盾构带压(压气)进仓换刀施工方案

中铁十九局福州 09 标盾构区间 带压进仓换刀施工方案 目 录 一、编制依据一、编制依据.- 1 - 二、工程概况二、工程概况.- 1 - 三、工程地质三、工程地质.- 1 - 四、压气作业的首要条件四、压气作业的首要条件.- 2 - 4.1 开仓准备.- 2 - 4.2 压气作业的步骤 .- 7 - 五、开仓换刀应急预案五、开仓换刀应急预案.- 11 - 5.1 应急预案的方针与目标.- 11 - 5.2 应急事故处理的各项制度及准备措施.- 11 - 5.3 事故报告制度 .- 13 - 5.4 法律法规要求 .- 13 - 5.5 应急救援预案的启动 .- 13 - 5.6 开仓换刀过程应急预案.- 14 - 中铁十九局福州 09 标盾构区间 带压进仓换刀施工方案 一、编制依据一、编制依据 1.1 城门站三角埕站区间岩土工程勘察中间报告 1.2 黄山站至三角埕站线路平、纵断面图 1.3 福建省岩土工程勘察规范 （DBJ13-84-2006） 1.4 盾构机技术文件； 1.5 中华人民共和国国家潜水减压标准（GB 12521-90） 二、工程概况二、工程概况 城门站三角埕站区间沿福峡路走向。现状福峡路宽 50m，双向 8 车道设置， 道路中央设有绿化带，周边主要规划为居住及商业办公用地，沿道路两侧大部分 为 35 层居民楼。城门站三角埕站区间为全地下盾构区间，线路出城门站后沿 福峡路行走到达三角埕站。本区间段仅一段平面曲线，曲线半径为 450m，线间 距从 13.5m 变化到 14.4m；纵断面为 V 型坡，最大纵坡 10.255，最小纵坡 4.4，区间隧道覆土最大厚度 11.5m，最小厚度 9.7m。在 SK21+386 处设一处联 络通道兼排水泵站，联络通道兼泵房在平面线型上处于直线段，线间距 13.5m， 联络通道上覆土层厚度约 12.4m。 三、工程地质三、工程地质 1）地理环境及地形 福州市位于福建省东南沿海，介于北纬 25202630，东经 118 40120之间。本地区属中亚热带湿润季风气候，全年温和湿润、雨量充沛。 冬无严寒，夏季炎热。多年平均气温为 19.6，月平均气温最高为 29.6，月平 均气温最低为 6.2。多年平均降雨量为 1359.6mm，降雨集中在 610 月，降雨 量为 952mm，占全年降雨量的 70%，其中月最大降雨量为 581.3mm，月最小降 雨量为 0mm。7 月中旬至 9 月下旬盛行台风，占全年出现次数的 80%，年均 5.4 次，台风常常带来丰富的降雨。 福州境内地势由西北向东南倾斜，西北部分别为戴云山脉和鹭峰山脉的 延伸部分，为中低山地，东南部为福州盆地和沿海冲积平原。福州盆地由平原、 丘陵和山地所组成，区域地貌在全国地貌区划属闽浙侵蚀构造火山岩中低山亚 区，盆地边缘属侵蚀剥蚀中低山地形。盆地内有剥蚀垅状丘陵、残山。构造侵 中铁十九局福州 09 标盾构区间 带压进仓换刀施工方案 蚀作用是本区地貌发育、发展的最基本因素，在成因上反映为侵蚀剥蚀作用及 堆积作用。区内地貌形态归纳为如下几个地貌单元：侵蚀剥蚀中低山、侵蚀丘陵、 堆积平原。 城门站三角埕站位置处于南台岛平原，地貌类型为山前冲积平原地貌。 地势起伏不大，高程主要在 710 米间。 城门站三角埕站区间沿福峡路走向。现状福峡路宽 50m，双向 8 车道设 置，道路中央设有绿化带，周边主要规划为居住及商业办公用地，沿道路两侧大 部分为 35 层居民楼。 2）地层岩性 沿线地层主要包括侏罗纪系上统南园群火山岩（J3n） 、变质火山岩、白垩 纪下统石帽群火山岩和第四系上更新统龙海组、东山组及全新统长乐组堆积层。 福州盆地燕山晚期岩浆活动强烈而频繁，多次幕广泛地侵入于侏罗系上统南 园群火山岩地层中，形成了复式岩体。 出露的变质岩是南园群火山岩以及中酸性侵入岩，由于受热动力变质作用， 发生了碎裂、压碎、片理化和糜棱岩化以及千枚岩化等动力变质作用和热力变质 （即角岩化）作用形成的热动力变质岩。 经本次勘察查明，在勘探深度范围内地层自上而下可分为 9 个大层、15 个亚 层及 5 个夹层。其中层为近代人工堆填土，层为第四系全新统 Q4沉积层， 层为第四纪上更新世 Q3 沉积层，层为残坡积土，cc 为侏罗系 上统南园群（J3n）火山岩。 由于设计院地质勘探粗放，该地段地质状况不详细。考虑到盾构若在软土区 域换刀，尽早做好带压进舱检查土体稳定情况和刀具磨损情况的技术准备。 四、压气作业的首要条件四、压气作业的首要条件 联系有压气作业资质的单位和人员到现场做技术准备，为盾构区间软土区域 加压换刀提供技术及人力资源保障。 4.1 开仓准备开仓准备 4.1.1 人员准备 带压开舱，将进仓作业人员分成 4 组，每组 3 人，从每组中选择 1 人任组长， 由进仓领队带领进仓检查及换刀作业操作。四组轮班作业，保证每班每天作业时 中铁十九局福州 09 标盾构区间 带压进仓换刀施工方案 间在 120180 分钟左右，确保作业人员充分的休息时间。 4.1.2 设备、工具和物资准备 （1）盾构机设备准备：保证盾构机与开仓相关的机械设备和仪表都完好。 （2）用电准备：除现有的两套电力系统外增加柴油发电机，保证空压机能 持续供气。 （3）仓内用水准备：检查盾构机向仓内供水的管阀,保证仓内自来水供应。 （4）仓内供氧准备：准备 5 套小型医用吸氧机。 （5）工具准备：见下表（压气换刀工具清单） 表 1 压气换刀工具清单 序号序号工具类型工具类型规格规格数量数量备注备注 12t 手拉葫芦3m 吊链4 个 22t 手拉葫芦6m 吊链2 个 3分离式液压千斤顶5t2 个 4分离式液压千斤顶10t2 个 5钢丝绳 1.2m 14 4 根 6小吊带2t4 条 77 字型撬棍60cm3 根 8套筒303 个 9套筒363 个 10套筒463 个 11加力杆5 件套（重型）1 套 1224V 行灯灯罩10 个 1324V 灯泡30 个 14电缆3 芯线30 米 15小铁锤6 磅3 把 16顶杆10 根 17梅花扳手30、36各 4 把 18老虎钳2 把 中铁十九局福州 09 标盾构区间 带压进仓换刀施工方案 19电灯中号2 把 20扭力扳手750kN1 把 21扭力扳手750kN1 把 22气动扳手手拿式2 把 23小吊耳M18、M20各 10 个 24防毒面具6 个 25手电筒2 个 4.1.3 撑子面密闭 通过盾构机胸壁中上部的预留孔采用同步注浆泵注入膨润土，膨润土粘度需 进行现场试验，稠度达到 80100S 方可使用。加膨润土过程中如果土仓压力过高， 适当出土，再加膨润土。控制土仓压力在 2.0bar 以内，缓慢转动刀盘持续时间不 小于 2 小时，使膨润土充分进入刀盘周围地层，形成气压保护膜。 4.1.4 气压设备的检查与试验 （1 1）空压机检查）空压机检查 为保证压气作业的安全性，应对两台电动空压机电气、机械等元件进行全方 位的检查维护，同时为了保证供电的连续性，应准备柴油发电机。填好附表 1压气作业前空压机检查记录表 。 检查所有空气过滤器，滤油器等，不符合要求的进行更换； 检查螺杆油、柴油的油位是否足够； 检查冷却器是否能正常使用； 检查电气元件是否处于正常工作状态； 检查机械元件是否处于正常工作状态，如三角带等； 检查柴油发电机（备用）蓄电池的电量是否足够 ，工作是否正常； （2 2）人闸检查）人闸检查 在高气压力下，检查以下项目： 舱内压力传感器必须能正常工作； 紧急照明必须能正常照明； 紧急电话必须能正常通话； 中铁十九局福州 09 标盾构区间 带压进仓换刀施工方案 各个压力表必须能正常显示； 主室和入口室温度计显示必须正常； 主室和入口室各备时钟一个，并能正常工作； 主舱和前舱的溢流阀压力调为 2.5-2.8bar； 各个手动球阀开关必须正常； 流量计工作必须正常； 各个密封门开关必须正常； 各个加热装置加热必须正常。 （3 3）人闸加减压试验）人闸加减压试验 试验时不要求人员进入，只进行无人压力试验，以检查主室与入口室的各功 能部件在试验压力下的工作情况。 人闸示意图 中铁十九局福州 09 标盾构区间 带压进仓换刀施工方案 室加压室加压 .检查显示仪表、舱内压力传感器、暖气、时钟、温度计、紧急电话、密封 阀等，并检查密封门的清洁状况； .观察舱内压力传感器工作是否正常； .关闭主室舱门，确保关闭正确； .关闭主室舱壁密封门，并关闭主室与入口室之间的密封门； .人孔舱管理员缓慢地打开进气阀； .缓慢地升高主室的压力，直到达工作压力； .当主室内压力达到工作压力时，人孔舱管理员关闭带式记录器。 主室减压主室减压 .人孔舱管理员打开带式记录器； .降低主室的压力，观察主室压力表和进气流量计； .与此同时，人孔舱管理员同时打开排气阀，开始排气，无论如何此时压力 不可以再次升高； .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； .观察主室压力表，当主室内部的气压降到第一级压力值时，人孔舱管理员 通过调节排气阀和进气阀，在规定的时间内保持压力恒定。人孔舱管理员应通过 主室进气流量计经常检查人孔舱的排气情况； .在保压过程中重复的步骤，直到舱内压力与外界的常压相同； .人孔舱管理员关闭带式记录器并将减压过程（日期、时间、压力等）记录 在人孔舱记录本上。 在整个试验过程中，必须保证所有的过程都正常。 入口室加压入口室加压 . 检查显示仪表、舱内压力传感器、暖气、时钟、温度计、紧急电话、密 中铁十九局福州 09 标盾构区间 带压进仓换刀施工方案 封阀等，并检查密封门的清洁状况； .打开入口室的眼力传感器，检查工作是否正常； .关闭入口室舱门，确保关闭正确； .并关闭入口室与主室之间的密封门，确保关闭正确； .人孔舱管理员缓慢地打开进气阀； .缓慢地升高入口室的压力，直到达工作压力； .当入口室内压力达到工作压力时，人孔舱管理员记录压力传感器读数。 入口室减压入口室减压 .人孔舱管理员观察压力传感器数值并记录； .降低入口室的压力，观察入口室压力表和进气流量计； .与此同时，人孔舱管理员同时打开排气阀，开始排气，无论如何此时压力 不可以再次升高； .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； .观察入口室压力表，当入口室内部的气压降到第一级压力值时，人孔舱管 理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。人孔舱管理员应 通过入口室进气流量计经常检查人孔舱的排气情况； .在保压过程中重复的步骤，直到舱内压力与外界的常压相同； .人孔舱管理员关闭带式记录器并将减压过程（日期、时间、压力等）记 录在人孔舱记录本上。 在整个试验过程中，必须保证所有的过程都正常。 4.2 压气作业的步骤压气作业的步骤 4.2.1 压气作业工作流程 (1)土仓加压 置换土仓土体为膨润土并加气（最大压力 2.8bar） ，过程中严格控制出土量， 中铁十九局福州 09 标盾构区间 带压进仓换刀施工方案 保证土仓内膨润土占总体积的 1/3 略多。调试土仓加气系统，开启位于 10 点附近 的排气阀，建立起土仓进出气平衡，土仓内气压稳定在 2.8bar（+0.1bar） 。 (2)作业过程 加减压速度及带压作业时间必须严格按照相关技术规范执行，必须按附件二 作好记录。 4.2.2 主舱加压 a、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 备的放置在舱内； b、关闭主舱舱门，确保关闭正确； c、关闭主舱与保护仓的舱门以及主舱与副仓之间密封门； d、人闸值班员缓慢地打开进气阀； e、缓慢地升高主仓的压力，加压速率 0.2bar/min，达到 2.8bar 的工作压力； f、开启出气阀，建立主舱进出气平衡，气压稳定在 2.8bar（+0.1bar） ； 4.2.3 副仓加压及人员进入 a、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； b、关闭副仓舱门，确保关闭正确，人员留在舱内； c、使用电话，与人闸值班员保持联系； d、人闸值班员缓慢地打开进气阀； e、缓慢地升高副仓的压力，加压速率 0.2bar/min，直到达到 2.8bar 的工作压 力，在加压过程中，即使副仓内人员出现细微的不适（如头痛、耳膜不通、鼻塞 等症状） ，也要停止加压并把人送出舱； f、副仓里面的人员可根据需要调节供暖装置； g、进气流量计的流量值每人至少为：0.5m3/min； h、开启出气阀，建立副仓进出气平衡，气压稳定在 2.8bar（+0.1bar） 。 人员（材料）进入土仓 副仓压力=主仓压力 副仓升压 副仓和主仓间门关闭 人（材料）进入副仓 关闭副仓门 开启隔舱门，人员（材料）进入主仓 关闭隔舱门 中铁十九局福州 09 标盾构区间 带压进仓换刀施工方案 人员（材料）经过副仓进入土仓程序框图 4.2.4 人员进入主舱及土仓 a、开启副仓与主舱之间的压力平衡阀，消除两舱之间的气压差，但气压依 然要稳定在 2.8bar（+0.1bar） 。 b、打开副仓与主舱之间密封门，人员进入主舱； c、检查主舱内仪器仪表和电话使用是否正常，必要时调节供暖装置； d、开启保护仓与主仓之间的压力平衡阀，消除两舱之间的气压差，但气压 依然要稳定在 2.8bar（+0.1bar） ； e、打开保护仓与主仓、主舱与保护仓之间双向密封门及主舱与副仓密封门 及，这样主舱、副仓、土仓连通，可以实施作业。 设备检查 开启记录设备 人员进入主仓，关闭主仓 主仓升压 主仓压力=土压仓 开启土仓密封 进入土仓 中铁十九局福州 09 标盾构区间 带压进仓换刀施工方案 人员进入土仓程序框图 4.2.5 人员出仓 退入主室后的人员，关闭主室与气仓的隔离门； 工作人员离开主室按以下流程进行： 确定主室和入口室之间的人闸门处于关闭状态，压力墙门和压力墙上用于 平衡压力的闸阀必须关闭； 人闸管理员和在人闸中坐着的人员之间建立电话联系； 人闸管理员打开记录仪； 通过球阀“EMPTY MAIN CHAMBER” （倒空主舱） ，缓慢地按规定减低 主舱压力，同时，监视“MAIN CHAMBER PRESSURE” （主舱压力）压力计。 同时，打开通风球阀“VENTILATION MAIN CHAMBER” （主舱通风） ， 向主室内通风。通风的额定标准是根据国家标准来确定的。在通风的同时要避免 压力升高。 在这一过程中， “主室排气量” 流量计显示的流量必须不低于每人 0.5m3 /min，且排气减压时间要大于 2 分钟。 在这一过程中，人闸里人员可以打开暖气，推荐的温度范围是最低 15 摄 氏度，最高 28 摄氏度。 当主室压力达到常压后，就可以打开主室隔墙上通往入口室的密封门，人 员走出主室。 人闸管理员关闭带式记录仪，把进出过程（日期、时间、压力、人数等） 登记到进出人闸登记簿中。 打开主仓门 主仓压力=大气压力 主仓降压 土仓内工作完成 人（材料）进入主仓，关闭土仓密封 门 开启人仓记录设备 停止记录器 人员（材料）离开主 仓 中铁十九局福州 09 标盾构区间 带压进仓换刀施工方案 人员离开土仓程序框图 4.2.5 换刀作业程序及注意事项 更换刀具标准 检查刀盘记录磨损刀号应备案并拍照留底(刀盘检查表自编)。更换刀具按以 下标准执行： （1）正面滚刀刀圈磨损量在 20mm 时即须换刀。 （2）边缘滚刀刀圈磨损量在 10mm 时即须换刀。 （3）中心滚刀刀圈磨损量在 25mm 时即须换刀。 （4）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 须更换。 五、开仓换刀应急预案五、开仓换刀应急预案 5.1 应急预案的方针与目标应急预案的方针与目标 为了及时、有序、有效地控制开仓过程中可能发生的伤亡事故及财产损失， 加强对施工生产安全事故的防范，根据中华人民共和国安全生产法 、 建设工 程安全生产管理条例 、 福建省安全生产条例等有关规定，结合换刀过程的实 际情况，特制定安全事故应急预案。 坚持“安全第一、预防为主” 、 “保护人员安全优先、保护环境优先”的方 针，贯彻“常备不懈、统一指挥、高效协调、持续改进”的原则。更好地适应法 中铁十九局福州 09 标盾构区间 带压进仓换刀施工方案 律和经济活动的要求；给企业员工的工作和施工场区周围居民提供更好更安全的 环境；保证各种应急资源处于良好的备战状态；指导应急行动按计划有序地进行； 防止因应急行动组织不力或现场救援工作的无序和混乱而延误事故的应急救援； 有效地避免或降低人员伤亡和财产损失；帮助实现应急行动的快速、有序、高效； 充分体现应急救援的“应急精神” 。 5.2 应急事故处理的各项制度及准备措施应急事故处理的各项制度及准备措施 5.2.1 应急组织 应急小组组织机构应急小组组织机构 项目部成立应急小组，由项目经理任组长，小组成员由盾构队施工技术部、 组长：于占双 电话： 电话： 副组长：吕增义 电话： 副组长：江志周 电话： 医疗救治组： 尚忠升 电话： 现场抢救组： 萧雨 电 话： 后勤保障组： 于有山 电 话： 对外协调组： 郭庆彪 电 话： 中铁十九局福州 09 标盾构区间 带压进仓换刀施工方案 物资管理部、机电设备部、综合部等部门负责人参加，各部门选择有责任心的人 参加。提前对可能出现的险情制定应急方案，预备应急物资，并事先和建筑物业 主建立有效的联系，一旦出现险情，应急小组人员立即就位，各负其责，立即组 织实施应急方案，排除险情。应急领导小组职责：建设工地发生安全事故时，负 责指挥工地抢救工作，向各抢救小组下达抢救指令任务，协调各组之间的抢救工 作，随时掌握各组最新动态并做出最新决策，第一时间向 110、119、120、企业 救援指挥部、当地政府安监部门、公安部门求援或报告灾情。平时应急领导小组 成员轮流值班，值班者必须住在工地现场，手机 24 小时开通，发生紧急事故时， 在项目部应急组长抵达工地前，值班者即为临时救援组长。 项目部组建抢险队。发现危险时首先抢险队进行抢险，需用较多人员时可由 各工区及时进行汇集，对抢险队和项目部所有人员均进行针对性的应急知识培训。 培训内容：伤员急救常识、各类重大事故抢险常识等。务必使应急小组成员在发 生重大事故时能较熟练地履行抢救职责。 5.2.2 通信联络 项目部将 110、119、120、项目部应急领导小组成员的手机号码、企业应急 领导组织成员手机号码、当地安全监督部门电话号码，明示于工地显要位置。工 地抢险指挥及保安员应熟知这些号码。 5.3 事故报告制度事故报告制度 工地发生安全事故后，公司、项目部除立即组织抢救伤员，采取有效措施防 止事故扩大和保护事故现场，做好善后工作外，还应报告有关部门。 5.4 法律法规要求法律法规要求 关于特大安全事故行政责任追究的规定第七条、第三十一条；安全生 产法第三十条、第六十八条；建筑工程安全管理条例 、 安全许可证条例 等。 抢险救援结束后，由监理单位主持、业主、设计、勘察等相关单位参加的恢 复生产会，对生产安全事故发生的原因进行分析，确定下部恢复生产应采取的安 全、文明、质量等施工措施和管理措施。 5.5 应急救援预案的启动应急救援预案的启动 施工过程中施工现场或驻地发生无法预料的需要紧急抢救处理的危险时，应 迅速逐级上报，次序为现场、办公室、抢险领导小组、上级主管部门。由综合部 中铁十九局福州 09 标盾构区间 带压进仓换刀施工方案 收集、记录、整理紧急情况信息并向小组及时传递，由小组组长或副组长主持紧 急情况处理会议，协调、派遣和统一指挥所有车辆、设备、人员、物资等实施紧 急抢救和向上级汇报。事故处理根据事故大小情况来确定，如果事故特别小，根 据上级指示可由施工单位自行直接进行处理。如果事故较大或施工单位处理不了 则由施工单位向建设单位主管部门进行请示，请求启动建设单位的救援预案，建 设单位的救援预案仍不能进行处理，则由建设单位的质安室向建委或政府部门请 示启动上一级救援预案。 紧急情况发生后，现场要做好警戒和疏散工作，保护现场，及时抢救伤员和 财产，并由在现场的项目部最高级别负责人指挥，在 3 分钟内电话通报到值班室， 主要说明紧急情况性质、地点、发生时间、有无伤亡、是否需要派救护车、消防 车或警力支援到现场实施抢救，如需可直接拨打 120、119、110 等求救电话。 值班人员在接到紧急情况报告后必须在 2 分钟内将情况报告到紧急情况领导 小组组长和副组长。小组组长组织讨论后在最短的时间内发出如何进行现场处置 的指令。分派人员车辆等到现场进行抢救、警戒、疏散和保护现场等。由综合部 在 30 分钟内以小组名义打电话向上一级有关部门报告