盾构开仓换刀方案.doc

深圳轨道交通 7 号线 7302 标桃深区间 盾构带压开仓检查及刀具更换方案 1 目目 录录 一 工程概况 3 1 1 桃深区间 3 1 2 安农区间 4 二 开仓目的 4 三 施工方法 5 3 1 开仓程序 5 3 2 开仓准备 5 3 3 开仓 6 3 4 压气施工工艺及质量控制流程 9 3 5 刀具检查和更换标准 14 3 6 刀具检查及更换作业 15 3 7 刀具更换注意事项 18 四 地面监测 19 4 1 测量人员组织架构 19 4 2 监测频率 控制值 报警值 19 五 质量控制及技术要求 21 5 1 各种准备工作 21 5 2 注浆封水 加固 21 深圳轨道交通 7 号线 7302 标桃深区间 盾构带压开仓检查及刀具更换方案 2 六 安全措施 22 6 1 升压和带压作业过程中的安全注意事项 22 6 2 减压过程中的防病措施 24 6 3 开仓安全保障措施 25 6 4 突发事件应急措施 25 深圳轨道交通 7 号线 7302 标桃深区间 盾构带压开仓检查及刀具更换方案 3 盾构带压开仓检查及刀具更换方案盾构带压开仓检查及刀具更换方案 一 工程概况一 工程概况 1 11 1 桃深区间桃深区间 桃源村站至深云站区间左 DK6 782 293 左 DK7 764 599 短链 6 223m 全长 976 083m 盾构段 左 DK6 881 994 DK7 764 599 短链 6 223m 长 876 382m 矿山法 盾构段 左 DK6 782 293 左 DK6 881 994 长 99 701m 右线设计里程范围为右 DK6 782 293 右 DK7 800 499 全长 1018 206m 其 中盾构段 右 DK6 881 158 右 DK7 800 499 总长 919 341m 矿山法 盾构段 右 DK6 782 293 右 DK6 881 158 长 98 865m 经地质补勘左 DK7 704 599 左 DK7 764 599 区间隧道范围岩层坚硬 微风化 花岗岩单轴抗压强度达到 150MPa 盾构推进困难且不具备地面处理条件 在保证 施工安全及不影响周边环境的前提下 将该段盾构区间变更为矿山法拼管片区间 根据地质详勘及补勘结果 本区间正常掘进过程中 左线计划 7 处开仓检查和 刀具更换 右线计划 7 处开仓检查和刀具更换工作 详细地质及计划见下表 表表 1 11 1 桃深区间开仓检查机刀具更换表桃深区间开仓检查机刀具更换表 序号序号开仓里程开仓里程地质情况地质情况地面情况地面情况 换刀距换刀距 离离 备注备注 1DK7 407 465 1 1 龙珠大道 准备穿越龙珠立 交桥 地层相对 较软 开仓前进 行袖阀管加固 初步考虑带压换 刀 2DK7 263 465 1 龙珠大道 144 软土地层 开仓 前进行袖阀管加 固 初步考虑带 压换刀 3DK7 205 315 1 3 龙珠大道 58 15 联络通道前及准 备过孤石群 考 虑带压换刀 左 线 4DK7 155 315 1 3 4 龙珠大道 50 隧道顶部为全风 化花岗岩 考虑 带压换刀 深圳轨道交通 7 号线 7302 标桃深区间 盾构带压开仓检查及刀具更换方案 4 5DK7 105 315 3 4 龙珠大道 50 6DK7 055 315 3 4 龙珠大道 50 7DK7 005 315 2 3 龙珠大道 100 准备进入软地层 1DK7 650 499 1 龙珠大道 150 地层单一 为软 土地层 开仓前 进行袖阀管加固 初步考虑带压换 刀 2DK7 500 499 3 1 1 3 龙珠大道 150 准备进入软地层 拱部地层较软 开仓前进行袖阀 管加固 初步考 虑带压换刀 3DK7 410 499 1 2 3 龙珠大道 90 准备穿越龙珠立 交桥 4DK7 320 499 1 龙珠大道 90 地层单一 为软 土地层 开仓前 进行袖阀管加固 初步考虑带压换 刀 5DK7 230 499 1 龙珠大道 90 准备过孤石及联 络通道 开仓前 进行袖阀管加固 初步考虑带压换 刀 6DK7 110 499 1 1 龙珠大道 120 地层较软 开仓 前进行袖阀管加 固 初步考虑带 压换刀 右 线 7DK7 000 179 3 1 1 龙珠大道 110 开仓前进行袖阀 管加固 准备过 孤石 初步考虑 带压换刀 1 21 2 安农区间安农区间 安托山站 农林站区间左线设计起讫始里程左 DK10 067 740 左 DK11 725 462 线路在左 DK11 471 987 左 DK11 500 000 短链 28 013m 全长为 1629 709m 右线设 计起讫里程为 DK10 070 00 DK11 725 462 线路在 DK11 497 315 右 DK11 500 000 短链 2 685m 全长为 1652 777m 根据地质详勘及补勘结果 硬岩段均为矿山法空推 剩余地层对刀具磨损量不 深圳轨道交通 7 号线 7302 标桃深区间 盾构带压开仓检查及刀具更换方案 5 大 因此本区间正常掘进过程中 左线计划 2 处开仓检查和刀具更换 右线计划 2 处开仓检查和刀具更换工作 详细地质及计划见下表 表表 1 21 2 安农区间开仓检查机刀具更换表安农区间开仓检查机刀具更换表 序号序号开仓里程开仓里程地质情况地质情况地面情况地面情况换刀距离换刀距离备注备注 1DK11 310 668 建业街 1242 928 矿山法隧道内 左 线 2DK11 490 668 1 建业街 180 地层单一 为全 风化花岗岩 1DK11 395 540 建业街 1325 54 矿山法隧道内 右 线 2DK11 545 540 1 1 建业街 150 软土地层 开仓 前进行袖阀管加 固 初步考虑带 压换刀 二 开仓目的二 开仓目的 1 检查刀具磨损情况情况 并拍摄照片或摄像 2 对磨损严重的刀具进行更换 三 施工方法三 施工方法 3 13 1 开仓程序开仓程序 技术部根据实际位置确定盾构机停机开仓位置 然后提交项目生产副经理和项 目总工审查 由项目总工和项目生产副经理签发停机开仓施工指令 开仓前由技 术部对开仓作业人员进行专项技术及安全交底 3 23 2 开仓准备开仓准备 3 2 13 2 1 物资准备物资准备 1 担架 1 副 氧气乙炔瓶 3 套 CMC 水泥 2T 水玻璃 1T 聚氨酯 棉纱 海绵 注浆泵 2 台 空压机 1 台 灭火器 3 瓶等抢险物资 2 刀具及螺栓 螺帽 3 换刀工具 焊机 安全带 24v 行灯 带特殊插头 拉链葫芦 短钢丝绳 长短撬棒 扳手加长套管 供风管 气动扳手用气管 冲洗用气管 潜水泵 正面滚刀用 46 深圳轨道交通 7 号线 7302 标桃深区间 盾构带压开仓检查及刀具更换方案 6 套筒 3 4 方头 中心滚刀用 50 套筒 3 4 方头 刮刀用 36 套筒 3 4 方头 等工具 3 2 23 2 2 技术准备技术准备 1 制定详细的开仓方案 并在开仓前对作业人员进行专项交底 2 刀盘顶到预定里程时开始 停机检查 3 从盾尾后三环往后 对管片背后进行二次注浆 注水泥水玻璃双液浆 注 浆量以注浆压力控制 保证管片后止水效果 双液浆配比 水泥浆 水玻璃溶液 1 1 水泥浆配比 水 水泥 0 8 水玻璃溶液 水玻璃 水 1 1 注浆时要密切关注管片状态及注浆压力 顶部注浆压力 0 11 0 12Mpa 底部 注浆压力 0 18 0 2Mpa 4 开仓条件确认分两步实施 土仓最上部的土压力传感器显示数据接近为 0 并基本上没有渣土输出时 打开人闸内出气闸阀 同时检测土仓内是否有有害 气体 以便采取相应的措施 如果有水则在中部打开球阀 让水流出 如果此时 水流不止 则打开中体六个超前注浆管中靠近中部的两个放水 如果再不能够停 止出水 则不能够开仓 5 开仓后用气体探测仪对仓内气体进行检测 对仓内通风 降温 条件许可 方可进仓 6 清理前对刀盘上刀具 刀座等主要位置进行冲洗 避免对开挖面及切口环 位置冲洗 3 2 33 2 3 开仓地点选择开仓地点选择 压气作业施工并非任何地质条件都适用 由于覆土厚度 土质 地下水等条 件的不同 有时压气施工法收不到预期的效果 根据地铁隧道的埋深 依据以往 地铁隧道施工带压作业检查刀具和换刀的成功经验 以下几种地层比较适合采用 压气作业方式 1 粉砂质地层 砂粒含量小 透水性差 压气效果好 是适合压气作业施 工的良好地层 只要注意覆土与压气气压的关系就不会发生喷涌现象 基本可以 防止涌水 2 粘土质地层 土质软弱 开挖面不稳定时 可依靠压气气压本身的挡土 深圳轨道交通 7 号线 7302 标桃深区间 盾构带压开仓检查及刀具更换方案 7 作用和脱水作用使地基得到加固 故多采用压气法 3 复合地层 围岩由各种土质的分层构成 地下水容易被不透水层隔断 例如 如果开挖面的上部有粉砂或粘土等透气性差的地层时 即使它上面是砂砾 或砂质地层 地下水也会被隔开 不会对掌子面造成影响 3 33 3 开仓开仓 开仓作业分两步进行 具体如下 3 3 13 3 1 常压开仓常压开仓 第一步 采用压气方式对开挖舱内情况进行摸查 具体检查以下三项内容 A 开挖面 即开口位置 情况 刀盘面与开挖面是否充分接触 B 对切口环位置地层情况进行检查 确认切口环外地层是否稳定 C 对刀具的完好性进行检查 摸清刀具磨损情况 判断是否需要进行刀具更 换 3 3 23 3 2 压气开仓压气开仓 根据第一步的检查情况决定采用压气方式或常压方式开舱 若刀盘面与开挖面 密贴 切口环处地层稳定采用常压开仓 若在地层条件差 掌子面不稳定 地面 条件不允许 切口环顶部存在空洞的情况下 无法在常压条件下进行处理 则采 用压气方式开仓 本方案主要就压气开仓进行编制 为保证作业人员的安全 在进入压力仓之前 所有的工作人员必须经过有关体 检 体检单位出具体检结果符合有关规程要求 并对所有工作人员进行相应的培 训 只有在了解和并掌握作业指导书和作业方案的全部内容后 方可进行作业 防止作业过程中出现意外情况 确保人员安全 1 1 人员准备 人员准备 A 压气作业主管 压气作业主管由具有压气作业经验的施工管理人员担任 其职责如下 1 压气作业隧道内总负责人 2 根据程序中的安全规则 确保所有安全防范措施的实施 3 确保进入压气环境的作业人员体检合格 并接受培训及安全技术交底 4 在作业过程中 必须全面控制随时发生的紧急情况 包括指挥 抢救减 压病人和其他受伤患者 5 确保所有准备工作 包括作业前清查工作 的完成 深圳轨道交通 7 号线 7302 标桃深区间 盾构带压开仓检查及刀具更换方案 8 6 在人闸和工作舱外 监视压气作业 7 负责隧道内调度工作 B 人闸值班员 在压气作业时 人闸值班员必须控制好人闸压力 其职责如下 1 作业过程中 不得离开工作岗位 2 按照加压和减压的标准程序控制人闸压力 3 一旦出现紧急情况 如开挖面塌方 涌水涌砂 压力失稳等 必须通知 仓内人员停止作业 减压出仓 并向压气作业主管汇报 4 每次压气作业时 都必须记录并保存作业的加压时间 工作时间和减压 时间 5 作业人员在进入压气环境前 必须确保 24 小时内无作业记录 C 压气作业人员 所有压气人员必须进行压气作业培训 并且通过符合压气规定的体格检查 职 责如下 1 每次作业期间 直接与人闸值班员联系 并听从人闸值班员的指示 2 作业期间出现不适应状况 及时通知人闸值班员 3 按照人闸值班员指定进行作业 其主要作业内容为 观察开挖面的稳定性 清理刀盘和刀具 测量和记录刀具的磨损量 按作业指令更换刀具 按要求检查其它设备 4 在酒精和药品的影响下 不得参加作业 作业期间 严禁抽烟 D 候补压气作业人员 符合压气作业要求的候补员工不得离开项目部 并随时做好工作准备 E 压气人员体格检查 压气人员初次作业前 必须进行体检 且体检结果必须符合压气作业相关规定 2 2 压气作业申请及审批 压气作业申请及审批 由于压气作业的特殊性 压气作业前必须由项目部生产负责人提出申请 经项 深圳轨道交通 7 号线 7302 标桃深区间 盾构带压开仓检查及刀具更换方案 9 目技术负责人审批后报项目经理方可进行 3 3 压气作业设备检查 压气作业设备检查 A 空压机检查 为保证压气作 业的安全性 应对空压机进行全方位的检查维护 确保压气作 业间供气正常 压气前更换为无毒机油 B 人闸检查 紧急照明正常 紧急电话正常 各个压力表显示正常 各管路球阀开关正常 各个密封门开关必须正常 C 在压气作业开始前 进行气体检测 气体质量符合压气作业要求后方可进 行 4 4 压力设定 压力设定 一般来说 在不漏气的前提下 压力越高 掌子面越稳定 但实际地层的密封 性并不是那么完美 如果设定值超过了掌子面的承受压力 就有可能造成密封层 破裂 地面冒泡等不利现象 压力低一点 对进舱人员的健康和作业效率有利 但太低又会导致掌子面的不稳定和地面塌陷 开舱换刀试验的结果得出 能够稳 定掌子面的气压设定值为 P k0 s hs w hw w hw 10 20 式中 P 土舱气压设定值 kPa k0 静止土压力系数 s 土体容重 kN m3 w 水的容重 kN m3 hs 覆土层高度 m hw 水位高度 m 10 20 kPa 为调整值 即工作气压值比计算气压值略高 0 01 0 02 MPa 3 43 4 压气施工工艺及质量控制流程压气施工工艺及质量控制流程 3 4 13 4 1 施工工艺流程施工工艺流程 压气开仓工艺流程见图 3 1 深圳轨道交通 7 号线 7302 标桃深区间 盾构带压开仓检查及刀具更换方案 10 3 4 23 4 2 工艺步骤说明工艺步骤说明 1 1 超前地层加固 超前地层加固 在不稳定及富水地层 为确保刀盘前方周围地层的气密性和有效封堵刀盘后部 来水 带压作业前需利用设备自带的超前注浆孔对刀盘前周围地层进行注浆加固 在施工过程中注意以下几点 1 在注浆前需向刀盘及土舱内注满膨润土 注入压力稍高于掘进时的土舱 压力 一方面以保证刀盘 刀具不被注浆体固结 同时可使泥浆能在可注性较好 的地层有一定的扩散范围和在掌子面形成一层封闭泥膜 增强刀盘前方地层的气 密性和提高掌子面的自稳能力 停机 土仓注膨润土 超前注浆加固地层 出土至人仓口部以下 压力确定 带压检查 带压作业 脱困掘进 恢复正常掘进 气密性试 验 刀具磨损严重或 刀盘前形成泥饼 造成掘进速度降 低或碴温升高等 掘进异常现象 经综合分析需停 机进仓检查 否 是 图图 3 1 带压作业工艺流程图带压作业工艺流程图 深圳轨道交通 7 号线 7302 标桃深区间 盾构带压开仓检查及刀具更换方案 11 2 注浆管采用自加工的小导管 小导管按作业允许空间分节加工 通过设 备自带的超前注浆孔分节打入地层 每 9 节段间采用丝扣连接 每个孔注浆完成并 等浆体初凝后 及时抽出注浆管 3 注浆浆液宜选用水泥 水玻璃扩散性好 凝结时间合理的双液浆 以达到 充分加固地层和有效封堵刀盘后部来水 主要是对切口环及以后部位的封堵 的 目的 提高掌子面地层在拟定压力范围的自稳能力和气密性 4 要选择合适的注浆压力和终止压力 同时注意土舱压力变化 一方面保 证地层的加固效果 另一方面不能因注浆压力过高而击穿盾尾 铰接密封 以注 浆压力瞬间值不大于盾尾和铰接密封的额定压力值为标准 5 注浆完成后等强期一般为 8h 这时也要不停地转动刀盘 防止刀盘凝结 无法转动 2 2 出土及气密性试验 出土及气密性试验 为了确保带压进仓作业安全顺利进行 进仓前必须进行土舱压气试验 测定土 舱渗水量和人员舱气密性试验等工作 在超前注浆工作全部完成并等强后 即可进行刀盘前和土舱内的碴土输出 在 出碴过程中 边出碴边补充气压 并随时注意土舱压力变化 以土舱压力不小于 停机前掘进时的土舱压力 出碴至土舱碴土面低于人仓口部以下 不能全部出空 以免发生螺旋输送机漏气现象 在出土和进行气密试验过程中注意以下几点 1 出土要分阶段进行 打开自动保压系统设定为设计值 将土舱中的碴土 输出约 1 3 观察土舱压力值的变化 若土舱压力无法保持 则重新恢复注浆 若 土舱压力保持 2h 没有变化 则继续出土至 2 3 观察土舱压力值的变化 若土舱 压力保持 2h 没有变化或不发生大的波动时 压力变化值 0 05bar 则表明土 舱压气试验合格 2 土舱渗水量测定 注浆封水只能封堵盾壳周围岩层 管片背后岩层中的裂隙水 对于掌子面上较 大的裂隙水在压气情况下仍会不断地进入土舱 根据现场经验 测定的渗水量若 大于 0 5m h 则不能安全地实施带压进仓作业 必须采取安全稳妥的排水措施 3 人员舱气密性试验 人员舱是人员出入土舱进行维修和检查的转换通道 出入土舱的工具和材料也 由此通过 通常情况下人员舱处于无压模式 带压作业时处于加压模式 而气密 深圳轨道交通 7 号线 7302 标桃深区间 盾构带压开仓检查及刀具更换方案 12 性试验是通过升压 降压试验来检查人舱门 土舱门 舱壁上各种管路是否漏气 根据现场经验 从 0 升压 不装消音器 至设计值不超过 10min 即为合格 降压操 作过程中通常会出现土舱门漏气现象 造成气压降不到 0 现场实践得出若降压后 气压能小于 0 3bar 则为安全 若气压降不到 0 3bar 以下 则需要带压进行土舱门 密封的处理 3 3 压气作业 压气作业 1 人员及材料 工具进入人闸并关上人闸门 2 加压 加压之前 再一次检查显示仪表 供暖装置 钟表 温度计 电话 紧急电话 及阀门 舱门密封件是否干净 再一次检查作业所需工具设备材料是否齐备地放 置在舱内 关闭主舱舱门 主舱与保护舱的舱门 以及主舱与副舱之间密封门 人闸值 班员缓慢地打开进气阀 缓慢地升高主舱的压力 匀速加至计算所得值 然后 开启出气阀 建立主舱进出气平衡 加压过程中 在第一分钟内不应超过 0 025 MPa 的压力 其后 加压速度不得 超过 0 015 MPa min 一旦有人耳朵感觉不适 应停止加压 直到不适症状消失再继续加压 如果再 次感觉不适 就必须停止加压 将不适人员减压出舱 由候补压气作业人员代替 3 保压 当加压至预定气压后 人闸值班员应当调节进 出气流量 待气压稳定后通知 人闸内压气作业人员打开人闸与气泡舱或土仓之间的平衡阀 打开平衡阀后 如 出现压力波动 人闸值班员应及时进行调节 保持压力稳定 并保持足够的新鲜 空气进入 4 进仓前压力试验 试验时不要求人员进入 只进行无人压力试验 以检查主舱与副舱的各功能部 件在试验压力下的工作情况 1 关闭主舱舱门和舱壁密封门 并关闭主舱与副舱之间的密封门 人闸值班 员缓慢地打开进气阀 提高主舱的压力 匀速加压 根据带压工作减压表设定速 率 不能太大 因为压差太大会导致作业人员中耳鼓膜破裂 观察主舱压力表和 深圳轨道交通 7 号线 7302 标桃深区间 盾构带压开仓检查及刀具更换方案 13 进气 2 打开排气阀 开始排气 为了作业安全 压力不可以再次大幅度升高 浮 动值控制在 10 kPa 内 再调节进气阀和排气阀 直到达到排气过程所规定的缓 慢而恒定的压力降低速度 进气流量计的流量值每人至少为 0 5m3 min 以保证 正常呼吸 3 观察主舱压力表 当主舱内部的气压降到第一级压力值时 人闸值班员通 过调节排气阀和进气阀 在规定的时间内保持压力恒定 如此慢慢重复减压 直 到舱内压力与外界的常压相同 4 人闸值班员关闭带式记录器并将减压过程 日期 时间 压力等 记录在 人闸记录本上 同样地进行副舱的压力试验 在整个试验过程中必须保证所有的过程都正常 5 开仓 开仓之前 拧松仓门锁紧装置 先开一条缝 再缓慢开启 防止泥浆或渣土突 然溢出 6 带压进仓检查 为了进一步判断掌子面的地质情况和刀盘刀具磨损情况 首先要由专业工程技 术人员带压进仓对掌子面的地质情况和稳定性进行检查 确认 同时对刀盘 刀 具磨损情况进行检查 确定换刀方案和各种带压换刀前的各项准备工作 如开挖 面稳定方可进入仓内作业 地质检查的工作内容有 掌子面地质情况素描 地层加固效果验证 掌子面出 露水情况 地层取样 并综合以上因素对掌子面稳定性进行判定 同时拍摄工程 照片 刀盘 刀肯检查的工作内容有 测各种刀具的磨损量 测刀盘面板的磨损量 拍摄细部照片等 并根据检查结果制定下一步工作方案 7 作业人员进入土仓作业 工作人员进入副舱 关闭副舱舱门 使用电话与人闸值班员保持联系 依照 主舱加压程序达到副舱的压力平衡 通过开启副舱与主舱之间的压力平衡阀来消 除两舱之间的气压差 然后打开副舱与主舱之间密封门 人员进入主舱 开启保护舱与主舱之间的压力平衡阀 消除两舱之间的气压差 用气体检测仪 深圳轨道交通 7 号线 7302 标桃深区间 盾构带压开仓检查及刀具更换方案 14 检查土舱内气体 确保安全后就可以进入实施作业了 8 完成作业 作业人员退回人闸 9 关仓 10 减压 依照表 3 1 中的减压时间执行减压 表覆盖了从 0 01 MPa 到 0 255 MPa 的工作压力范围 减压时必须按照相应表 格规定的工作时间来执行 11 减压完成后 打开人闸门 完成压气作业 表表 3 13 1 减压时间标准表减压时间标准表 工作时间 仓内压力 MPa 仓内工作时间 h 加压时间 min 减压时间 min 0 01 0 135614 0 13 0 174 5724 0 17 0 2553951 3 4 33 4 3 注意事项注意事项 1 压气作业时间 压气人员 24 小时内严禁重复作业且工作时间 不包括加减压时间 不得超过 6 小时 2 压气作业的工作压力 具体工作压力根据施工指令进行 3 压气作业空气质量要求 工作舱内气体杂质最大允许含量为 CO2 0 5 CO 0 0024 H2 0 001 N2 0 0001 CH4 1 O2 19 22 油微粒 1 毫克 m 硫化氢 0 00066 气味和清洁度气体无任何味道 没有灰尘 尘土和金属微粒的污染 也无任何 深圳轨道交通 7 号线 7302 标桃深区间 盾构带压开仓检查及刀具更换方案 15 其他有毒成分的污染 当气体杂质含量超过此范围时 所有压气作业人员必须由工作舱返回人闸 同 时舱内充入清洁气体 直到气体符合要求 4 资料整理 压气作业结束后 项目部应对压气作业过程进行专项总结 并对压气作业的施 工日志等资料进行存档 并应检查设备情况 保障设备能在压气作业后正常运转 5 每班人员关闭土仓门前 必须对所装刀具 刀具螺栓的紧固到位情况和 土仓及刀盘前方进行全面的检查 保证刀具的正常安装 避免工具 杂物遗留在 土仓内 6 所有压气作业完成后 当班机电主管检查确认关闭所有预留送气口 排 气口 阀及仓门 符合要求后盾构机恢复掘进 7 为了安全有效地进行压气作业和防止出现减压病 必须完整准确地进行 压气作业记录 每次作业过程中 人闸值班员要详细地记录加压开始时间 加压 结束时间 压气作业情况 开始减压时间 减压结束时间等资料 并仔细记录压 气作业的施工过程 8 压气换刀作业严禁采用明火 3 53 5 刀具检查和更换标准刀具检查和更换标准 按照一般标准 刀具磨损量超过以下数值时应当更换 滚刀 对于岩石地质 边缘滚刀刀圈磨损量达到 10mm 正面滚刀刀圈磨损量达到 20mm 中心滚刀刀圈磨损量达到 20mm 对于软土层 边缘滚刀刀圈磨损量达到 15mm 正面滚刀刀圈磨损量达到 25mm 中心滚刀刀圈磨损量达到 25mm 边缘刮刀及齿刀 边缘刮刀及齿刀出现较严重崩齿或刀具上的合金堆焊层磨损较严重时须进行更 深圳轨道交通 7 号线 7302 标桃深区间 盾构带压开仓检查及刀具更换方案 16 换 3 63 6 刀具检查及更换作业刀具检查及更换作业 3 6 13 6 1 刀具检查刀具检查 在确保掌子面稳定的情况下 作业小组进入土舱检查刀具磨损情况 每个作业 小组由三名人员组成 在带压进舱作业小组领导下作业 1 进舱压力的确定 根据隧道埋深及水头压力确定 确保土舱土压稳定 2 进舱时间 准备工作就绪后进行 3 舱内作业工作时间 暂定两小时 4 作业人员进舱 工作人员进入舱内关闭好舱门 辅助工具放入舱内 由操 舱人员把人舱压力按规定时间加压到计划进舱压力 检查舱内人员正常后 打开 人舱和土舱之间的舱门 进入土舱 5 刀具检查方法 人站立于刀盘辐条之上 目测和使用专用量具检查 检查 过程中必需系好安全带 A 三人带压进舱 一人负责拍照 一人在主舱接应辅助 另一人在主舱负责联 络 待主舱升至 暂定压力 后打开主舱与气舱之间舱门进入气舱 B 打开主舱与土舱之间舱门 进入土舱首先检查掌子面是否稳定 然后开始检 查进行刀具检查 并拍摄照片 必要时摄像 C 刀具检查人员进入主舱 D 在主舱人员旋转刀盘 90 在旋转刀盘时 所有人员不得进入土舱 E 按照 BCD 步骤循环作业 直至刀盘旋转完 270 需要在同一个转向 并拍 摄完照片后 拍照人员与接应辅助人员进入主舱 并关好土舱门 6 主舱降压 人员出舱 7 刀盘结构及刀具分布详见图 3 1 注意事项 冲洗水不能直接冲洗刀盘 防止掌子面泥膜遭遇破坏 深圳轨道交通 7 号线 7302 标桃深区间 盾构带压开仓检查及刀具更换方案 17 图图 3 23 2 刀盘结构及刀具分布图刀盘结构及刀具分布图 3 6 23 6 2 刀具更换刀具更换 1 刀具拆卸 A 滚刀拆卸 1 滚刀安装形式见图 3 3 图图 3 33 3 滚刀安装形式滚刀安装形式 2 滚刀拆卸流程 深圳轨道交通 7 号线 7302 标桃深区间 盾构带压开仓检查及刀具更换方案 18 转动刀盘将待拆刀具停止在三点钟方向 清洗螺栓孔 拆卸滚刀压块螺栓并取 出 取出压块 取出楔块 挂好 1 吨葫芦 利用土舱内吊环 并把待取出滚刀用 吊带捆绑好 取出滚刀 利用撬棍和葫芦配合 3 滚刀安装流程 将待装刀具的刀箱位置刀箱转到三点钟位置 在待装刀具的刀箱位置前方人孔 掏空 深度 200mm 左右 清洗刀箱 利用手拉葫芦将待装滚刀放入刀箱 放入楔 块 安装压块 紧固螺栓 B 切刀和边刮刀拆卸 1 切刀和边刮刀安装方式分别见图 3 4 和图 3 5 图图 3 43 4 切刀安装方式切刀安装方式 图图 3 53 5 边刮刀安装方式边刮刀安装方式 2 拆卸流程 转动刀盘将待拆刀具处于水平向上位置 取出螺栓 取出刀具 边刮刀利用手 拉葫芦 3 刀具安装 转动刀盘将待拆刀具位置处于水平向上 清洗螺栓孔和结合面 放上刀具并对 齐螺栓孔 安装固定螺栓并紧固 4 各型号刀具螺栓型号及安装质量要求 各型号刀具螺栓型号及安装质量要求详见下表 深圳轨道交通 7 号线 7302 标桃深区间 盾构带压开仓检查及刀具更换方案 19 表表 3 53 5 各型号刀具螺栓型号及安装质量要求各型号刀具螺栓型号及安装质量要求 序号序号刀具类型刀具类型螺栓型号螺栓型号 螺栓数量螺栓数量 单把刀具 单把刀具 螺栓预紧力螺栓预紧力 NmNm 安装质量要求安装质量要求 1 单刃滚刀 内六角螺栓 M24 115 10 9 4890 内六角螺栓 M24 115 10 9 2890 2 中心刀 内六角螺栓 M20 115 10 9 4520 1 结合面干净无 杂物 2 楔块端 面和侧面与刀箱完 全贴合 3 螺栓 预紧力达到要求 3 切刀 内六角螺栓 M20 65 10 9 6520 4 边刮刀 内六角螺栓 M24 95 10 9 11 530 9 454 8 9 387 9 7 313 3 890 1 结合面干净无 杂物 2 刀具与 刀座结合面完全贴 合 3 螺栓预紧 力达到要求 备注 M24内六角螺栓采用 19mm内六角扳手 重型 M20内六角螺栓采用 17mm内六角扳手 重型 3 73 7 刀具更换注意事项刀具更换注意事项 1 刀具运输及搬运过程中要注意刀具的保护 做到轻拿轻放 禁止磕碰刀具 2 吊运刀具过程中要注意对盾构机推进千斤顶及其他设备的保护 避免发生 磕碰 3 为确保安全及便于刀具更换 通常在 3 9 点钟位置进行滚刀的拆卸和安装 更换前作业平台要安装就位 4 拆除的刀具及螺栓要及时清除出仓外 避免意外掉落到土仓中 如刀具或 工具落入土仓禁止旋转刀盘 必须打捞上来 深圳轨道交通 7 号线 7302 标桃深区间 盾构带压开仓检查及刀具更换方案 20 5 滚刀的挡圈必须朝向刀盘圆心 刀具安装好后必须确保锁紧螺栓 6 刀具更换完毕后要对人仓门及仓壁各阀门开关情况进行检查 确保其处于 正确位置 四 四 地面监测地面监测 在盾构开仓期间 地面进行 24 小时值班 发现异常情况立即汇报 以尽早采 取措施 每天的监测频率不小于 4 次 且每次结果均应报给项目总工和项目生产副 经理 4 14 1 测量人员组织架构测量人员组织架构 图图 4 14 1 测量班组组织架构图测量班组组织架构图 表表 4 14 1 测量人员架构表测量人员架构表 序 号 姓名项目职务 年 龄 性别学历专业职称 1 王洪义技术负责人 46 男专科经济管理工程师 2 展茂亮质量负责人 30 男专科水工工程师 3 王曙光现场负责人 26 男本科工程测量助理工程师 4 吴恺现场负责人 26 男本科工程测量助理工程师 5 林刚技术员 27 男专科工程测量 项目总工 测量队长 控 制 测 量 组 内 业 数 据 处 理 组 深 云 片 区 测 量 组 安 托 山 片 区 测 量 组 现 场 检 查 组 深圳轨道交通 7 号线 7302 标桃深区间 盾构带压开仓检查及刀具更换方案 21 6 张佳技术员 29 男专科工程测量 4 24 2 监测频率 控制值 报警值监测频率 控制值 报警值 各监测项目的监测频率 控制值 报警值如下 1 地面沉降监测频率 控制值和报警值 开仓检查更换刀具时 为了及时准确的了解地表沉降情况 需要在开仓里程地 面加密布置地面监测点 详见图 4 2 开仓位置地面监测点布置图 设计允许隆起值 为 10mm 设计允许沉降值为 30mm 单次沉降量达到 2 4mm 为单次报警值 沉 降或隆起累计超过控制值 30 1Omm 的 70 为累计报警值 当到达报警值时 立 即向项目部汇报 同时加大监测频率和范围 协助项目部及时分析异常变形原因 以便采取相应措施控制变形 刀盘位置 地面监测点 盾构机位置 图图 4 24 2 开仓位置地面监测点布置图开仓位置地面监测点布置图 2 地面建 构 筑物监测频率 控制值和报警值 当盾构机停机工作面距构筑物的距离为 H B 隧道埋置深度 隧道高度 时 对 构筑物进行变形监测 每天早晚各一次 在盾构机换刀完成通过构筑物后每周一 次 直至变形基本稳定 根据 建筑地基基础设计规范 确定的建筑物的最大允 许沉降值如下 砖混结构 条形基础的基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比 值是 0 004 框架结构 桩基础是 0 002L L 是相邻桩基的中心距离 当到达报警 值时 立即向项目部汇报 同时加大监测频率和范围 协助项目部及时分析异常 变形原因 以便采取相应措施控制变形 3 地下管线监测频率 控制值和报警值 对盾构机停机机头前 后 30m 范围内的地下管线进行沉降监测 每天早晚各一 次 盾构机机头过去 30 米后范围每周测量一次 测至稳定为止 设计允许隆起值 为 10mm 设计允许沉降值为 20mm 单次沉降达到 2 4mm 为单次报警值 沉降或 深圳轨道交通 7 号线 7302 标桃深区间 盾构带压开仓检查及刀具更换方案 22 隆起累计超过控制值 20 1Omm 的 70 为累计报警值 特殊的输油管道 煤气管 道 自来水管道等重要管道的允许变形值将在管线调查中予以确认 对这些管线 应加强监测 当最大沉降累计值超出最大警戒值或者单次沉降量超限时及时报警 研究对策 加密测量频率 防止意外突发事件 直至采取有效措施 测至测点完 全稳定为止 4 隧道沉降监测频率 控制值和报警值 正常 1 次 天 当环片上浮较大时将 加大监测频率 相邻衬砌环测量时重合测量约 10 环 平面和高程测量误差控制在 10mm 之内 根据本工程设计和规范要求 隧道衬砌环片实测中心水平偏移量须小于 100mm 衬砌环片实测中心垂直偏移量须小于 100mm 因而盾构机水平或垂直 姿态超过 70mm 视为报警值 当到达报警值时 立即向项目部汇报 同时将加 大监测频率和范围 协助项目部及时分析异常变形原因 以便采取相应措施控制 变形 五 质量控制及技术要求五 质量控制及技术要求 5 15 1 各种准备工作各种准备工作 由于带压进仓作业的特殊性 要求施工前的各种准备工作必须做充分 并经过 技术部门的严格检查 确认 5 1 15 1 1 各种设备的试运行各种设备的试运行 技术人员及操作工人对盾构机上的自带设备进行检查 试运行 备用设备采用 一列机车编组运至盾构机拖车附近 正确连接后进行试运行 5 1 25 1 2 作业人员的身体检查 培训作业人员的身体检查 培训 该项工作应委托有经验的专业单位完成 按照规范严格对进仓人员进行筛选 并对进仓人员进行带压作业注意事项的交底培训 5 1 35 1 3 声纳探测声纳探测 对隧道沿线进行声纳探测 其主要目的是为了探测地层有无塌陷 确认带压进 仓的边界条件有无发生变化 为下一步的注浆封水 注浆加固方案确定提供依据 5 25 2 注浆封水 加固注浆封水 加固 在带压作业前 首先要在盾构掘进过程中通过试验测定预定停机位置处地层的 深圳轨道交通 7 号线 7302 标桃深区间 盾构带压开仓检查及刀具更换方案 23 涌水量大小 并据此判断土舱与盾壳周围岩层 管片背后岩层的连通程度 从而 确定注浆封水的工作量 注浆封水一般在两个部位进行 均采用水泥浆 水玻璃双 液浆 5 2 15 2 1 管片背后封水管片背后封水 对邻近盾尾的 1 3 环管片 利用吊装螺栓孔进行周圈定压定量注浆 以封堵 管片背后岩层中的裂隙水 5 2 25 2 2 切口环部位封水切口环部位封水 利用盾构机前体上的超前注浆孔进行注浆 以封堵盾壳周围岩层中的水 必要 时在拱顶部位的孔中打入注浆芯管 同时对地层进行加固 具体步骤如下 利用铰接油缸向前掘进 行程达到 80 110mm 即停止 收缩铰接油缸使刀盘 离开掌子面 50 80mm 以便带压换刀 注浆前必须将土舱内充满渣土 渣土量依据土舱压力来控制 自下而上利用超前注浆孔注浆 浆液采用定压不定量 凝结时间一般控制为 1min 注浆过程中容易出现浆液流入土舱 凝结后造成刀盘无法转动 这时应采 取保压注浆 即利用自动保压系统向土舱加入一定气压 气压值应选小于刀盘主 轴承密封的承压值 略大于注浆设定的孔口压力值 防止浆液流入土舱 同时要 不停地低转速转动刀盘 拱顶超前注浆孔注浆时要尽可能地将注浆芯管打入岩层 封堵切口环的同时 对地层进行加固 5 2 35 2 3 浆液等强浆液等强 注浆完成后等待龄期一般为 8h 这时也要不停地转动刀盘 防止刀盘凝结无 法转动 六 安全措施六 安全措施 因带压作业属特种作业 在每次带压作业实施前所有进仓人员必须经过有丰富 专业经验的单位严格的体检 只有体检合格的人员方可进行带压作业 同时在带 压作业实施过程中 尚需注意以下事项 6 16 1 升压和带压作业过程中的安全注意事项升压和带压作业过程中的安全注意事项 1 患有感冒或流感的人不能进入空气舱 否则可能有耳膜破裂的危险 进 仓时要带些干燥的衣物 以备减压时穿 防止感冒 深圳轨道交通 7 号线 7302 标桃深区间 盾构带压开仓检查及刀具更换方案 24 2 不要将可能膨胀的饮品或食物带入空气舱 3 开仓前检查通讯联络设备 照明应急设备 备好急救药品 进仓人员必 须进行体检和培训 4 作业过程 人员感觉有胸闷等异常现象时要通知接应的监护人员 监护 人员不得离开岗位 特殊工种持证作业 5 当人员舱室在压力下工作时由于安全原因准备舱一般是没有压力的 准 备舱的两个门都是关闭的 为了空气舱内人员的健康必须逐渐升高空气舱的压力 将压力缓慢上升到操作压力值 6 定期检查流速计以确保人员舱通风 随时监测空气舱人员的健康状况 一旦空气舱人员出现任何不适现象时 要立即中断压缩空气并降压让不适人员离 开空气舱 7 因在升压和带压作业过程中 压力仓 土舱内温度较高 因此在此期间要 多饮水 否则 脱水会立即导致压缩空气病症 但加压前 加压期间禁止饮用二氧 化碳饮料 8 舱内禁止存放可燃气体和氧气瓶 9 由于压力越高人体吸入的气体越多 尤其是氮气首先就会在人体液体内 溶解 然后溶解在人体组织中 其饱和程度取决于压力 维持的时间以及人体组 织吸收氮气的能力 胖的人体组织特别容易吸收 因此 肥胖人员一般不允许在 有压下进仓 10 在带压作业过程中 为确保作业人员安全 舱内压力要随时保持基本恒 定 其波动值要控制在 0 05bar 以内 11 在带压作业过程中 体能消耗要远远高于常压下作业 因此用力要适度 并注意做好自身的身体防护 尽量避免碰伤皮肤或发生身体扭伤现象 12 由于在需带压作业地段 地层稳定性较差 虽然采取了一系列封堵加固 措施和通过压缩空气来平衡掌子面的水土压力 但仍存在许多不定因素 当界面 条件发生变化时 掌子面仍存在有部分失稳或出现涌 漏水的可能 所以在检查 刀盘和带压作业时仍具有一定的危险性 因此在这一过程中必须一直密切关注掌 子面的稳定情况和涌水量的变化 出现异常情况时 应立即停止带压作业 13 电工必须知道机内电器的控制开关所在位置 并预先检查控制开关的灵 敏度 检查用电设备是否符合安全用电规定 电工要熟悉用电安全技术 并不得 深圳轨道交通 7 号线 7302 标桃深区间 盾构带压开仓检查及刀具更换方案 25 擅离岗位 14 按潮湿环境布置用电设备 灯泡 插头 插座等接触部份要牢固 15 机内所涉及到的用电设备的漏电保护器要可靠 触电事故发生后要先断 开电源 方可抢救人员 16 作业过程中监护人员要随时监视用电设备 消防设备等相应的设备 发 现异常及时告知 争取有利时机处理突发事件 17 作业人员发现有突然渗水和漏水现象迅速向隧道主管汇报 并及时撤退 18 氧气瓶和乙炔瓶在使用之前 必须先检查有无漏气现象 预防火灾爆炸 事故的发生 气管要放置好 不要被电瓶车 钢轨等硬物击穿或擦穿 造成漏气 漏气的气割枪不准在隧道使用 19 气焊 气割的气管不得与电焊机的龙头线及供电线路缠绕在一起或近距 离并排 预防相互引起火灾或爆炸 20 电焊机要有可靠的空载保护器 龙头线的接线端子和中间接驳的线头必 须压紧牢固 并有可靠牢固的绝缘保护 预防短路或龙头线直接搭地构成大回路 引发焊机火警 21 注意保护管线及精密仪器 不懂的地方要请教技术人员 仓内作业面要 保持通风 及时排净废气 封仓前要检查复核工具数量 不得有工具遗留在仓内 22 认真填写好检查记录 6 26 2 减压过程中的防病措施减压过程中的防病措施 减压期间必须释放溶解在体内的气体 减压期间必须按照减压方案减压 这样 体内的气体就会通过血液循环和肺排出来 如果压力降低太快 会在人体液体和 组织内形成气泡 二氧化碳 水反应 气体栓塞就是带压作业后最容易出现的组 织病症根源 另外 释放的气体会造成暂时性或者永久性组织损伤 从压力状态 下到常压下的转变周期过短 就会造成严重的压缩空气病症 经常会在减压期间 或者几小时后出现 压缩空气病症主要体现为 肌肉和 或关节痛 皮肤骚痒和 或红蓝颜色 中央神经系统紊乱 眩晕 耳鸣 听力僵硬 呼吸困难 视力和语 言紊乱 中风 麻痹 痉挛 手指和脚趾麻木等 因此在减压过程中 应注意以下 事项 深圳轨道交通 7 号线 7302 标桃深区间 盾构带压开仓检查及刀具更换方案 26 1 人员舱管理员必须认真履行带压作业人员的减压程序 并做好时间记录 坚决杜绝减少减压时间的现象与跳期减压的现象 2 为保证舱内作业人员的安全 减压过程中确保舱内通风量 3 减压期间注意事项 在减压期间舱内工作人员必须穿上干燥衣服 避免 因冷感冒或者发抖 避免浅 轻呼吸 禁止非自然姿势 定期站立 移动胳膊 腿 关节 如果有人出现压缩空气病症 或其它病症 必须立即停止减压 维持目前 的压力状况 直到病症消失 几分钟以后 如果病症没有消失 就要将舱内压力 升至原来的位置 同时人舱管理员必须立即通知值班医生 并仔细对病人减压 4 出仓后注意事项 工作人员减压后应禁止剧烈运动 注意多休息 禁止 长时间热水浴 多饮水 加压后至少 24 小时后 完全没有压力了 才能乘坐飞机 带压作业后应随身携带应急工作卡 如果出现关节痛以及其它突发病症时要及时 按照应急卡片联系负责医生 及时医治 6 36 3 开仓安全保障措施开仓安全保障措施 1 开仓操作 必须经项目经理与总工程师许可后进行 2 开仓作业的一切准备工作必须提前做好 一旦开仓必须保证作业立即开 始 3 做好开仓作业组织 确保施工的有序 连续 以尽快完成施工 4 制定专门的开仓和进仓作业的安全技术措施交底书 对所有参与开仓过 程的施工人员进行全面的技术交底 达到所有人员熟悉进仓作业程序和相关要求 5 开仓后先观察掌子面的稳定情况 经判断稳定后 再进入土仓作业 6 在作业过程中必须由专人负责掌子面稳定情况观察 一旦发现异常及时 撤出施工人员 并关闭仓门 经观察 有坍塌发生时 在可能的情况下必须立即 进行处理 若坍塌现象严重必须立即关闭仓门 7 在开仓前保压及进仓检查刀具过程中 在盾构切口里程 20 20m 范围内 的地面设置警戒线 并派专人 24 小时值班 8 对盾构切口里程 20 20m 范围内的地面实施全天 24 小时监测 并将监测 结果及时上报 6 46 4 突发事件应急措施突发事件应急措施 6 4 16 4 1 应急方针与原则应急方针与原则 深圳轨道交通 7 号线 7302 标桃深区间 盾构带压开仓检查及刀具更换方案 27 1 坚持 安全第一 预防为主 综合治理 的方针 2 坚持 预防为主 快速反应 统一指挥 统筹协调 科学救援 处置高效 的 原则 6 4 26 4 2 应急组织机构及职责应急组织机构及职责 针对在开仓过程中地面和隧道内安全问题 成立抢险组织机构并制订应急措施 应急组织机构机构应急组织机构机构 图图 5 15 1 项目经理部应急组织机构框图项目经理部应急组织机构框图 表表 5 15 1 应急处理工作小组通讯录应急处理工作小组通讯录 姓 名部门 职务电 话 但 东项目经理部 经理领 导 小 组张业勤项目经理部 常务副经理常务副组长 张业勤 组长 但 东 副组长 姜伟 张春东 张建齐 抢险 副组长 白伟 技术 副组长 田友成 胡文山 救护 后勤 质量 安全 闫庆国 工程 技术 冯兴仁 设备 物资 孙儒亮 质量 安全 闫庆国 综合办 公室 蒋 海 设备 物资 孙儒亮 综合办 公室 蒋 海 对外协 调部 杨勇才 作业队 现场抢险医疗救护后勤保障信息协调 施工 一部 王伟 施工 二部 王 斌 盾构 队 彭川 深圳轨道交通 7 号线 7302 标桃深区间 盾构带压开仓检查及刀具更换方案 28 白 伟项目经理部 总工 副经理胡文山项目经理部 安全总监