盾构常压换刀方案.docx

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盾构常压换刀方案

目录

一、编制目的和原则1

二、编制依据1

三、工程概况1

四、开仓刀具检查前准备工作和作业时通风1

4.1开仓前的准备工作1

4.2开仓作业时仓内通风4

五、开仓刀具检查5

5.1刀具、刀盘检查作业5

5.2换刀、刀盘修复作业7

5.3刀具维修作业8

六、施工监测8

七、施工注意事项9

常压换刀方案

一、编制目的和原则

1、指导盾构施工中的开仓换刀作业工作；

2、保证作业人员、作业环境的安全；

3、保证开仓换刀工作的安全、有序、快速进行。

二、编制依据

1、《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299-1999。

2、《工作场所有害因素职业接触限值化学有害因素》。

3、《盾构施工常压开仓作业人安全管理规定的通知》穗铁建总质安【2009】894号。

4、广州轨道交通六号线天天盾构区间详勘报告。

5、广州轨道交通六号线天天盾构区间施工图。

三、工程概况

本工程为广州市轨道交通六号线盾构7标段，共有2个区间，主要包含【天平架～燕塘】和【燕塘～天河客运站】两个盾构区间及位于广州市洒水车队的盾构始发井兼中间风井三个单位工程。

线路走向为从天河区天平架站出发，向东下穿天平架农贸市场、沙河涌、水果批发市场、奥斯卡技能学校，横穿兴华直街到达燕塘站，过燕塘站，沿燕岭路往东穿燕岭路，220千伏麒麟天河送电工程7号、5号、4号电缆工作井、北环高速A、B匝道、银河园、到达广州市洒水车队中间风井。

【天平架站～燕塘站～天河客运站】盾构区间隧道洞身主要位于<5H－2>、<6H>地层中，局部范围隧道洞身中下部穿越<7H>、<8H>、<9H>地层，出现硬岩、上软下硬、软硬不均等不良地质情况，对盾构施工影响很大。

因此在地层条件较好，地下水较少，掌子面比较稳定时采取常压换刀，反之则采用压气换刀。

四、开仓刀具检查前准备工作和作业时通风

4.1开仓前的准备工作

开仓流程如图4.1-1所示。

1、开仓位置的确定

根据左右线地质情况，确定开仓检查换刀位置如下表所示：

开仓换刀位置统计表：

左线

右线

换刀位置一

换刀点里程

ZDK22+111

YDK22+105

环号

72

77

换刀位置二

换刀点里程

ZDK22+35.804

YDK22+061

环号

122

106

换刀位置三

换刀点里程

ZDK21+619.791

YDK22+015.5

环号

403

137

换刀位置四

换刀点里程

ZDK21+148

YDK21+632

环号

716

392

换刀位置五

换刀点里程

不设换刀点

YDK21+500

环号

480

换刀位置六

换刀点里程

ZDK21+36.47

YDK21+45.188

环号

791

792

2、开仓准备工作

为确保开仓作业的连续、快速，必须做好充分的准备工作，包括开仓作业工具、洞内水电、洞内外通风、气体检测仪器、压排风机具料具、进仓人员的技术交底、安全交底等.准备工作由专人负责，完成后由技术人员确认，机电总工审核。

3、出渣降压

由盾构机司机通过螺旋输送器，将土仓内的渣土输出，等土仓内渣土降至人仓门底部以下之后，停止出渣，在出渣的过程中在螺旋出土口进行气体检测。

4、通过人仓板上的球阀对土仓内气体进行检测，并由第三方气体检测单位进行气体检测合格后方可进行施工，并按照要求做好记录。

检测标准参照下表：

图4.1-1开仓流程图

气体检测标准表

气体种类

容许最高浓度

标准限量

氧气

19.5%～23%

≥20

CH4

不超过1%

＜0.75

CO2

9000mg/m3

≤0.5

CO

不超过0.0024%

≤30

氮氧化物

5mg/m3

≤5

SO2

5mg/m3

≤0.0005

H2S

10mg/m3

≤0.00066

NH3

30mg/m3

≤0.064

5、开仓前压风排气

利用盾构机原有人仓保压系统为排气管路，盾构机主机内和后续台车全部使用原有的管路，排气管出口设置在5号台车后3米处，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，向土仓内送风，同时打开原保压系统管路阀门，将压出气体排至预定区域，气体通过洞内压入新鲜空气的稀释，随洞内空气排出洞外，如图4.1-2所示：

6、打开仓门

气体检测合格后，首先检查土仓压力在通风过程中是否发生变化，土仓内水位情况是否异常，清查人仓内非防爆设备，在开仓前对人仓空气质量再次进行检测，合格后方可打开仓门。

图4.1-2开仓前通风示意图

4.2开仓作业时仓内通风

1、土仓内通风和气体检测

仓门打开后，先进行活物试验，等活物实验完成合格后，气体检测人员携带气体检测仪器和防爆手电，首先对土仓顶部以及人仓附近左下和右下方空气进行检测，同时现场值班土建工程师判断地层情况，确认安全后，方可进入土仓进行下一步检测，全面检测完毕且判断地层稳定，空气质量合格，经现场负责人复核确认。

判断安全后，维保人员进仓，安设安全灯具和打开通风口处仓内盖板，引入风管进行通风，开始空气循环，同时停止泡沫系统的压风，如图4.2-1所示：

2、刀具检查和刀具更换

第一次刀具检查更换完成后，在硬岩区每隔二十米检查一次刀具。

刀具检查和更换详见第五节。

3、作业过程中的通风和气体检测

在刀具处理过程中，必须保证通风的连续性，并由气体检测人员对土仓内气体进行不间断检测，如有异常，应及时撤出土仓内人员，加强通风力度，待土仓内气体浓度合格后，方可继续进行进仓作业。

4、关闭仓门

刀具处理完毕后对土仓及刀盘前方进行全面的检查，避免工具、杂物遗漏在土仓内。

确认后关闭所有预留送风口、排气口、阀及仓门，关闭情况由当班机械技术人员检查，机电副总工复核，符合要求后，盾构机恢复掘进。

图4.2-1开仓后通风示意图

五、开仓刀具检查

5.1刀具、刀盘检查作业

1、刀盘检查时间的确定

⑴在硬岩地区每推进二十米检查一次；

⑵推进过程中有下列现象出现时必须进行检查。

a硬岩地区，纠偏困难，

b推力比同等地质条件下大，但速度、扭距等明显低得多，

c推力、推进速度较低同时刀盘系统频繁跳停。

2、刀具、刀盘检查内容：

⑴滚刀检查内容包括：

滚刀的磨损量和偏磨量，滚刀刀圈的脱落、裂纹、松动、移位等，刀具螺栓的松动和螺栓保护帽的缺损情况；

⑵刮刀的合金齿和耐磨层的缺损和磨损以及刀座的变形情况；

⑶刀盘牛腿磨损及焊缝开裂情况。

⑷主轴承土仓内密封处检查有无EP-2润滑脂和齿轮油外泄情况。

3、检查工作实施：

⑴检查指令由机电部下达给盾构队，盾构队在接到检查命令后无条件执行。

⑵检查工作由盾构队队长总负责，机电部派机械工程师对检查结果进行复核和确认。

⑶检查准备工作

a检查工具：

滚刀检查量具由机电部落实，并于每次检查前由盾构队到机电部借取，检查完毕后交还机电部，检查用手电、对讲机等由盾构队负责落实；

b检查时确保洞内通风正常，确保有通向土仓的风管和水管；

c检查前，应确保人仓内通往土仓的低压安全照明正常，并有足够的备用灯泡（灯管）；

d土仓门的开启确认

在进行刀盘检查前，盾构机司机应先进行出土、排水、放气操作，在确认以上工作完成后，由盾构机司机通知仓门开启人员可以开仓；

e开仓门注意事项：

开仓门前应先打开人仓和土仓之间的减压球阀，（如果阀芯堵塞时用铁丝疏通），待土仓内外气压平衡后，再拆下螺栓，最后打开压板，在松开压板螺丝的过程中，要严格注意土仓内压力的变化，发现异常时，马上拧紧螺丝，以防异常情况发生。

f在进行刀盘检查前应准备好联络、通信工具，并安排专人值班，以确保刀盘检查和换刀过程中，人仓、操作室和地面监控室之间的信息畅通。

g土仓门打开后，应先由现场值班土建工程师对刀盘前方土体的稳定性及地下水情况进行确认，并得出是否具备进行刀盘检查的条件，当符合条件后，方可进行刀盘检查；当条件不符合时，应先采取应急措施，如用大锤将木板（长1m，厚30mm，头部带尖）向前上方打入刀盘和土仓的缝隙，以及给刀盘进土口每隔10cm打入木支撑等，严防土体塌方造成对检查人员的伤害。

⑷检查实施：

检查工作由盾构队机械工程师、机械技师负责，并根据第2条“刀盘、刀具检查内容”逐项进行，同时将检查结果填写在《刀具、刀盘检查记录表》（见附表一）上，检查完毕后将表格上交机电部。

⑸检查（换刀）中注意事项：

a检查时每次进去2人，（换刀时每3人一组）；

b检查（换刀）人员应系上安全带，以防跌落；

5.2换刀、刀盘修复作业

1、刀具、刀盘修复前准备：

首先由机电部根据刀具，刀盘检查结果和刀具更换依据，确定刀具更换的具体数量和位置，以及刀盘修复的方案和工艺，然后报主管领导审批后，安排时间由盾构队组织人员进行实施，同时通知机械班加工和准备缺损零部件，通知物质部准备刀具、刀盘修复材料和换刀工具。

2、刀具更换依据：

⑴刀圈产生偏磨、刀圈脱落、裂纹、松动、移位情况下必须进行更换，边缘滚刀磨损量在8~10mm，正面区滚刀磨损量在15~18mm，中心区滚刀磨损量在15~18mm进行更换（以上数据为参考值，可按实际情况进行修正）；

⑵刮刀和齿刀更换标准：

金齿缺损达到一半以上和耐磨层磨损量达2/3以上进行更换。

3、刀具更换、刀盘修复工作实施：

首先由机电部对刀盘检查结果进行核实，确认后填写《刀具更换、刀盘修复记录表》（见附表二）中的待更换的刀具号和刀盘修复方案几项，然后交于盾构队进行落实，在换刀过程中，因出现不可预见情况而导致换刀无法正常进行时，由机电部和盾构队共同协商解决方案，在换刀过程中，盾构队应派专人到现场指挥换刀，并认真填写《刀具更换、刀盘修复记录表》（见附表二）中的落实栏，待换刀完毕后，交回机电部进行统计和备案，并将废旧刀具运至地面。

4、关于换刀过程的有关规定和注意事项：

⑴刀具运输规定及注意事项：

在刀具运输过程（包括从地面下井到进入土仓后到达换刀位置的全过程）以及旧刀具运出地面过程中，必须检查吊具、钢丝绳、等的质量，确保其安全性能的前提下方能投入使用，以免在刀具运输过程中突然断裂，导致刀具跌落，造成对人身的伤害和设备的损坏；选择合理的吊装方法和合适的吊点位置，以避免刀具的突然脱落和拉坏设备，特别禁止在推进油缸和铰接油缸活塞杆上捆绑钢丝绳作为吊点；严禁刀具碰撞设备，尤其是各类仪表，接线盒、电子仪器、油缸活塞杆等易损部位。

⑵开仓换刀规定及注意事项：

在进入土仓作业时应注意土仓内的通风和排水，确保换刀作业人员的安全；进入土仓人员必须佩带安全带，应时刻注意抓踩牢靠，严防打滑和跌倒；在进行换刀作业时，严禁猛敲狠打，野蛮作业，造成设备和工具的损坏。

⑶进仓换刀人员必须由身体健康，反应灵活，具有一定的机械常识的人员来担任。

5、关于土仓门关闭的有关规定：

⑴在换刀完毕（或刀盘检查完毕）后，由机电部派人按照刀具更换和刀盘修复表的要求栏对落实情况进行检查，确认无误；

⑵由盾构队换刀负责人对领取的换刀工具进行清点，确保无工具和其它杂物（尤其是金属物件）遗留在土仓内。

在以上内容检查完成后，方可关闭仓门。

5.3刀具维修作业

旧刀具由机修班组织维修，机修班应严格按照刀具维修操作程序和工艺要求进行作业，并由参与维修人员填写刀具维修记录表，待刀具维修完毕后交回机电部备案。

1、维修工作内容：

旧滚刀刀圈拆除，刀圈选配，刀圈加热和保温，新刀圈装配以及滚刀轴承的清洁、更换轴承密封和换油。

2、维修工艺要求：

⑴刀圈选配：

先用千分表测得各刀具外径和待装配各刀圈内径，按合适的过盈量进行选配；

⑵刀圈加热温度和保温时间要求：

刀圈装配前，应被加热到210℃+10℃范围为合适，最高不超过240℃（经验值），保温时间为2～3个小时。

六、施工监测

开仓检查更换刀具时，为了及时准确的了解地表沉降情况，需要在开仓里程地面加密布置地面监测点，详见图6.1开位置地面监测点布置图。

图6.1开位置地面监测点布置图

七、施工注意事项

1、加强对开仓人员进行安全技术交底，特殊情况下的施工需进行安全培训。

2、开仓程序必须经项目经理部审核，报监理部审批许可后方可启动开仓程序。

3、开仓前，通知监理对开仓全过程进行旁站、监督。

4、开仓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。

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值班人员对掌子面稳定情况进行观察。

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、严禁在隧道内抽烟。

9、盾构机内如需进行动火作业，必须先办理动火审批手续，后由气体检测人员对动火区域内的气体进行检测，安全合格且得到安全员许可后，方可动火。

10、在刀具更换过程中需要持续通入空气且不断对空气质量进行检测，一旦发现有害气体浓度超标，工作人员马上撤出工作面，加强通风。

11、土仓内照明必须使用防爆灯具，必须使用安全电压。

12、在盾构机内部和人仓外侧布置干粉灭火器。