开仓换刀施工方案.doc
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区间
**地下区间
左线S-589盾构机开仓换刀施工方案
1、编制依据
（1）《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2001）；
（2）《盾构法隧道施工与验收规范》（GB50446-2008）；
（3）《盾构施工技术》陈馈等主编，2009年05月北京人民交通出版社；
（4）《**盾构区间平、纵断面及特殊地段设计》图纸。
2、工程概况
本标段为**地下区间，该段区间采用盾构法分左、右线施工，盾构施工从眠山车站始发掘进至马街车站（到达）。
盾构区间线路右线起止里程为YDK6+943.150～YDK8+606.750，长1649.471m（含14.129m短链），左线起止里程为ZDK6+943.150～ZDK8+606.750，长1669.189m（含5.589m长链），线路总长3318.660m。
本标段右线最小半径R=350m，左线最小半径R=360m，线间距13～60m。
最小坡度2‰，最大坡度12.486‰。
盾构区间内设有2座联络通道。
区间采用通用衬砌环类型（预制钢筋混凝土管片），隧道内径5500mm，外径6200mm。
钢筋混凝土管片幅宽1200mm，厚度350mm。
联络通道处采用钢管片和钢筋混凝土管片组合的复合型管片。
3、地质水文条件
盾构机里程现在的里程为ZDK8+461.86，该里程距离硬岩段还有约5m的位置，在里程ZDK8+461.86的地质情况如下：
图1ZDK8+461.86的地质情况
<4-4>粉质粘土：
灰、灰褐、深灰色，可塑状，局部含角砾或夹薄层粉土，具高～中压缩性，钻探揭示层顶埋深4.4～19m，厚度为1.1～7.1m，平均厚度3.27m，在区段内较广泛分布，属Ⅱ级普通土。
<12-4>粘土：
棕红、黄褐色，硬塑状，偶含风化角砾，具中压缩性，钻探揭示层顶埋深3～36.4m，厚度为0.5～35.4m，平均厚度6.01m，区段内部分地段分布。
属Ⅱ级普通土。
从地质图以及地层岩性可以看出现在盾构机刀盘里程位置地质情况为：
下层硬塑性的粉质粘土，上层为可塑状态的粉质粘土，从推进情况来看，水位线在盾构底以下，掘进时施工用水比之前土质用量增大很多，开挖面较干。
根据实际情况判断，可以在此处进行换刀作业，并且该里程掌子面的情况稳定，初步拟定采用常压换刀作业流程。
如果经开仓检查后，发现不符合常压换刀作业流程，则采用带压换刀的施工方法，方案中对两种换刀的方法均做详细描述。
4、地面建筑物情况
盾构机目前的位置在人行道上，出了人行道后盾构机会掘进至春雨路，从外部环境考虑地面的安全问题，在此处换刀对比春雨路下发换刀是比较安全的，并且盾构机马上掘进至硬岩段，必须通过更换刀具以适应地质条件的变化。
下图为在地面标出刀盘位置的示意图：
图2刀盘的现在位置（在图中用粗线标出，现场以油漆标识）
5、现有刀具的布置情况
根据本区间的地质情况，为了满足盾构始发段的掘进要求，始发时刀盘配置的部分刀具为羊角刀。
下图中用粗线标识的刀具为羊角刀位置。
图3刀盘示意图
6、需要更换的刀具
左线盾构掘进至里程ZDK8+463位置进入硬岩段，为了满足硬岩段的掘进需要，现把图3中用粗线标识的羊角刀全部换为滚刀。
总共需要更换刀具17把。
7、换刀工具准备
换刀过程中所需的工具如下表所示：
表1工具准备
序号
名称
规格
数量
备注
1
榔头
0.5kg
6个
2
钳子
250
6个
6
通风机
2个
4
水泵
2个
5
钢丝绳等
8mm4米长
2根
土仓内临时站人平台
6
钢丝绳卡子
8mm
8只
土仓内临时站人平台
7
加固的脚踏板
200mm长
2块
土仓内临时站人平台
8
手拉葫芦
3台
9
水管
1根
从盾体接口处延伸到刀盘内
10
手电筒
4个
照明
11
钢丝刷子
2个
刀具清洁
12
工具箱
1个
装工具，放在人闸副仓内
13
高压气管
1根
从盾体接口处延伸到刀盘内
14
三防日光灯
40W，36V
4只
土仓内照明
15
对讲机
2只
仓内仓外联系
16
记号笔
2个
17
安全带
4付
8、常压换刀施工
8.1刀具更换程序
刀具的更换程序为：
开仓→刀盘清理→刀具拆除→安装新的刀具→做好详细的刀具更换记录→整体检查→关闭仓门。
8.2开仓准备工作
开仓前必须准备充分，尤其是开仓前的检查工作，同时准备充足的应急物资确保开仓安全。
（1）开仓前须观察渣土，根据渣土分析目前土仓开挖面水文地质情况，并对照地质勘查报告是否有较大出入，确定开挖面土质良好后，逐渐出土降低土压，清空上部土仓内渣土；
（2）根据出土方量计算土仓渣土清空情况后，进入人闸通过土仓壁上的球阀观察孔观察土仓开挖面稳定性情况，在打开球阀时若土仓压力显示很小，则基本没有气体流动，若发现打开球阀后长时间气体流动，则说明开挖面不稳定，有泥水涌入土仓；
（3）通过观察孔确定土仓开挖面安全情况下，准备空压机通风，选定已交底人员做准备，并分工明确，开仓作业机具及应急物资准备到位后开仓作业。
8.3仓内换刀作业措施
（1）土仓人行闸门打开后，人员不能立即进入土仓，必须先观察开挖面土体情况及土仓底部渣土情况，有无泥水涌入或冒气泡等现象，若发现异常情况，应继续观察或关闭仓门继续推进一段距离后再次确定开仓条件。
（2）在人员进入土仓前，用有害气体检测仪放入土仓底部进行检测，判断土仓内是否有有害气体存在，同时对土仓内温度进行检测，若发现有还气体或温度过高，应判断开仓条件是否具备，同时将盾构机空压机管插入土仓底部进行通风，待土仓内温度及空气条件适合人员进入时再进行土仓内作业。
（3）土仓内作业一次最多进入2人，并且作业时间不超过1个小时，人闸仓内必须有1～2个对应的接应和观察人员，盾构机上必须有安全员及项目部有经验的管理人员在场指挥监督，一旦发生异常情况立即停止开仓作业并及时处理。
（4）开仓作业人员禁止吸烟及饮酒，保持头脑清醒，一旦发生不适情况立即出仓到地面，不允许进仓作业。
（5）在换刀的作业过程中，须对使用的工具进行管理，防止作业过程中工具遗留在土仓内影响螺旋机及刀具等，换刀是通过导链将需要更换的刀具以及要还上的刀具运至仓内或刀盘指定位置。
（6）一般情况下仓内作业期间，保持推进油缸支撑在管片上，并保持一定推力以适当平衡开挖面土压，螺旋机土仓壁闸门处于半开状态，操作室必须有操作手值守，一旦发生情况，立即撤离仓内人员及设备关闭仓门，掘进恢复土仓压力，重新评估开仓条件。
9、带压换刀施工
9.1带压进仓作业程序
1）人员进入土仓流程
图4人员进入土仓流程
开启记录设备
设备检查
人员进入主仓、关闭主仓门
主仓升压
主仓压力=
土仓压力？
否
是
开启土仓密封门
进入开挖仓
2）人员、材料经过准备仓进入土仓流程
图5人员、材料经过准备仓进入土仓流程图6人员离开土仓流程
土仓内工作完成
人员、设备进入主仓并关闭土仓密封门
开启人仓记录
主仓降压
主仓压力是否和外面大气压平衡？
否
是
找开主仓门
人员、设备离开主仓
停止记录器
确保准备仓和主仓间的门关闭
人（材料）进入准备仓
关闭准备仓门
准备仓升压
准备仓与主仓压力是否相等？
否
是
开启隔仓门，人员、材料进入主仓
关闭隔仓门
人员、材料进入土仓
3）人员离开土仓
人员离开土仓的作业流程见上图中的图6。
9.2带压进仓作业要点
（1）一般要求
1）人仓的操作应由受过训练的人仓管理员执行；
2）只有通过了体检和带压测试并经过了相关培训的人员才能带压进仓；
3）要做好带压进仓的技术交底工作；
4）必须遵守所有人仓前部和内部的警示和信息标志；
5）必须定期检查人仓所有部件（显示仪，条形记录器等）的功能；
6）必须定期检查电话和紧急电话设备是否能按照规定要求工作；
7）检查门密封和密封面是否干净和损坏，必要时更换密封；
8）使用人仓时测试条形记录器是否能正常工作。
（2）主仓升压
1）主仓未升压前应检查显示仪、条形记录器、加热系统、钟、温度计、电话、紧急电话和阀，密封是否干净。
检查并保证主仓上的双倍条形记录器能否正常工作，检查主仓和中隔板上的密封门是否关闭并正确锁好；
2）人仓管理员要通过电话一直与空气仓中的人员联系。
人仓管理员通过操作门阀使主仓室的压力值达到规定的操作压力。
为保证人仓内人员的健康安全，应逐渐升高人仓的压力，将压力缓慢上升到操作压力值，人仓管理员应随时监测人仓中各人员的健康状况。
一旦有人员出现任何微小的不适立即切断压缩空气中断人仓升压，并按操作规程减压，同时准备医疗救援；
3）主仓室内的人员可按照要求调节加热系统，人仓和土仓之间的密封面只有在二者压力达到平衡时才可被打开。
当人员进入土仓后，人仓管理员停止条形记录器。
（3）主仓降压
1）准备降压的人员离开土仓进入人仓后应立即关闭压力挡板上的小窗和压力补偿门阀，降压前仔细检查人仓内的各密封门是否已关好；
2）人仓内的人员通过电话向人仓管理员报告人员情况。
人仓管理员通过操作门阀逐渐降低人仓中的压力，同时应注意观察测压计和流速计的读数是否正常。
与此同时，人仓管理员通过调节门阀开始向人仓通风；
3）通过调节门阀使压力稳定而缓慢的下降，直到压力仓内的压力变为正常为止。
在降压过程中，人仓内人员可打开加热系统以适应环境温度，推荐的温度范围在15～28℃；
4）降压完成后人仓管理员停止条形记录器。
（4）带压进仓作业要点
1）检查工具、备件、记录器、加热器、钟表、温度计、紧急电话、进气阀、排气阀以及人仓门是否工作正常并清洁人仓门密封；
2）人员进入主仓室后，启动记录器检查功能是否正常；
3）关闭主仓闸门以及主仓室与应急仓室之间的闸门，并确认所有闸门均正确关闭；
4）使电话处于在线状态，随时与仓外人员联系；
5）缓慢打开进气阀，使主仓室内的气压升高，直至达到操作压力；
6）根据规定启动主仓室内的加热器，调整主仓室内的温度至适宜状态；
7）微调进气球阀和排气球阀，使得主仓室内的压力与土仓内的压力完全一致，关闭球阀，并小心地打开主仓室与土仓之间的闸门；
8）打开闸门后，人员进入土仓；
9）人员在土仓内进行带压作业，保持闸门为打开状态
9.3升压和带压作业过程中的安全注意事项
1）仓内禁止存放可燃气体和氧气瓶，患有感冒或流感的人不能带压进入人仓，否则可能有耳膜破裂的危险；
2）进仓人员要带些干燥的衣服，以备减压时穿，防止感冒；
3）不要将可能膨胀的饮品或事物带入空气仓；
4）人仓在压力下工作时由于安全原因准备仓一般是没有压力的，准备仓的两个门都是关闭的；为了空气仓内人员的健康必须逐渐升高空气仓的压力，将压力缓慢上升到操作压力值；
5）定期检查流速计以确保人员仓通风；随时监测空气仓人员的健康状况；一旦空气仓人员出现任何不适现象时，要立即中断压缩空气并降压让不适人员离开空气仓；
6）因在升压和带压作业过程中，压力仓/土仓内温度较高，因此在此期间要多饮水；否则，脱水会立即导致压缩空气病症，但加压前/加压期间禁止引用二氧化碳饮料；
7）由于压力越高人体吸入的气体越多，尤其是氮气首先就会在人体液体内溶解，然后溶解在人体组织中，其饱和程度取决于压力、维持的时间以及人体组织吸收氮气的能力，胖的人体组织特别容易吸收，因此肥胖人员不允许带压进仓作业；
8）在带压过程中，为确保作业人员安全，仓内压力要随时保持基本恒
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