่มการใช้เครื่องตัดแบบดิสก์ในขณะที่เลิกใช้เครื่องตัดแบบริปเปอร์เพื่อลดแรงบิด) การเลือกแหวนคัตเตอร์ที่ทนทานต่อการสึกหรอสูง- หรือใช้กลยุทธ์ในการเปลี่ยนคัตเตอร์บ่อยขึ้น และเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบโครงสร้างของหัวกัด (เช่น การคำนวณมุมมีดโกนที่เหมาะสมที่สุด เพื่ออำนวยความสะดวกในการกำจัดโคลนแบบสองทิศทางในระหว่างการหมุนไปข้างหน้าและย้อนกลับ ซึ่งจะช่วยต่อต้านแรงหมุน) นอกจากนี้ จำเป็นต้องกำจัดโคลนและตะกอนที่สะสมออกจากหัวตัดทันทีเพื่อป้องกันการก่อตัวของ "ก้อนโคลน" ในกรณีที่จำเป็น การปรับเปลี่ยนโครงสร้างของตัวอุปกรณ์อาจดำเนินการเพื่อเพิ่มความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมทางธรณีวิทยาที่เฉพาะเจาะจงได้
