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人工顶管技术保养核心汇报人:***(职务/职称)日期:2025年**月**日人工顶管技术概述顶管设备结构与工作原理日常维护保养规范液压系统专项保养切削系统维护要点导向系统精度校准电气系统维护管理目录密封系统保养技术安全装置功能检测季节性维护重点大修周期与内容规划备件库存管理策略操作人员培训体系技术发展趋势展望目录人工顶管技术概述01顶管技术基本概念与原理顶管技术是一种通过液压顶进设备将管道从工作井穿越土层推至接收井的施工方法,无需大面积开挖地表,利用主顶油缸、中继间等产生的轴向推力克服土体摩擦力,实现地下管道的精准敷设。非开挖施工核心顶进过程中,推力通过顶铁均匀传递至管节后端,管道前端由工具管或掘进机切削土体形成通道,同步完成排土与管道安装,形成"顶进-排土-延伸"的闭环作业流程。力学传递机制施工中需根据地质条件选择平衡模式(如土压平衡、泥水平衡),通过控制掘进面压力维持土层稳定,防止地表沉降或塌方,确保施工安全性与管线精度。平衡理论应用人工顶管技术特点及适用范围经济性优势相较于机械顶管,人工顶管设备投入成本低,适用于管径≥800mm的工程,通过人工清障可灵活处理孤石、树根等突发障碍物,综合造价降低30%-50%。01地层适应性特别适用于软土、硬塑黏土及强风化岩层等中低强度地层,在地下水位以上作业时无需复杂降水措施,但对流砂层或高水压地层需谨慎评估风险。作业空间要求需保证人员进出管道的操作空间(通常内径≥0.8m),顶进距离一般控制在100m以内,过长时需增设中继间分级顶进,避免推力衰减导致管线偏移。安全控制要点人工进管作业需严格遵循有限空间操作规程,配备气体检测仪、应急通讯设备,实施"先通风-再检测-后作业"流程,防范缺氧、有毒气体等危险因素。020304技术发展历程与行业现状技术演进路径从20世纪50年代的手掘式顶管发展到现代遥控掘进技术,中继间、激光导向等关键技术的突破使顶进距离从数十米延伸至千米级,精度控制达±10mm以内。智能化转型趋势随着BIM技术、自动纠偏系统及物联网监测设备的应用,人工顶管正与机械化、信息化深度融合,形成"人机协同"的新型作业模式,提升施工效率20%以上。行业应用规模国内年顶管施工里程超3000公里,广泛应用于市政给排水、电力管廊、油气管道等领域,其中人工顶管占比约40%,在中小口径管道工程中仍具竞争力。顶管设备结构与工作原理02主要设备组成及功能解析切削系统由刀盘、刀具和驱动装置构成,负责土层切削与破碎。刀盘根据地质条件设计为辐条式或面板式,高强度合金刀具可更换,驱动电机或液压马达提供动力,确保掘进效率与稳定性。顶进系统包括主顶油缸、中继间和顶铁,通过液压推力将管道分段顶入土层。主顶油缸需定期校准压力,中继间用于长距离顶管接力,顶铁则分散受力避免管端破损。液压系统工作原理图解执行机构主顶油缸采用双作用设计,活塞杆表面镀铬防腐,密封件耐高压防泄漏。同步控制系统通过位移传感器反馈,保证多油缸顶进同步误差小于2mm。控制回路采用多路换向阀实现油缸伸缩调速,比例阀精准调节流量与压力。油路中集成过滤器,定期清理杂质以保护精密元件,油温冷却器维持系统在50℃以下运行。动力单元由电机驱动高压油泵,将机械能转化为液压能,输出压力可达30-40MPa。系统配备蓄能器缓冲压力波动,溢流阀防止过载,确保顶进过程平稳。导向控制系统运行机制数据反馈闭环倾角传感器与陀螺仪检测机头姿态,PLC整合数据后生成纠偏指令。历史轨迹可存储分析,为后续顶管参数优化提供依据。激光定位技术发射器安装于始发井,靶标接收器固定于机头,实时监测偏差并传输至控制台。系统动态调整油缸行程,纠偏精度达±5mm,适应曲线顶管需求。日常维护保养规范03液压系统压力检测检查主顶油缸、中继间油缸等液压系统的压力值是否在额定范围内,确保无泄漏或压力异常波动,避免因压力不足导致顶进效率下降。导轨与顶铁状态确认观察导轨是否变形或偏移,顶铁是否存在磨损或裂纹,及时调整或更换,防止顶进过程中因受力不均引发设备损坏。电气线路安全性检查排查控制柜、传感器等电气线路的绝缘性和连接稳定性,避免短路或接触不良导致的设备停机风险。渣土输送系统运行监测确认螺旋输送机或泥水系统的运转是否顺畅,检查排渣口是否堵塞,防止因渣土堆积影响顶管机推进效率。每日检查项目清单润滑系统维护要点润滑油脂定期加注根据设备手册要求,定时向顶管机铰接部位、轴承及链条补充高温润滑脂,减少摩擦损耗,延长部件使用寿命。油品清洁度管理定期过滤或更换液压油和润滑油,避免杂质进入润滑系统导致油路堵塞或部件磨损加剧。自动润滑装置校准检查自动润滑系统的喷射间隔和油量分配是否准确,确保关键部位(如刀盘轴承)得到充分润滑。常见故障预警信号识别液压油温度超过80℃时,可能因冷却系统故障或超负荷运行导致,需检查散热器及负载状态,避免油液氧化失效。油温异常升高顶进速度突降控制系统报警代码顶进过程中若出现剧烈振动或金属摩擦声,可能提示刀盘刀具磨损、轴承损坏或导轨偏移,需立即停机排查。若顶进速度无明显原因减缓,可能是阻力增大(如遇硬岩或障碍物)或液压系统泄漏,需结合地质数据综合分析。密切关注控制面板显示的故障代码(如E05代表压力传感器异常),按手册指引快速定位问题并处理。异常振动或噪音液压系统专项保养04油品性能匹配常规更换周期为2000工作小时或12个月(先到为准),但在多尘环境或连续高压作业时需缩短至1000小时,每次换油需彻底排净旧油并清洗油箱,残留旧油不得超过5%。动态更换周期油质监测技术采用颗粒计数仪定期检测油液污染度(NAS1638标准应≤8级),当水分含量超过0.1%或酸值(AN)上升15%时必须立即换油,建议配备在线油液传感器实现实时监控。选择液压油时需重点关注粘度等级(如ISOVG46)、抗磨性(AW指标)和抗氧化性,必须与设备制造商规定的HM或HV级别相符,高温工况应选用合成型液压油。液压油选择与更换周期系统应配置吸油(100μm)、高压(10μm)和回油(20μm)三级过滤,当压差报警器触发或目视检查发现滤纸褶皱变形时立即更换,无报警装置则按250小时强制更换。多级过滤管理更换时需同步清洗磁性螺塞,使用高精度颗粒度检测仪确认系统清洁度达标(ISO4406标准18/16/13),作业期间严禁打开系统超过15分钟。污染控制措施更换前需对接口部位进行IPA酒精消毒,新滤芯需预浸液压油并静置30分钟,安装扭矩严格控制在18-22N·m范围内,禁止使用工具过度紧固导致密封圈变形。无菌化更换操作建立滤芯更换履历表,记录每次更换时的压差值、油温等参数,当连续三次更换间隔缩短20%以上时,需排查泵磨损或密封失效问题。失效预警机制滤芯更换标准与操作流程01020304液压管路泄漏检测方法声波探测技术使用超声波探测仪捕捉20-50kHz的高频泄漏声波,通过耳机音调变化和数字显示值(dBμV)精确定位泄漏点,对0.05MPa以上的内泄同样有效。热成像诊断法采用红外热像仪扫描管路系统,泄漏部位因油液喷射摩擦会产生异常温升,温差超过环境温度15℃的区域需重点检查,适合高压管路的快速普查。荧光示踪检测在液压油中添加荧光剂,使用UV灯照射管路接头、阀块等关键部位,泄漏点会显现亮绿色荧光,可检测0.1ml/min的微渗漏,检测后需用专用清洗剂去除残留。切削系统维护要点05使用卡尺或激光测距仪定期检测刀具切削刃的磨损宽度,当硬质合金刀片磨损量超过0.3mm或金刚石刀具磨损量超过0.1mm时即达到更换阈值。需特别注意刀尖圆弧半径的变形情况,其直接影响切削面的成型质量。磨损量测量通过液压系统压力传感器实时记录主顶推力波动值,当相同地层条件下推力增幅超过15%时,表明刀具已出现严重磨损。同时监测出土颗粒的均匀度,异常碎屑产生量增加20%即需触发刀具检查程序。性能指标监测刀具磨损度评估标准更换前必须切断液压动力源并释放管路残余压力,使用专用锁具固定刀盘旋转机构。拆卸时按对角线顺序逐步松开刀盒螺栓,避免应力集中导致刀盘变形,旧刀具需做好标记分类存放以便分析磨损模式。刀具更换操作规范安全锁定流程安装前需用红丹粉检查刀座接触面贴合度,要求接触斑痕面积≥85%。每组新刀具应进行动平衡测试,允许不平衡量不超过5g·cm,安装后需空载运行30分钟观察温升情况。新刀具预检采用液压扭矩扳手分三次递增紧固螺栓,最终扭矩值需达到厂家规定值的±3%范围内。高强度螺栓需涂抹二硫化钼润滑剂,螺纹外露长度应保持2-3个螺距。扭矩控制标准切削参数优化调整针对不同地层调整刀盘转速,黏土层建议1.5-2rpm配合大开口率,砂卵石层需降至0.8-1.2rpm并启用变频振动模式。遇到孤石时应立即切换为点动旋转,避免冲击载荷损坏主轴轴承。转速匹配原则根据实时扭矩反馈动态调整顶进速度,正常工况下保持每转进给量在5-8mm范围内。在复合地层交界处需提前降低30%进给量,并通过膨润土注浆系统调整泥浆参数以稳定开挖面。进给量控制导向系统精度校准06激光导向仪校准流程基准点定位首先需在施工区域外设置稳定基准点,使用全站仪或高精度水准仪确定绝对坐标,确保激光发射器安装位置与设计轴线严格对齐,误差控制在±1mm内。激光束对中调试通过调节激光导向仪的俯仰角和水平旋转机构,使激光束与预设管道轴线重合,过程中需反复验证靶板中心光斑位置,直至连续三次测量偏差小于0.5mm。环境干扰排除校准前需检查作业环境,避免强光直射或震动干扰,必要时搭建遮光棚并关闭周边大型设备,确保激光传输路径无折射或散射现象。测量系统误差修正传感器零点漂移补偿定期连接标准信号源检测倾角传感器和位移传感器的零点漂移值,通过软件输入补偿系数,修正因温度变化或机械老化导致的静态误差。多源数据融合算法整合全站仪、陀螺仪和里程计数据,采用卡尔曼滤波算法消除单一传感器的随机误差,提升动态测量精度至±2mm/10m。机械结构间隙调整检查导向油缸铰接处和推进架的配合间隙,使用塞尺测量超过0.2mm的磨损部位,更换衬套或加装预紧垫片以消除机械回程误差。温度变形建模针对长距离顶管,建立钢管热膨胀系数模型,实时监测环境温度并自动修正激光靶标位置,补偿因温差引起的轴向偏差。导向精度检测方法双靶板对比法在管道首尾端同时安装高精度靶板,分别记录激光光斑位置偏差,若两端差值超过3mm则需重新校准导向系统,确保全程线性度达标。闭环控制验证启动顶管机模拟推进工况,通过PLC实时采集导向油缸位移反馈数据,对比理论轨迹与实际位移曲线,动态调整PID参数使跟踪误差≤1.5%。第三方复核测量每顶进50米后,邀请专业测绘团队采用独立控制网进行复测,使用LeicaTS60全站仪进行三维坐标校核,形成误差报告存档备查。电气系统维护管理07外层防护加固采用高密度聚乙烯套管或金属软管包裹电缆,防止机械损伤和化学腐蚀,尤其在顶管机掘进过程中需避免与岩石、泥土直接摩擦导致绝缘层破损。电缆保护措施实施防水密封处理对电缆接头处使用防水胶带和热缩管双重密封,并在潮湿环境中加装防水接线盒,确保地下作业时电缆不受渗水或潮气侵蚀。定期绝缘检测每月使用兆欧表测量电缆绝缘电阻值,若低于1MΩ需立即排查破损点或老化段,必要时更换整段电缆以杜绝短路风险。控制柜除尘防潮处理每季度断电后使用压缩空气吹扫控制柜内积尘,重点清理接触器、继电器等易积灰部件,避免粉尘导致接触不良或散热效率下降。内部元件清洁在控制柜内放置硅胶干燥剂,并每月检查吸湿状态,若颜色变红(吸湿饱和)需及时更换,同时加装温湿度传感器实时监控环境数据。检查柜门密封条是否老化开裂,每半年涂抹硅脂保持弹性,确保柜体闭合时达到IP54及以上防护等级。防潮剂更换加装防尘滤网的散热风扇或空调装置,维持柜内空气流通,防止冷凝水积聚引发电路板锈蚀。通风系统优化01020403密封条维护传感器灵敏度检测每半年使用标准信号源对压力、位移传感器进行零点漂移和量程校准,误差超过±2%时需调整或更换传感器。标定校准流程模拟实际工况下传感器的信号输出延迟,如激光导向传感器的定位反馈时间应≤50ms,超限则检查线路干扰或元件老化问题。动态响应测试针对温度、振动等干扰因素,验证传感器在-10℃~60℃范围内的稳定性,异常数据需隔离排查是否为传感器本身故障或安装松动所致。环境适应性检查密封系统保养技术08通过定期检查密封件的表面磨损、裂纹或变形情况,结合设备运行时长和工况(如压力、温度),制定科学更换周期,避免突发失效。磨损程度评估利用泄漏率测试、压缩永久变形率等指标量化密封性能,当数据超出行业标准(如ISO3601)时立即更换,确保密封可靠性。性能测试数据统计同类设备密封件的历史故障时间点,建立预测性维护模型,提前规划更换计划,减少非计划停机风险。历史故障分析密封件更换周期判定密封面清洁与处理表面杂质清除使用无纺布或专用清洁剂去除密封面油污、颗粒物,避免划伤密封面,清洁后需用压缩空气吹干,防止残留液体腐蚀。粗糙度修复对划痕或凹坑的密封面采用抛光或研磨工艺修复,确保表面粗糙度Ra≤0.8μm(按ASMEB46.1标准),保障密封贴合度。防腐涂层处理在腐蚀性介质环境中,喷涂聚四氟乙烯(PTFE)或陶瓷涂层,增强密封面耐化学腐蚀能力,延长使用寿命。几何精度校准通过激光检测仪测量密封面的平面度或圆度,偏差超过0.05mm时需重新机加工,避免因形变导致泄漏。不同介质密封方案选择选用全氟醚橡胶(FFKM)或金属波纹管密封,耐受强酸、强碱(如硫酸、氢氧化钠),同时设计双重密封结构作为冗余保护。高腐蚀性介质采用石墨-金属缠绕垫片或硬质合金密封环,耐温可达800℃以上,配合液压自紧结构补偿热变形(如API682标准)。高温高压工况配置冲洗液系统(Plan32)或选用碳化硅材质密封环,防止颗粒物进入摩擦副,降低密封面磨损率。颗粒悬浮介质安全装置功能检测09急停系统测试方法手动触发测试通过人工按下急停按钮,观察设备是否立即停止运行,并检查急停信号是否准确传递至控制系统,确保在紧急情况下能快速响应。连锁保护测试模拟设备运行中触发急停,检查相关连锁装置(如液压阀、电机电源)是否同步切断,确保系统各环节协同停止,无延迟或遗漏。自动复位功能验证测试急停按钮复位后,设备是否需手动重启才能恢复运行,避免误操作导致设备意外启动,同时检查复位机构的灵敏度和可靠性。过载保护装置检查负载阈值校准使用标准负载设备模拟过载工况,验证保护装置的触发阈值是否与设定值一致,并记录偏差数据,必要时调整传感器或控制参数。01动态响应测试在设备运行中逐步增加负载,观察过载保护装置的响应时间及动作准确性,确保其在临界状态下能及时切断动力源。机械结构检查检查过载保护装置的机械部件(如弹簧、摩擦片)是否有磨损或变形,确保其物理性能满足重复动作需求。历史数据分析调取设备运行日志,分析过载事件记录及保护装置动作频率,评估其长期稳定性与可靠性,制定预防性维护计划。020304报警系统有效性验证声光报警测试模拟故障条件(如油压不足、温度超标),检查报警指示灯亮度及蜂鸣器音量是否符合标准,确保在嘈杂环境中仍能有效警示操作人员。远程监控联动验证报警信号是否能同步传输至中控系统,测试网络延迟及数据丢失率,确保远程监控端实时接收并显示故障信息。故障代码准确性逐一触发各类预设故障,核对显示屏或日志记录的故障代码与实际情况是否匹配,避免误报或漏报导致维护延误。季节性维护重点10冬季防冻保护措施确保施工安全地面结冰可能造成吊装设备打滑,需及时清除冰雪并铺设防滑砂,同时为操作人员配备防寒手套及防滑鞋。预防材料失效混凝土管节在-5℃以下时强度发展停滞,需掺加防冻剂并采用棉毡包裹养护,确保抗压强度达标;钢材需存放于干燥棚内,避免冷脆断裂风险。保障设备性能稳定低温易导致液压油黏度增加、密封件脆化,可能引发顶管机推进系统卡滞或油管爆裂,需采用低温液压油并加装电伴热装置维持油温在5℃以上。在顶管机动力站加装遮阳棚和强制散热风扇,监控油温不超过60℃;每2小时停机检查润滑系统,防止轴承因油脂高温流失而烧蚀。设备过热防护材料性能管理人员防暑管理针对高温环境对设备、材料及人员的三重影响,需建立分级防控体系,平衡施工效率与安全可靠性。水泥砂浆拌合时采用冰水降温(控制出机温度≤30℃),运输罐车覆盖湿麻布减少水分蒸发;钢管焊接作业避开正午时段,层间温度严格控制在150℃以内。实行“早5晚8”错峰施工,配备盐汽水及藿香正气水等防暑物资,设置临时休息亭(间距≤50米)并监测作业人员体温。夏季高温应对方案雨季防潮防锈处理电气系统防护所有配电箱升级为IP55防护等级,电缆接头采用防水胶带+热缩管双层密封,每日开工前使用兆欧表检测线路绝缘电阻(≥1MΩ)。为中继间控制柜安装除湿机,湿度超过70%时自动启动,防止PLC模块结露短路。金属构件维护顶铁、导轨等承重部件每日作业后擦拭干净,喷涂WD-40防锈剂;螺栓连接处每周涂抹锂基脂,防止雨水渗透导致螺纹锈死。对已出现锈蚀的H型钢支撑,采用角磨机除锈后涂刷环氧富锌底漆+聚氨酯面漆,干膜总厚度≥120μm。土体稳定性控制工作坑周边开挖截水沟并配备大功率潜水泵,确保地下水位始终低于坑底0.5米;顶进过程中每20米设置一个集水井,防止泥水平衡系统因雨水稀释失效。对软弱地层段提前注入水玻璃-水泥双液浆(配比1:0.8),形成1.5米加固圈以抵抗雨水渗透引发的土体流变。大修周期与内容规划11累计顶进里程连续作业2000小时或间歇使用满12个月即触发大修,以先到者为准。需特别关注电气元件老化、油液污染度等时效性指标,采用光谱分析仪检测润滑油金属颗粒含量。运行时间阈值异常工况记录出现3次以上顶力超标(超过设计值20%)、刀盘扭矩异常波动或导向系统失灵等故障后,应立即停机检修。同步调取黑匣子数据,分析设备劣化趋势。当设备累计顶进距离达到800-1000米时(硬岩地层按500米计),需进行全面大修。重点检查主轴承密封、刀盘磨损及液压系统泄漏情况,建立"一机一档"维修台账。大修时间节点判定标准采用三维扫描仪检测刀盘面板磨损量,超过原厚度30%需堆焊修复。滚刀更换执行"预紧力检测→密封测试→动平衡校验"三步法,轴承游隙控制在0.05-0.08mm范围内。刀盘总成检修清洁全站仪棱镜组,校正激光发射器定位精度至±2"。检查油浸式倾斜传感器密封性,电路板做防潮处理,陀螺仪漂移量校准需满足≤0.01°/h标准。导向测量系统分解油缸检查活塞杆镀铬层剥落情况,珩磨缸筒内壁至Ra0.4μm光洁度。更换所有密封件时需测量沟槽尺寸,优先选用聚氨酯材质密封,工作压力试验需达到额定值1.5倍。主顶液压系统解体螺旋输送机检测叶片磨损间隙,超过10mm需更换。清洗膨润土搅拌罐残留结块,检查离心泵叶轮动平衡,更换磨损的渣浆泵衬板,过流部件硬度需达HRC55以上。泥浆循环装置核心部件拆解检修流程01020304大修后性能测试规范空载联动测试连续72小时试运行,监测各系统协调性。主驱动系统振动值≤2.8mm/s,液压油温升不超过35℃,电气柜绝缘电阻≥10MΩ,数据采集系统采样频率误差±0.1Hz。负载模拟试验采用液压加载装置模拟150%设计顶力,保压30分钟检查结构件变形。刀盘转速梯度测试需覆盖20-100%全工况范围,扭矩波动率控制在±5%以内。密封性能验证对掘进机头部密封舱进行0.3MPa气压测试,泄漏率≤1m³/h。注浆管路执行24小时8MPa压力循环试验,接口处不得出现渗漏现象。备件库存管理策略12关键备件清单管理根据设备关键性和备件使用频率建立ABC分类体系,A类为高价值核心备件(如液压主泵、密封环),需实施重点监控和定期维护;B类为中等消耗备件(如轴承、皮带),采用周期性补货;C类为低值易耗品(如螺栓、垫片),设置安全库存即可。结合设备运行数据(如MTBF平均故障间隔)和维修记录,每季度更新关键备件清单,对新增型号设备需在3个月内完成备件需求评估并纳入清单。针对设备技术迭代情况,建立备件淘汰预警(如提前18个月标记即将停产的电机型号),同步规划替代方案和技术改造预案。分级分类管理动态更新机制生命周期匹配感谢您下载平台上提供的PPT作品,为了您和以及原创作者的利益,请勿复制、传播、销售,否则将承担法律责任!将对作品进行维权,按照传播下载次数进行十倍的索取赔偿!备件质量鉴别方法三维检测技术运用工业CT扫描对精密齿轮、轴类备件进行内部缺陷检测,分辨率达0.5μm,可识别材料夹杂物、微观裂纹等传统手段无法发现的隐患。现场试用评估对新引入备件设置3-6个月试用期,记录其在实际工况下的磨损率(如密封件每千小时泄漏量)、抗疲劳特性等关键参数。理化性能验证通过光谱分析(OES)验证金属备件成分,配合硬度测试(洛氏/布氏)和金相组织观察,确保材料性能符合ASTM标准要求。供应商资质审核建立包含QMS体系认证、生产工艺验证、历史交付合格率等12项指标的评估矩阵,对关键备件供应商实施年度飞行检查。库存预警机制建立全流程可视化通过MES系统集成备件从采购到报废的全链路数据,支持按设备类型、故障模式、库存周转率等多维度穿透式查询,预警准确率提升至92%以上。多级联动预警设置库存状态三级指示灯系统(绿色>30天用量、黄色15-30天、红色<15天),当触发黄色预警时自动生成采购申请单,红色预警启动跨厂调拨流程。智能阈值算法基于历史消耗数据建立贝叶斯预测模型,自动计算季节性波动因子(如雨季对电气备件需求的影响),动态调整再订货点(ROP)和安全库存水平。操作人员培训体系13基础保养技能培训系统讲解顶管机液压系统、轴承等关键部件的润滑标准,包括润滑油型号选择、加注周期及异常磨损识别方法,确保设备运行阻力最小化。设备润滑管理详细培训液压油污染度检测、滤芯更换周期及管路密封性检查技术,强调油温控制在40-60℃范围内的操作规范。液压系统维护教授配电箱防潮处理、电缆接头防水包扎等专项技能,重点培训万用表检测电机绝缘电阻的标准化流程。电气元件防护通过实物展示讲解刀盘刀具的磨损分级标准,训练操作人员使用卡尺测量刃口厚度并判断更换时机的专业技能。刀具磨损评估应急处理能力培养突涌水处置模拟承压水层施工场景,演练快速安装应急止水环、启动备用排水系统的全流程操作,包含水压监测与人员撤离协同机制。气体中毒防护组织密闭空间作业专项演练,包含多功能气体检测仪使用、正压式呼吸器佩戴及中毒人员心肺复苏的黄金4分钟抢救程序。针对不同地质条件(如硬岩、流沙)设计顶管机卡死解脱方案,培训液压

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