南京地铁五标换刀方案

1、目录1 编制目的32 编制依据33 工程概况33.1 工程范围及线路参数33.1.1 工程范围33.1.2 线路参数33.2.1 地质条件及分析33.2.2 水文条件及分析53.3 地面环境54 始发刀具布置55 开仓换刀方法、位置及流程65.1 开仓换刀方法65.2 开仓换刀位置65.3左线 K7+780、右线 K7+816 位置土体加固措施75.3.1 高压旋喷桩施工工艺流程：85.3.2 主要施工技术参数95.3.3 质量保证措施95.4 开仓换刀流程96 开仓换刀作业施工106.1 停机开仓换刀位置确定106.2 施工准备106.2.1 工具准备106.2.2 人员准备116.2.3

2、技术准备116.3 出渣清仓116.4 气体检测116.5 开仓前强制通风换气和气体检测126.6 打开仓门126.7 进仓换刀作业136.8 换刀作业结束检查及关闭仓门136.9 压气作业换刀137 开仓换刀作业施工安全保证措施148 开仓换刀作业施工质量保证措施159 开仓换刀作业施工环境保证措施151 编制目的为规范开仓换刀作业过程，明确开仓换刀作业程序，以保证开仓换刀作业的安全和质量，特编制本方案。2 编制依据盾构法隧道施工及验收规范GB50446-20083 工程概况3.1 工程范围及线路参数3.1.1 工程范围南京地铁一号线南延线工程【南京南站站岔路口站区间】5 标盾构工程，里程范

3、围为：K6+048.417K8+108.711。采用两台 6390 海瑞克土压平衡盾构机从岔路口站盾构始发井始发，通过 K6+950 位置的中间风井，继续掘进至南京南站站盾构吊出井吊出。线路平面由两段小转弯半径和一段直线段组成，线路呈“S” 型，各施工分段概况如下表所示：表 3.1-1 南延线 TA05 标段工程盾构区间路线概况表线路里程范围线路长度（m）施工方法双线总长（m）右线K6+048.417K8+108.711（短链 13.471m）2046.823盾构掘进4079.76左线K6+048.417K8+108.711（短链 50.318m）（长链 22.961m）2032.937盾构掘

4、进3.1.2 线路参数本工程区间线路参数左、右线基本一致，具体叙述如下：【南京南站站岔路口站区间】线路左线由三段直线段和 2 段小转弯半径曲线组成，曲线半径分别为R440m 和 R350m，线路最大坡度为 25.325，最小坡度 2，最大坡长 661.03m； 线路右线由三段直线段和 2 段小转弯半径曲线组成，曲线半径分别为 R400m 和R360m，线路最大坡度为 25.093，最小坡度为 2，最大坡长 659.763m。本区间最小线间距为 13.0m。3.2 工程水文地质条件及分析3.2.1 地质条件及分析根据地质剖面图可知，本工程地质分层有（详见地质剖面图）：（1）、-1 杂填土；（2）

5、、-262-3 素填土（软可塑）；（3）、-3a4 淤泥质填土（流塑）；（4）、-1b2-3 粉质粘土（可-软塑）；（5）、-2b4 淤泥质粉质粘土（流塑）；（6）、-3b2-3 粉质粘土（软-可塑）；（7）、-3-1b1-2 粉质粘土（可-硬塑）；（8）、-4e 粉质粘土夹砾石；（9）、J3x-1 强风化泥质粉砂岩；（10）、J3x-2 中风化泥质粉砂岩；本工程隧道覆土在 8.4m24m 之间，洞身大部分为全断面 J3x-2 中风化泥质粉砂岩，部分洞身中部为 J3x-1 强风化泥质粉砂岩、顶部为粉质粘土层，到达吊出井前约 240m 洞身主要处于粉质粘土层，局部顶部含有-2b4 淤泥质粉质序号

6、里程隧道断面通过地层通过距离管片环数1K8+108.711K7+812.15-2b4 淤泥质粉质粘土-3b2-3 粉质粘土-3-1b1-2 粉质粘土296.561m1-247 环2K7+812.15 K7+472.17-3-1b1-2 粉质粘土J3x-1 强风化泥质粉砂岩J3x-2 中风化泥质粉砂岩339.98m248-531 环粘土。区间地层软硬变化较大，地面以下 20m 范围无液化地层存在。具体情况如下：3K7+472.17 K6+840.06J3x-2 中风化泥质粉砂岩632.11m532-1053 环4K6+840.06 K6+693.92-3-1b1-2 粉质粘土J3x-1 强风化泥

7、质粉砂岩J3x-2 中风化泥质粉砂岩146.14m1054-1176 环5K6+693.92 K6+255.9J3x-2 中风化泥质粉砂岩438.02m1177-1541 环6K6+255.9K 6+018.919-3-1b1-2 粉质粘土J3x-1 强风化泥质粉砂岩J3x-2 中风化泥质粉砂岩236.981m1542-1739 环3.2.2 水文条件及分析本区间场地地下水主要为孔隙潜水，局部有承压水;区间隧道区域构造稳定， 无影响建筑物稳定性的断裂通过，无不良地质作用，场地稳定性较好，适宜本工程建设。地下水对混凝土结构无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。总体来说，本

8、工程的地质水文条件较好，隧道穿过的大部分地段的围岩较稳定（除到达吊出井前 200 多米外），地层富水性较弱。3.3 地面环境【南京南站站岔路口站区间】地处南京市江宁区，线路起点、终点段为南北走向，中间段为东西走向，本区地势起伏较大，地面高程 9.3m 到 16.7m，途经有兰叶砼厂、大型仓库、汽车驾驶学校、圩塘村民房群、公司厂房及办公楼、双龙大道等。隧道沿线建筑物情况见下表：区间沿线控制性建筑物一览表序号建筑物类型区间隧道与建筑物关系1民房(桩基础)隧道下穿建筑物2公交广告厂房(桩基础)隧道下穿建筑物3金江鞋业有限公司厂房(整板基础)隧道下穿建筑物4圩塘村民房(浅基础)隧道下穿建筑物5金陵鞋业

9、厂房(整板基础)隧道下穿建筑物6苏棉服装办公楼(天然浅基础)隧道下穿建筑物7鑫泰国际，高层建筑（桩基础）隧道右线侧穿，隧道外皮距离建筑物为 4.5m，有效桩长 18.824.8m 不等8上元大厦（桩基础）隧道右线侧穿，隧道外皮距离建筑物为 1.2m9岔路口派出所（桩基础）隧道右线侧穿，隧道外皮距离建筑物为 2.7m，桩深 15.0m 左右4 始发刀具布置始发刀具布置：3740边缘刀采用滚刀，其余滚刀位置采用羊角刀，齿刀、刮刀按刀具设计布置。5 开仓换刀方法、位置及流程5.1 开仓换刀方法本区间隧道主要通过的岩土为类围岩、类围岩，工程地质条件普遍较好， 地层较为稳定，地层富水性较弱，可以采用常压

10、方法开仓换刀。同时通过有计划地组织检查更换刀具，保证整个工程的顺利进行。5.2 开仓换刀位置综合考虑本工程的地质水文条件、地面环境及以往的工程施工经验，可按以下原则进行刀具检查及更换：（1）对隧道顶部地层为稳定岩层或硬塑土层时，每掘进约 50100 环进行一次刀具检查及更换（具体检查时机应根据盾构机的掘进状态确定）；（2）对隧道顶部地层为不稳定软土层但隧道断面内存在岩层时，应提前在稳定地层中进行刀具检查及更换，或在预先加固的土体中进行刀具检查及更换；（3）当盾构机因刀具磨损严重无法掘进且刀盘上前方为不稳定软土层时，需停止掘进，并对刀盘前部的土体进行加固以形成一个安全换刀的加固体；计划刀具更换位

11、置列表线路序号开仓换刀位置（里程）地质情况地面环境右线直线1K6+198.417隧道底部中风化岩层、中部强风化岩层、顶部粉质粘土厂内空地曲线2K6+348.417全断面中风化岩层空地曲线3K6+498.417全断面中风化岩层小山坡、草地曲线4K6+648.417隧道底部和中部均为中风化岩层、顶部为强风化岩空地曲线5K6+798.417隧道底部和中部均为中风化岩层、顶部为强风化岩空地直线6K6+941.000全断面中风化岩层空地（中间凤井）直线7K7+077.417全断面中风化岩层小山坡直线8K7+248.417全断面中风化岩层空地直线9K7+411.834全断面中风化岩层德诚彩钢水泥厂 7层楼

12、房和鱼塘间空地曲线10K7+561.834隧道中底部为强风化岩、顶部为粉质粘土圩塘村旁空地曲线11K7+711.834隧道底部中风化岩层、中部强风化岩层、顶部粉质粘土圩塘村 2 层民居曲线12K7+816隧道底部和中部粉质粘土（可-硬塑）、顶部粉质粘土（软-可塑）金陵鞋业，空地提前进行土体加固左线直线1K6+198.417全断面中风化岩层厂内空地曲线2K6+348.417全断面中风化岩层空地曲线3K6+498.417全断面中风化岩层小山坡、草地曲线4K6+648.417隧道底部和中部均为中风化岩层、顶部为强风化岩空地曲线5K6+798.417隧道底部中风化岩层、中部强风化岩层、顶部粉质粘土空地

13、直线6K6+941.000全断面中风化岩层空地（中间凤井）直线7K7+077.417全断面中风化岩层空地直线8K7+248.417全断面中风化岩层空地直线9K7+411.834全断面中风化岩层厂房和鱼塘间空地曲线10K7+561.834隧道底部为中风化岩、中部强风化岩，顶部粉质粘土圩塘村 2 层民居曲线11K7+711.834隧隧道底部为中风化岩、中部强风化岩，顶部粉质粘土圩塘村 2 层民居曲线12K7+780全断面粉质粘土（可-硬塑）、金陵鞋业，空地提前进行土体加固5m5.3左线 K7+780、右线 K7+816 位置土体加固措施左、右线计划要进行土体加固里程位于南京金陵鞋业有限公司内一条水

14、泥路上，目前已和该单位协调好同意我单位在左线 K7+780、右线 K7+816 的位置进行加固，采用高压旋喷桩对土体进行加固，桩径 600mm，间距 500mm，加固范围为中心线左右各 4 米，底部深入隧道底部 1 米，顶部伸出隧道 5 米。加固示意图如下：0.6m高压旋喷桩，咬合0.1m右线里程K7+7800.6m高压旋喷桩，咬合0.1m左线里程K7+816平面图加固区域剖面图5.3.1 高压旋喷桩施工工艺流程：地质钻机造引孔高台喷车对位调平制浆泥浆泵送浆下喷射管至孔底 旋转喷射提升至设计高度空压机送气停供浆、气提喷射管出孔口清洗泵及喷射管移至下一孔位5.3.2 主要施工技术参数回 填 引

15、孔（1）加固料选用不低于425#普硅水泥，浆液充填率大于0.75。（2）采用纯水泥浆液作固化剂。水灰比1.01.2，水泥用量400-500kg/m3。（在淤泥质粉质粘土层中宜加大水泥掺量，根据以往施工经验，在淤泥质粉质粘土层中水泥掺量宜为500kg/m3，以便起到更好的加固土体的作用）（3）喷嘴切割土层，360旋转，喷嘴=1.8mm。（4）提升速度20-35cm/min。（5）气压0.6MPa，浆压22Mpa（靠近建筑物时需调整参数,将喷浆压力调小）。（6）孔深误差100mm，孔位误差50mm，垂直度偏差1.5%。（7）成桩直径600mm。5.3.3 质量保证措施（1）、施工前调试好各种施工机

16、具。施工前进行工艺性试成桩。（2）、钻机造引孔，钻头严格对位，并作水平校正，减少孔位偏差和孔斜。（3）、插入喷射管时可使用少量压缩空气，边喷气，边插管，以确保喷射管下达设计深度。（4）、正式提升喷浆前，待泵压、风压上升至额定值方可提升，提升速度应按设计要求执行，不得加快。（5）、浆液要严格过滤，并设两道过滤网。严格控制浆液比重，当比重误差超过1%时停喷，调整水灰比。（6）、拆卸注浆管节造成停喷，续喷时停喷点加深0.3m，再进行喷射提升。（7）、经常检查和调整泵压、浆压、输浆量、空压机风量和提升速度，核定实际用浆量。（8）、一旦出现中断供浆、供气，立即将喷管下沉至停供点以下0.3m,待复供后再行

17、提升。因故停工3h时,妥善清洗泵体和喷浆管道。（9）、当提升至设计桩顶下1.0m深度时,放慢提升速度至设计高程，然后继续提升一段距离（0.4米）才停喷。（10）、喷射作业结束后，用冒出浆液回灌到孔内，直至不下沉为止。5.4 开仓换刀流程为使开仓换刀作业有序地进行，制定开仓换刀作业程序，并建立相应的签认制度。由当班负责人负责组织签认，程序签认具体内容参见附表一。开仓换刀流程如图 5.1 所示。停机开仓位置确定作业过程开仓作业准备进仓换刀出渣清仓强制通风换不合格关闭仓门气体检测合格打开仓门换刀结束，作业人员图 5.1 开仓流程图6 开仓换刀作业施工6.1 停机开仓换刀位置确定根据掘进情况、地层情况

18、及掘进指令，由项目总工程师确定盾构机停机开仓换刀位置，盾构机掘进至开仓换刀指定位置后，由值班经理确认，并报项目总工程师核准。6.2 施工准备6.2.1 工具准备为使开仓换刀作业顺利进行，需要准备下列工具：（1）行灯4 盏；（2）紧急照明灯4 盏；（3）M46 梅花扳手2 把（4）手锤按需要配置；（5）铁锹或铁凿按需要配置；（5）手电筒4 把；（6）气体探测仪1 台；（）担架副；（8）根据情况准备足够的更换用的刀具；（9）应急救护的药品及用具按需要配置；6.2.2 人员准备为使开仓换刀作业能够顺利进行，并保证开仓换刀作业的安全和质量，需配备以下人员：（1）作业主管人员，1 人；（2）人闸值班员，

19、1 人；（3）人工作业员工（包括领班），9 人以上；6.2.3 技术准备（1）编制盾构开仓换刀作业专项施工方案；（2）由项目总工程师根据地质条件及地面环境等因素确定合适的停机开仓位置（里程）；（3）由质检部组织全体人员认真而细致地学习本方案；（4）根据实际情况对参与开仓换刀作业的施工人员进行停机开仓安全及技术交底；准备工作由专人负责，完成后由相关技术人员确认，机电总工程师审核。6.3 出渣清仓当盾构机掘进至确定的停机位置后，由盾构机主操作手通过启动螺旋机，将土仓内的渣土输出，尽可能地清空土仓内渣土。判断依据主要结合：土仓的压力传感器的变化、螺旋机的出土情况、总的出渣量等。6.4 气体检测开仓作

20、业前及作业过程中，由项目部对仓内有毒、有害、易燃、易爆气体按标准规范进行检测，并将检测结果如实记入气体检测记录表（见附表二）及施工日记；进行气体检测时，根据盾构机的构造，利用土仓隔板上的球阀作为气体检验位置。首先由气体检验人员检测球阀附近气体，确认安全后，由机修班拆除球阀处连接的管线，打开球阀（如果被泥土堵塞，使用钢钎清理疏通），气体检测员立即使用抽气管伸入土仓，对仓内气体含量进行检测，并按气体检测记录表的内容如实认真做好记录。检测标准参照：施工环境 O2 浓度不低于 20%，瓦斯浓度应小于 0.75%，有害气体 CO 最高浓度不超过 30mg/m3，CO2 不得超过 0.5%，氮氧化物换算成

21、 CO2 不得超过 5mg/m3。土仓内甲烷浓度不超过 1%。H2S 不大于 6.6PPm。根据气体检测结果，若气体检测合格，可直接打开仓门，按打开仓门的要求和做法操作；若气体检测不合格，则需进行开仓前的强制通风换气，按下面强制通风换气的要求和做法操作后，再一次检测气体，待检测合格后方可打开仓门。6.5 开仓前强制通风换气和气体检测利用盾构机原有预留人仓保压系统的管路作为通风换气管路，盾构机主机内和拖车上全部使用原有的管路（可承压的胶管和钢管），通风换气管出口设在5 号拖车后 3m 处位于隧道掘进方向的左侧，应远离灯具和高压电缆接头。利用泡沫系统管路，通过刀盘上的泡沫孔，向土仓内压风，同时打开

22、原保压系统管路阀门（如果孔口被堵，方法同检测孔清理），将压出气体排至预定区域，气体通过洞内压入新鲜的空气的稀释，随洞内空气一起排出洞外。通风时间：当土仓内气体检测不达标时，强制通风换气，每 10 分钟进行一次气体检测，直至气体检测达标。检测位置先在排气口检测，确保排气口四周空气安全，此处达标后再在土仓隔板检测孔进行复核。6.6 打开仓门气体检测合格后，利用风动扳手先卸去仓门螺栓，松动仓门楔块，逐渐打开仓门。仓门打开后，先由一名作业人员携带防爆手电，首先对掌子面地层做出初步判断，确保安全和地层稳定后，再由一或两名机电工人安设安全灯具和打开通风口处仓内盖板，引入风管开始通风，开始空气循环，同时停止

23、泡沫系统的工作。所有进仓人员穿戴防滑鞋、带荧光条工作服、安全帽，系紧安全绳。6.7 进仓换刀作业进仓更换刀具方法和要求叙述如下：（1（检查更换刀具开挖面地层稳定、空气质量合格并由机电工人将仓内设施布置完成后，由机械技术人员进入土仓，用人工凿除方式将刀盘上泥饼去除，对刀具进行检查，做好换刀记录，并由机电总工程师进行审核确认，制定刀具处理方案。掘进班组织人员按方案进行刀具处理。在进行刀具处理的过程中，必须有一名土木值班人员对开挖面地层稳定情况经常进行观察。如有异常，应及时通知并要求人员撤出土仓，采取处理措施。达到以下更换标准的刀具必须进行更换，在刀具更换的同时，检查其他刀具的螺栓紧固情况，若有松动

24、要及时进行复紧，在刀具处理过程中，必须保证通风的连续性，全过程持续通风。 盾构机刀具更换标准如下：滚刀更换标准：18 号滚刀磨损量达 25mm 必须更换；931 号滚刀磨损量达 20mm 必须更换；3239 号滚刀磨损量达 10mm 必须更换。刮刀、齿刀更换标准：凡是刀口合金被磨掉或刀具、刀座变形的必须更换； 边缘刮刀磨损严重不能满足开挖直径时应及时更换；其它刮刀和齿刀有明显磨损和损坏时应及时更换。遵守“拆一装一”的换刀原则，换刀时各组人员应统一采用“逐臂更换”或“由外到内”或“由内到外”等换刀顺序；认真执行交接班制度，并清晰地反映所换刀具编号，螺栓拆除、紧固情况。6.8 换刀作业结束检查及关

25、闭仓门换刀作业完成，作业人员全部撤出后由专人对刀具、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，保证刀具的正常工作，避免工具、杂物遗留在土仓内。确认后关闭所有预留送气口、排气口、阀及仓门，关闭情况由当班机械技术人员检查，机电总工复核，符合要求后，盾构机恢复掘进。6.9 压气作业换刀适用的压力范围 0.060.69Mpa，一般在 0.180.3Mpa，达到0.450.69Mpa 时，需要采用专门的潜水技术和设备；设备方面需要人闸和医疗仓；人闸操作员必须接受系统培训且身体健康。在施工过程中不准备采用压气换刀，因为此技术成本高、工效低、时间长、安全性差、不可预料因素多。如果我标段在万不得已

26、的情况下采用压气作业换刀则另行编制压气换刀专项施工方案。7 开仓换刀作业施工安全保证措施（1）加强对开仓换刀人员安全及技术交底，异常情况施工需进行安全培训。（2）开仓换刀程序必须经项目部经理与项目总工程师审核，报监理审批许可后方可启动开仓换刀程序。（3）开仓换刀作业的准备工作必须提前做好，一旦开仓，必须保证作业立即开始。（4）做好安全通道，确保通道的畅通；（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）由气体检测人员利用气体检测仪器检测施工环境气体质量，如果空气质量不达标，应暂缓进入工作面，继续通入空气，直至环境气体质量达到安全要求。（7）在作业过程中必须有一名土木值班人员对掌子面稳定情况经常进行观察， 如有异常应及时通知并要求人员撤至安全地点，采取处理措施。（8）系紧安全绳，安全绳的另一端须牢系在入仓通道内，并安