盾构机螺旋轴修复专项方案.doc

kkkkkkk西安地铁三号线一期工程TJSG-9标盾构区间盾构机螺旋轴修复专项方案编制： 审核： 审批： 中铁电气化局集团有限公司西安地铁三号线TJSG-9标项目经理部2014年7月14日目 录一、工程概述11.1、工程概况11.2、地质情况1二、事情经过及前期处理方法和采取的措施32.1事故经过32.2洞内维修方法及措施42.2.1维修准备42.2.2将断轴进行初步定位42.2.3焊接前的金属表面处理62.2.4按照原标记重新定位62.2.5对焊焊接72.2.6试车72.2.7焊缝加强处理72.2.8恢复筒壁的2个临时作业口，并恢复观察口盖板7三、作业人员、工机具及材料准备8四、应急预案94.1、应急救援工作原则：94.2危险源预防9五 相关事故应急预案135.1、事故类型：地面沉陷导致建筑物沉降变形处理措施135.2、事故类型：隧道内发生涌水处理措施13六、应急组织机构及其职责146.1 突发事件现场抢险组织机构图146.2应急物资一览表166.3本区域以外配合抢险和提供援助的单位166.4附西安地铁三号线TJSG-9标北青盾构区间右线盾构机螺旋轴应急修复会议纪要176.5附现场值班人员一览表186.6附现场焊工人员资格证19一、工程概述1.1、工程概况 本区间设计范围为北池头青龙寺区间盾构法隧道，设计里程为：右线YDK24+462.702YDK25+957.101，左线ZDK24+726.802ZDK25+957.101（含短链0.244）。右线盾构段长1494.399米，左线盾构段1230.055米。左线设置盾构吊出井吊出，本区间最小曲线半径为1200米，最大纵坡为25。盾构机从北池头车站（左线从北池头盾构吊出井）始发，到达青龙寺风井后吊出。新增盾构机将用于本区间施工。盾构隧道衬砌外径6000mm，内径5400mm，建筑限界5200mm，衬砌环宽度1500mm，厚度300mm，分为标准环、左转环、右转环，转弯换楔形量38mm，最小回转半径175mm，采用左右转弯楔形衬砌环ZY作为组合形式，通过在180范围内旋转衬砌环以拟合隧道曲线。衬砌环由一块封顶块（夹角15）、两块邻接块（夹角64.5）、三块标准块（夹角72）组成，封顶块位于楔形量最小位置，封顶块、邻接块及标准块均采用钢筋制作。管片环采用错缝拼装。拼装时，封顶块先径向搭接2/3，径向推上，然后纵向插入，衬砌环间错缝拼装。1.2、地质情况 根据勘察报告揭露，本区间沿线地层自上而下依次为第四系全新统人工填土，上更新统风积新黄土、残积古土壤，中更新统风积老黄土、残积古土壤等地层。根据岩土的时代成因、地层岩性及工程特性，对岩土进行了工程地质分层，各层土的岩性特征及埋藏条件分述如下：1）第四系全新统1-1层杂填土（Q4ml）：层厚0.303.90m，层底深度0.303.90m，层底高程425.70431.93m。该层在本区间连续分布。1-2层素填土（Q4ml）：层厚0.702.90m，层底深度1.203.70m，层底高程424.60431.00m。该层在本区间的中部局部缺失，其它范围广泛分布。2）第四系上更新统3-1-1层新黄土（水上）(Q3eol) ：层厚5.1013.50m，层底深度8.9014.80m，层底高程417.50421.43m。该层在本区间连续分布。3-1-2层新黄土（水下）(Q3eol) ：层厚1.503.20m，层底深度10.4012.90m，层底高程416.63418.804m。该层分布于区间的起点至钻孔CZ3-28。3-2层古土壤(Q3el)：层厚3.705.60m，层底深度15.0019.00m，层底高程411.12417.31m。该层在本区间连续分布。3）第四系中更新统4-1-2-1层老黄土（水下）(Q2eol)：层厚9.0011.10m，层底深度24.6033.90m，层底高程393.50406.63m。该层在本区间连续分布。二、事情经过及前期处理方法和采取的措施2.1事故经过 2014年7月14日下午，西安地铁三号线09标段北青区间右线盾构始发掘进环+1时，螺旋输送机空转且无碴土排出，排查至螺旋机前部观察孔，发现螺旋机主轴前部靠近前法兰约50cm处断裂，断裂位置距离在主轴前端约1.2m处。螺旋机筒壁观察孔处照片确定螺旋主轴断裂后，项目立即组织会议研究故障的可能性以及如何尽快修复主轴、恢复施工。项目部经过组会研究后达成共识，确定断轴原因为断裂位置因使用时间长和磨桩排碴过程中局部疲劳断裂(与会方包括设备厂家：中铁装备集团)。确定原因后，项目部立即制定修复方案，并从人员、设备、工具、材料方面着手进行修复筹备工作。2.2洞内维修方法及措施洞内维修，具体维修步骤如下：2.2.1维修准备（1）把螺旋前部管线断开并固定，留出作业空间；（2）设备维修前，完成仓门关闭工作。（3）在断裂位置的筒壁左右两侧各开一个作业窗口，尺寸为400400mm；（4）清理筒内泥土，并对螺旋机轴断裂处进行清理；螺旋轴筒壁侧面开的作业窗口2.2.2将断轴进行初步定位（1）将螺旋输送机轴前伸，接近断裂掉的轴后，用钢板将两部分焊接连接，固定好后再将螺旋输送机轴后缩至临时作业开口位置，以方便通过作业口焊接为佳；（2）通过螺旋机缓慢转动，使断裂面转至方便焊接作业时停止；（3）用钢板调整叶片与筒壁的间隙，使轴处于筒体中心位置；（4）最后将断轴进行固定；（5）切除断裂处的临时固定钢板，使两段轴分离；（6）通过螺旋机转动及伸缩，使两段轴的断裂面重合；（7）检查轴的同轴度，并通过间隙调整使两段轴的同轴度满足要求；（8）用钢条在断裂处进行定位标记。在螺旋轴断茬处做三道标记，在螺旋断轴上用50mm的方钢焊接三道骨架，超出螺旋轴固定端断口100mm即可。螺旋断轴端钢板补偿骨架示意图骨架剖视图2.2.3焊接前的金属表面处理将两段轴分离，并将断裂位置的耐磨层及原焊缝进行清除，恢复叶片的焊接坡口，并在轴的断裂位置做出焊接坡口（坡口要求30深度8cm）。2.2.4按照原标记重新定位按照原标记重新定位，并再次检查同轴度是否合适，如不合适进行调整(确保定位后轴螺旋叶片和筒壁四周的间隙偏差量不超过1cm)。2.2.5对焊焊接（1）用割枪对焊接部位进行预热至200摄氏度左右；（2）使用ER50-6焊丝进行焊接；（3）焊接时在两边的窗口同时焊接，防止热应力变形；（4）焊接后自然冷却。2.2.6试车（1）检查焊接后螺旋轴的同轴度，去掉轴的固定装置及垫片，确认无误后进行试车；（2）对螺旋机进行慢速正向旋转，后逐步加速至最大速度，观察螺旋机工作情况；（3）按上述步骤检查螺旋机反转情况；（4）检查螺旋机伸缩情况及前部闸门工作情况。检验标准如下：内容标准值外观检测完备最大正转转速22r/min最大反转转速6r/min任意转速检测10r/min螺机伸缩油缸800mm空转运载压力65bar2.2.7焊缝加强处理（1）试车工作无误后，对所有焊缝进行加强处理；（2）在叶片焊缝两侧各焊接三道3cm钢板条，进行叶片加强；（3）对螺旋轴上的3道定位骨架进行焊接，加强轴部焊接强度。2.2.8恢复筒壁的2个临时作业口，并恢复观察口盖板三、作业人员、工机具及材料准备3.1主要施工人员配备：序号工种人数姓名证件号备注1焊工3余卫东世玉仕成T5221321984111300183.2机具及材料准备一览表序号名称型号单位数量备注1割枪把22焊丝ER50-6盘103液压千斤顶16 t台24液压千斤顶50t台25手拉葫芦3 t-6m台26手拉葫芦3 t-3m台27吊带3m条28吊带1m条29钢板10mm平方1Q345B10铁锹把411撬棍把412电焊机台213气割设备套214手把灯盏215对讲机部616手电把217钢板5mm平方1Q345B18钢板20mm平方1Q345B19方钢50mm*50mm米10Q345B20钢板30mm平方1Q345B四、应急预案4.1、应急救援工作原则：1、坚持“以人为本，预防为主”针对施工过程中存在的重大危险源，通过强化日常安全管理，落实各项安全防范措施，消除各种事故隐患，做到防患于未然。2、坚持统一领导，统一指挥，紧急处置，快速反应，分级负责，协调一致的原则，做到局部利益服从整体利益，关爱生命高于一切，确保施工过程中一旦出现重大事故，能够迅速、快捷、有效启动应急预案。4.2危险源预防 地表、管线、构筑物坍塌事故预防措施1、螺旋轴修复施工前监测：螺旋轴修复施工前对隧道轴线盾构机刀盘前周边建筑物进行房屋情况调查，保留测量数据，原始地貌拍照留存。根据工区前期周边环境调查报告，目前盾构机所在位置在西安市四十五中学门口，周边建筑物主要有：西安市四十五中学门卫室（距离隧道右线中线约6.5m，砖混基础埋深约30cm）、地下管线DN200给水管（南北走向，埋深约2m）。盾构机位置与四十五中关系盾构机位置与给水管线关系1、 螺旋轴修复施工前，对DN200给水管进行上下游阀门调查，如出现险情及时关闭上游阀门井并通知给水公司进行抢修，确保螺旋轴修复过程中的安全。2、 螺旋轴修复施工前，对刀盘周围影响左右各6m范围内增设地表观测点及建筑物沉降点，其中增加地表沉降观察点两个断面（DB2000、DB2100，其中原状土监测点为DB2201、DB2102）建筑物沉降点三个（JZ104106）新增加监测点平面布置图新增加原状土监测点DB2201、DB21023、螺旋轴修复施工前，应对盾构参数进行控制，确保土仓内土压稳定，上部土压为11.2bar，中部土压为1.31.5bar，下部土压为1.82.0bar。4、螺旋轴修复施工中，由工区监测人员每天对地面、建筑物沉降情况及降水井水位加强监测频率，监测频率为4h/次，并对数据进行及时分析，在半小时内将监测结果报于项目部，由项目部报于监理。5、对现盾构机所在位置地表范围铺设钢板，确保螺旋轴修复过程中地面行人、行车安全。 机械伤害预防措施1、螺旋轴修复施工设备进场及时进行检查，杜绝违章或无证操作。2、预防措施：严格执行操作规程操，特殊工种必须持证上岗。加强对设备维修保养。、触电伤害预防措施1、螺旋轴修复施工前先根据审批过的现场临电方案实施。2、施工用电按设计进行，由持证电工进行布设。施工中由电工进行巡视检查，安全员监督检查，发现问题及时处理。3、预防措施：严格执行施工现场临时用电安全技术规程。 按要求配备漏电保护器及配电箱。 电工持证上岗作业，非电人员禁止操作。、火灾事故预防措施本作业面发生的火灾事故主要发生在焊接作业地点：电焊、气焊作业时四周有可燃物品；电器线路、器材和用电设施不匹配，引起线路和配电箱发热起火，电线老化引起线路起火。预防措施：1、认真落实“预防为主、防消结合”的消防工作方针，2、施工范围内配备足够的消防灭火器材（螺旋轴焊接施工作业面配备干粉灭火器两个，盾构机尾部配备干粉灭火器两个，现场施焊部位下方满铺防火布）。消防设施周边严禁堆放任何其他物品，时刻保持消防器材完好有效。五 相关事故应急预案5.1、事故类型：地面沉陷导致建筑物沉降变形处理措施螺旋轴修复发生的坍塌事故，主要在修复过程中土仓内土压减小可能会发生坍塌事故。1、事故原因分析：、发生地面沉陷的主要原因是地下水流失，掌子面使稳。（水指地层水、地表水、各种市政水管漏水）。、因螺旋轴修复过程中土压减小或其它原因造成的沉降变形。2、处置措施建筑物变形超过警戒值但建筑物结构未发生异常情况：加强地面监测频率，立即疏散建筑物内人员，直至沉降稳定。 在地面进行加注水泥和水玻璃双液浆，直至隧道上方可能存在的空间被浆液填充满。5.2、事故类型：隧道内发生涌水处理措施螺旋轴修复发生的涌水事故，主要在螺旋轴修复过程中地下水或管线渗漏可能会发生涌水事故。1、事故原因分析：、发生涌水事故的主要原因是地下水流失掌子面失稳。、因各种市政水管漏水掌子面失稳。2、处置措施根据水流的方向，判断地层加固区的薄弱位置，尽可能快的对相应位置从地面进行补钻，并注以双液浆加固。安排专人在对地面进行巡逻检查，有可疑情况及时上报项目部。及时关闭螺旋机闸门，并用现场配备的抽水机及时将水排出。六、应急组织机构及其职责为保证突发事件发生后抢险救助工作安全有序、减少事故影响、尽快恢复施工生产，组织工作必须贯彻“高度集中、统一指挥、逐级负责”的原则。成立突发事件抢险领导小组，以确保事件发生时，工程管理人员能立即进入岗位，组织指挥抢险救助工作，使其项目部负责人迅速、准确将事件报告局集团公司西安工程指挥部，在最短时间内有效控制险情，最大限度降低人员伤害及经济损失。6.1 突发事件现场抢险组织机构图应急总指挥：宁波（项目经理）电话急副总指挥：杨海（总工程师）电话应急组员：刘武（安全总监）电话旭辉（盾构副经理）电话郭小波（工区安质部）电话应岗（项目部现场技术负责人）电话 旭（项目部物资部）电话夏南（盾构工区负责人）电话 鹏 （工区技术负责人）：电楊鹏（中铁装备技术）：电话急副总指挥：杨海事故现场指挥 李旭辉现场伤员抢救组陈应岗事故调查组张鹏后勤供应组胡宗武保卫疏导组王恒现场抢险组李夏南物资抢救组官旭善后工作组高宏信危险源风险评估组郭小波应急总指挥：宁波技术服务组王楊鹏突发事件抢险救援领导小组职责：应急总指挥：接到突发事件应急救援险情报告后、首先用电话汇报上级领导，同时拨打“120” 急救和“119”火警电话，告知伤员人数和伤者受伤部位及事故地点、联系电话，并指挥突发事件抢险领导小组成员立即启动紧急救助预案。应急副总指挥：按项目经理指令及现场报告的情况，召集抢险领导小组成员按照预案分工实施抢救工作，小组成员和抢险救援小分队人员正确有序地组织抢险救援同时做好与外界的协调工作。技术保障组组长：负责在技术方面制定有效的抢救方案，并妥善安排组织抢险救援。抢险救援组：，负责指挥救援队长组织抢险队员到事件现场抢救伤员或抢险工作。医疗救护组组长：负责及时联系“120”或“119”急救电话，报告事故地点及伤员受伤情况。现场警戒组组长：负责组织现场安保人员进行警戒，维护现场秩序。并负责与当地派出所取得联系，取得公安部门的支援。同时负责与配合抢险和提供救援的单位取得联系，通报突发事件求得援助。物资保障组组长：，负责组织人员对突发事件抢险所需物资保障供应，同时为避免事态扩大需组织人员对危及现场储备的物资材料和设备，调离或搬运离开事件现场。后勤供应组组长：负责组织人员做好生活、生产、后勤保障工作。救援设备组组长：负责组织机械人员，启动应急抢险救援备用的发电机、抽水机、通风机、起重机、电气焊机、灭火器等机械设备。6.2应急物资一览表防汛抢险物资、设备清单序号设备名称数量用途存放地点1抢险车2辆抢险现场2沙袋400个抢险现场3污水泵WQ15-30-32台应急排水现场4草帘400个抢险现场5铁锹10把抢险现场6镐10把抢险现场7双液注浆泵SYB-60/5 抢险现场8雨靴40双抢险现场9手电10把抢险照明现场10反光马甲10件抢险现场11水泥5T抢险现场12砂子15m3抢险现场13防火帘布(1*10)50KG抢险现场14小推车2辆抢险现场15警示带200m抢险现场168#、10#铁丝100kg抢险现场6.3本区域以外配合抢险和提供援助的单位本项目经理部的上级机构：中铁电化局集团西安工程指挥部。配合抢险的单位：突发事件现场涉及的建、构筑物及各种管线所属单位的。紧急事故对外联络表单 位电 话西安地铁公司86190122急 救120火警、匪警、交通事故110西安市自来水公司965113西安市供电局95598西安市交警局86786575西安市气象局12121西安市城管办12342西安市环保局12369西安市施工安全监督站862865876.4附西安地铁三号线TJSG-9标北青盾构区间右线盾构机螺旋轴应急修复会议纪要196.5附现场值班人员一览表人员时间值班领导值班人员联系电话星期一白李旭辉、张 鹏韩钧、黄雪林、孙军波、翁高鑫、董小龙、苏运涛、陈登18611367500夜曹 磊、李夏南雷海波、魏宝红、俞超华、师俊宇、侯金龙、张翔宇、王宝18610877331星期二白李旭辉、张 鹏韩钧、黄雪林、孙军波、翁高鑫、董小龙、苏运涛、陈登科182