盾构机尾刷更换施工实施细则

盾构机尾刷更换施工实施细则一、编制依据《中华人民共和国安全生产法》《中华人民共和国特种设备安全法》《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》（住房城乡建设部令2018年第37号）《地下铁道工程施工标准》（GB/T51310-2018）《地下铁道工程施工质量验收标准》（GB/T50299-2018）《盾构法隧道施工及验收规范》（GB50446-2017）《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）《城市轨道交通地下工程建设风险管理规范》（GB50652-2011）《建筑与市政工程防水通用规范》（GB55030-2022）《地下防水工程质量验收规范》（GB50208-2011）《建设工程施工现场供用电安全规范》（GB50194-2014）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010（2015版））《盾构隧道管片质量检测技术标准》（CJJ/T164-2011）《建筑与市政施工现场安全卫生与职业健康通用规范》（GB55034-2022）《城市轨道交通工程建设安全生产标准化管理技术指南》（建办质[2020]27号）招标文件、设计施工图纸、地勘报告、批复的施工方案省、市及地方现行相关标准、规范及法规文件二、施工准备2.1内业技术准备熟悉工程设计文件、图纸，调查工程地质、水文地质、地下管线及邻近建构筑物情况，制定针对性技术措施，保障工程安全推进。结合盾构机技术性能与尾刷更换操作要领，对盾构司机及施工人员开展岗前技术培训与交底，确保人员掌握作业流程与风险防控要点。建立测量与监控量测系统，实时控制隧道姿态，监测地层沉降及结构变形，及时反馈数据以调整施工参数。确定同步注浆配比，委托有资质单位对管片螺栓、同步注浆等消耗性材料进行试验，试验结果报监理工程师审批，参考停机点前类似地层施工参数。完成施工方案及流程报备，对施工人员开展安全技术交底，确保全员明确作业要求。2.2外业准备检查隧道掘进机械、材料运输机械、测量仪器、尾刷更换辅助工具等设备，确保其安全性与可用性，必要时进行维修调试。保障现场水电供应、通风良好、弃土场合规、安全通道畅通，满足施工安全使用要求。备齐尾刷更换所需材料，包括注浆材料（水泥、砂、水玻璃等）、衬砌材料、聚氨酯、油脂润滑材料及应急封堵材料，确保材料质量达标。备足盾构正常掘进所需材料，复核盾构机图纸，下井前确认盾尾长度，避免因停机位置推进油缸行程不足导致尾刷无法更换。三、资源配置3.1人员配置序号作业班组班组人数完成主要工作1盾构掘进班组10负责盾构推进、停机维保、复推；管片安拆；施工质量把控2止水环施工班组4负责止水环施做，包括二次注浆及尾盾注聚氨酯施工3施工监测班组2负责盾构姿态、地层及隧道变形监测与分析反馈4尾刷更换班组4负责清理油脂仓杂物、涂抹盾尾油脂、尾刷拆除及安装-人员统计20人/班-3.2材料配置序号材料名称规格型号数量备注1盾尾刷-按盾构机类型及更换数量确定-2盾尾油脂康达特，手涂型2桶手工涂抹尾刷3弧形钢板1cm厚8块封堵盾尾涌渗漏处4棉被-4床临时封堵盾尾渗漏处5聚氨酯油性3t尾盾、径向孔止水6球阀-100个-7注浆头-100个含二次注浆头8灭火器干粉5支抢险灭火9水泥PO42.510t盾尾二次注浆10水玻璃40Be3t盾尾二次注浆11丙酮-3桶清洗注浆泵管12氧气、乙炔-2套含配套割枪、扳手等13气刨-1套旧尾刷割除14高压管DN50，10m/根2根用于中盾径向孔与管片注聚氨酯15钢丝球-200个临时封堵盾尾渗漏处16管片防水材料-1套按正常掘进要求粘贴3.3设备机具配置序号设备机具规格型号单位数量备注1双液注浆机-台1含拌浆罐、管路、注浆头等配套设备2CO₂保护电焊机-台1-3铲刀-把5用于清理油脂腔杂物4污水泵5KW台1积水抽排5聚氨酯泵-台1盾尾、尾盾注聚氨酯，含干净拌浆桶、管路、注浆头等6塑料桶20L个5手涂盾尾油脂7小铲子-个2用于手工涂抹盾尾刷8风炮-把2拆卸管片、机具9钢丝刷-把20-10气体检测仪-个2-11鼓风机-台2-12角磨机-把2打磨盾尾不平处四、施工工艺本实施细则作业工况为更换第1道盾尾刷，施工流程为：盾构机掘进到区间指定停机位置→施做止水环→管片拆除→更换盾尾刷→拼装管片→机打油脂→恢复掘进。4.1盾构停机准备用膨润土浆液清洗盾尾同步注浆管路，确保管路畅通，为恢复掘进做准备。检查盾构机盾体径向注浆孔，确保其有效可用。掘进至停机位置前，采用优质盾尾油脂，保证后2道盾尾刷密封效果，确保第二道油脂腔体填充饱满。控制盾构机姿态，合理选择管片，油缸行程差不超过3cm，保证管片四周盾尾间隙均匀，便于盾构后方止水。停机前施工参数控制：土仓压力在正常掘进压力基础上增加10kPa，同时提高土仓内渣位，必要时泥浆置换改良土体，避免停机时间过长积渣；盾构姿态控制在水平±30mm、垂直±30mm；管片姿态控制在±50mm。4.2施做止水环4.2.1注浆法止水盾体径向孔注聚氨酯：停机后，从盾体6个径向预留孔注入聚氨酯，注入压力大于地下水压，注入顺序从隧道底部经两侧向顶部，使聚氨酯与地下水反应，包裹盾体阻挡地下水后窜。脱出盾尾第一环管片注聚氨酯：对脱出盾尾第一环管片的径向预留孔注入聚氨酯，注浆前复紧管片螺栓。注脂时打开相邻球阀孔，浆液外漏即完成该孔注脂，单环注浆顺序先下后上、对称注浆。聚氨酯与管片四周地下水反应，填充盾尾管片与最后一道盾尾刷外空间，形成隔离带，阻水并保护盾尾刷，防止后方双液浆渗入。二次注浆：注入聚氨酯后，对其后5环管片二次注浆孔和增加的预留孔注入双液浆（水玻璃-水泥双液浆），注浆顺序从下到上、从后到前，形成包裹盾尾的止水环和加固体。二次注浆以控制压力为主，压力达到0.5MPa时结束注浆。打孔前先装球阀，打孔钢钎长度需使开孔深度穿过同步注浆层不少于10cm，注浆至相邻靠上侧球阀冒出双液浆，再注冒浆孔位。止水效果检测：二次注浆浆液终凝后，从下至上打开靠近盾尾第一环二次注浆管片的球阀，用钢钎打穿管片检测是否渗水。无水渗出则止水效果达标，可进行尾刷更换；有水渗出时，对渗水区域预留孔补注聚氨酯，直至所有检测孔无渗水。4.2.2冷冻法止水施工准备：加工冷冻钢管片，搭建冷冻机组平台，准备盐水箱、盐水干管、集配液管、转换头等；在隧道内安装冷冻机组、盐水箱；敷设1条动力电缆满足冻结施工供电。冻结站布置与设备安装：盾构停机保压后，将电瓶车开至车站，吊出渣斗，在原渣土车底座铺设型钢形成冻结站平台；用地面龙门吊将冷冻机组吊至平台组装，组装完成后将电瓶车开至盾构机前端，直至冷冻换尾刷工程完成，期间电瓶车不挪动；工程完成后，由电瓶车将冷冻机组拉至车站吊出。管路连接、保温与测试仪表：盐水管沿隧道底部敷设，在钢管片位置延伸至接头位置；在盐水管路和冷却水循环管路上设置伸缩接头、阀门及测温仪、压力表、流量计等测试元件；盐水管路试漏、清洗后用橡塑材料保温（厚度50mm），外侧用塑料薄膜包扎；集配液管与冻结管用高压胶管连接，每组冻结管进出口各装1个阀门控制流量。冷冻管片导热与保温：用双快水泥充填冻结管所在钢管片隔舱，增加换热面积，在冷冻管片管路连接完成后人工涂抹、灌入、压实双快水泥；在冷冻管片和前一环砼管片范围内隧道管片内侧敷设30mm厚保温层。溶解氯化钙和机组充氟加油：配置比重1.26-1.27的氯化钙盐水，系统管道充满清水，盐水箱充一半清水，在盐水箱内（加过滤装置）溶解氯化钙，开启盐水泵循环化钙至浓度达标；按设备说明书对机组检漏、氮气冲洗，确认无渗漏后抽真空、充氟加油。积极冻结：积极冻结2天，使盐水温度降至-28℃以下，去、回路盐水温差不大于2℃，若温度和流量不达标则延长冻结时间。根据测温数据判断冻结效果，在薄弱环节打探孔检验，确定冻土帷幕达到设计厚度后，通过钢管片预留孔打探孔确认，再更换盾尾刷。冻结温度场监测：每块管片（K块除外）设2个监测孔（测温孔、泄压孔），整环钢管片共10个监测孔（孔径38mm），监测孔内设丝牙口，运输及拼装时用胶塞封堵。测温孔用25*3规格20#无缝钢管（插入深度0.8m），传感器精度0.1℃，智能化温控系统实时监测，积极冻结期间每12h观测1次，尾刷更换围护冻结期间每8h观测1次，解冻期间24h观测1次；泄压孔孔口装压力表（精度≥0.02MPa）和泄水通道、控制阀门，运转前检测地层初始水压，水压上涨超初始压力0.2MPa时放水泄压，若有水成线流持续流出则关闭阀门继续观测，冻结期间每隔12h观测1次水压，水压上涨后每隔6h观测1次。解冻及融沉：尾刷更换完成后尽快恢复盾构推进，推进前对盾构机尾部盾壳环带周边冻土解冻，通过原管路通热水（电加热法提供）循环解冻；同时通过钢管片预留孔对冻结区域充填注浆，防止冻土融沉。4.3管片拆除管片拆除遵循暴露面最小原则，留出可拼装区域时及时拼装，拆除顺序按拼装前9点、拼装后11点进行。每次收缩油缸不超过4组，防止盾构机后退；管片安装后及时紧固管片螺栓，将推进油缸千斤顶顶紧管片。安装前检查防水胶条，损坏或遇水膨胀胶条需更换，保证防水效果。拼装上部管片时，用10mm厚L型钢板固定，焊接时避免损伤管片防水材料，确保拼装整体成环。封顶块安装前润滑止水条，防止挤压破损；封顶块先径向插入三分之二，调整位置后缓慢纵向顶推。管片拼装成环后，逐步初步拧紧连接螺栓，脱出盾尾后再次拧紧；后续盾构掘进至每环管片拼装前，对相邻已成环3环范围内管片螺栓全面复查拧紧，确保紧固质量符合设计要求。4.4更换盾尾刷清理盾壳及油脂仓：管片拆除后，用铲刀清理盾壳、油脂仓内砂浆、油脂等杂物，同时检查油脂注入孔是否畅通。旧盾尾刷拆除：用手持螺丝刀拆除受损尾刷，螺丝拆除后用氧气乙炔割除尾刷压板焊接边，割除前用彩钢瓦或石棉被遮盖拼装机油管、电缆等，避免设备损坏。拆除期间，用盾构机自带气体监测系统及手持式气体检测装置监测洞内有毒有害气体，专职人员24小时不间断监测，每隔1小时人工测气并记录。新盾尾刷焊接：切除并清理旧尾刷后，螺丝固定新尾刷，安装顺序为依次搭接，尾刷间隙小于3mm；最后1块焊接前量测尺寸切除，保证足够搭接长度；无法螺栓固定时用二保焊加固，焊缝需均匀、连续、饱满，高度与台阶平齐，无表面夹渣、气孔、裂纹；焊接完成后对焊缝无损探伤检测，合格后方可涂抹油脂。盾尾油脂涂抹：采用WR90型手涂盾尾油脂，涂抹前检查机打油脂孔，堵塞则疏通；涂抹时分层拨开钢丝刷填入油脂，确保每层油脂填充饱满、不掉落、不漏涂；油脂涂抹质量经工程师检验合格后覆盖保护膜，管片拼装前撤除保护膜。4.5机打油脂管片拼装完成后，用盾尾油脂泵对盾尾刷腔体压注油脂，泵控制压力1.0MPa，保护盾尾刷；检查盾构各系统无故障后，准备恢复掘进。4.6恢复掘进恢复掘进时，安排专人跟班巡查盾尾间隙渗漏情况，发现渗漏及时上报，采取合理处理措施。4.7施工监测施工前与各管线单位联系核实管线资料，更换尾刷期间加强地面值守及安全警示，禁止无关人员及车辆进入影响区域。五、质量控制及检验施工所用水泥、水玻璃、油脂、聚氨酯等材料，使用前检查出厂质检书和试验报告，问题材料抽样检验，不合格者严禁使用。积极冻结期间按要求频率监测温度及压力，发现突变及时汇报并查明原因。钢管片冻结前用泡沫材料填充栅格保温，减少热量损耗。盾尾刷更换质量控制标准如下：聚氨酯、双液浆注入：浆液配合比、注浆量、注浆压力符合要求，注浆完成后打开球阀无渗漏。盾尾刷更换：旧尾刷拆除彻底，无残留杂物；新尾刷安装间隙≤3mm，搭接长度满足设计要求（≥50mm）；焊缝无损探伤合格率100%，无夹渣、气孔、裂纹等缺陷。盾尾油脂涂抹：油脂填充饱满，无漏涂、空穴，涂抹厚度均匀（≥5mm），经按压测试无油脂脱落。管片拼装：管片错台≤5mm，螺栓紧固扭矩≥200N・m，防水胶条无破损、起鼓，密封性能达标。恢复掘进后，前5环需加强盾尾渗漏监测，每环掘进后检查盾尾间隙渗水量（≤0.1L/(m・d)），同步注浆量与压力偏差≤10%，若出现异常立即停机调整。施工过程中每道工序需经监理工程师验收合格后方可进入下一道工序，验收记录及时归档，留存影像资料（如焊缝检测报告、注浆记录、尾刷安装照片等）。六、施工要点6.1止水环施工要点注浆法止水要点：注聚氨酯前需检查径向孔通畅性，若堵塞用钢钎疏通，确保浆液顺利注入；注入时控制压力增速（≤0.1MPa/min），防止压力骤升导致管片开裂。二次注浆用双液浆需现拌现用，从制备到使用时间≤30min，避免浆液初凝堵塞管路；注浆顺序严格遵循“从下到上、从后到前”，防止形成注浆盲区。冷冻法止水要点：冻结管安装后需进行压力试验（压力0.8MPa，保压30min无压降），确保无渗漏；盐水管路保温层需连续铺设，接头处用胶带密封，防止冷量损失。积极冻结期间若盐水温度下降缓慢，检查机组运行状态（如氟利昂含量、压缩机压力），必要时补充氟利昂；冻土帷幕未达设计厚度前，禁止开展尾刷更换作业。6.2尾刷更换要点旧尾刷拆除时，氧气乙炔割嘴与盾壳间距≥10cm，防止高温损伤盾壳母材；割除后用角磨机打磨盾壳表面（粗糙度Ra≤6.3μm），去除锈迹、焊渣。新尾刷安装前需核对型号与尺寸（与盾构机盾尾匹配），安装时用定位工装固定，确保圆周平整度≤2mm；螺栓紧固分2次进行（初拧50%扭矩→终拧100%扭矩），避免螺栓受力不均。盾尾油脂涂抹需分层进行，每层涂抹后用刮板压实，确保油脂填充至钢丝刷根部；涂抹完成后覆盖保护膜，防止拼装管片时油脂被刮落。6.3管片安拆要点管片拆除时用风炮缓慢松动螺栓，禁止暴力拆卸；拆除的管片需编号存放（如“1-1”代表第1环第1块），避免拼装时错号；管片运输过程中用软质材料包裹边角，防止碰撞破损。拼装管片时调整推进油缸行程，使管片与盾尾间隙均匀（偏差≤2mm）；封顶块安装时控制纵向顶推力（≤50kN），防止止水条挤压破损；拼装完成后立即复紧螺栓，下一环掘进前再次复紧。6.4安全与应急要点隧道内作业需保证通风量≥3m³/(人・min)，气体检测仪每1小时检测1次（CO≤30mg/m³，O₂≥19.5%），超标时立即停止作业，开启备用鼓风机通风。焊接作业时配备专人监护，随身携带干粉灭火器，焊接下方铺设防火毯（面积≥2m×2m），防止火星引燃油脂、聚氨酯等易燃材料。若盾尾出现涌水、涌砂，立即启动应急方案：用棉被、钢丝球封堵渗漏口，同步注入聚氨酯（压力0.5-0.8MPa），待渗漏控制后查明原因，采取针对性加固措施。七、施工质量检查表7.1施工准备阶段质量检查表检查项目标准要求检查方法责任人检查结果整改情况技术交底交底内容涵盖作业流程、质量标准、安全风险，全员签字确认查交底记录、现场问询技术负责人、监理材料验收盾尾刷、油脂、聚氨酯等材料有出厂合格证，水泥、水玻璃检验报告合格查质量文件、外观检查材料员、质检员设备调试双液注浆机、电焊机、气体检测仪等设备运转正常，仪表校验合格现场试运行、查校验记录设备管理员、监理停机位置确认盾构姿态（水平±30mm，垂直±30mm），油缸行程差≤3cm全站仪测量、查掘进记录测量员、值班工程师7.2止水环施工阶段质量检查表施工方式检查项目标准要求检查方法检查频率责任人检查结果整改情况注浆法止水聚氨酯注入压力＞地下水压，单孔注浆量符合计算值，无渗漏压力表读数、查注浆记录1次/孔注浆工、质检员二次注浆双液浆配合比达标，压力0.5MPa，相邻孔冒浆稠度仪检测、现场观察1次/环同上冷冻法止水冻结系统盐水温度≤-28℃，去回路温差≤2℃测温仪读数、查监测记录1次/12h（积极冻结）监测员、监理冻土帷幕厚度≥设计值，探孔无渗水钻孔取芯、现场观察1次/冻结完成后质检员、监理7.3尾刷更换与管片拼装质量检查表检查阶段检查项目标准要求检查方法检查频率责任人检查结果整改情况尾刷更换旧刷拆除无残留杂物，盾壳表面打磨光滑（Ra≤6.3μm）目视检查、粗糙度仪检测1次/拆除完成后尾刷更换班长、质检员新刷安装间隙≤3mm，搭接长度≥50mm，焊缝探伤合格塞尺测量、查探伤报告1次/安装完成后同上油脂涂抹填充饱满，无漏涂，厚度≥5mm目视检查、厚度尺测量1次/涂抹完成后同上管片拼装管片错台环向≤5mm，纵向≤4mm塞尺测量1次/环拼装班长、质检员螺栓紧固扭矩≥200N・m，复紧率100%扭矩扳手检测1次/环同上7.4恢复掘进阶段质量检查表检查项目标准要求检查方法检查频率责任人检查结果整改情况盾尾渗漏渗水量≤0.1L/(m・d)，无明显渗漏点目视检查、渗水量测量1次/环值班工程师、质检员同步注浆压力0.2-0.4MPa，量偏差≤10%，浆液密度1.8-2.0g/cm³压力表读数、密度仪检测1次/环注浆工、质检员盾构姿态水平±50mm，垂直±30mm，滚动角≤3°查导向系统数据1次/环测量员、盾构司机八、安全文明施工8.1安全管理作业人员需佩戴安全帽、防滑鞋、防护手套，焊接作业时佩戴防护面罩，有限空间作业系安全带（高挂低用）。隧道内设置应急照明（每隔50m1盏，亮度≥50lux），应急通道宽度≥1.2m，畅通无杂物；配备急救箱（含止血药、绷带、担架等），与就近医院建立应急联动机制。特种设备（如龙门吊、电焊机）操作人员需持证上岗，定期开展安全培训与应急演练（每月1次），提升风险处置能力。8.2文明施工材料分类堆放，盾尾刷、油脂等易燃材料单独存放（远离火源≥10m），标识清晰（名称、规格、数量、合格状态）；施工废料（如旧尾刷、焊渣）集中回收，定期清运至指定地点。隧道内作业完成后清理杂物，保