联络通道位置刀具检查更换方案.docx
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联络通道位置刀具检查更换方案
目录
1.概述2
1.1工程概况2
1.2工程地质情况2
2.工作任务内容3
3.施工准备工作3
3.1施工策划3
3.2人员安排4
3.3材料准备5
3.搅拌桩施工工艺与施工方法5
3.1施工工艺流程5
3.2搅拌桩施工技术保证措施8
4.钢板桩施工8
4.1施工工艺流程8
4.2钢板桩施工9
5.新增始发井基坑内土方施工11
5.1土方开挖11
5.2土方回填12
6.换刀12
6.1工作流程12
6.2施工要点13
7．施工工期安排14
8安全保障措施与安全事故抢救14
8.1竖井开挖安全保障措施14
8.2开仓安全保障措施14
8.3突发事件急救措施15
1.概述
1.1工程概况
盾构机目前已经掘进到3＃联络通道东侧端墙（至ZDK15+271.2）。
盾构机在到达3＃联络通道东侧地下连续墙之前，工作状态正常，掘进顺利。
在通过地下连续墙期间，盾构机掘进速度缓慢，平均14mm/h，渣土温度过高（60～75℃），现在刀盘进入端墙260mm左右，空转刀盘扭矩高，刀盘扭矩达到3300KN·m以上，稍微增大推力加快推进速度即导致刀盘扭矩超限（超过正常工作保护油压），以致无法向前推进。
根据以上情况，初步判定：
地下连续墙墙体强度较高，不易破碎；部分刀具出现偏磨，尤其是边缘刀磨损严重。
为此，必须在此处进行开仓检查并更换刀具及对可能存在的问题进行处理。
盾构机目前所处的位置及换刀施工所需场地见附图所示。
1.2工程地质情况
根据详勘地质结果表明该处地层由上至下地层为：
〈1〉人工填土层厚1.88m、〈2-2〉淤泥质粉细砂层8.4m、〈2-3〉中粗砂层2.8m、〈3-2〉中粗砂层2.7m、其下到底板为〈5-1〉粉质粘土层。
刀盘位置地质剖面图见图2。
图2刀盘位置地质剖面图
2.工作任务内容
（1）检查刀盘开口和土仓内处泥饼粘结情况并予以清除。
（2）检查刀盘上所有能检查到的刀具的磨损情况；刀盘、搅拌棒耐磨层的磨损情况；刀具安装部件如楔块、安装块、螺栓保护帽是否松脱或损坏。
根据情况更换已经磨损的刀具。
（3）检查更换土压传感器。
（4）处理端墙部位可能存在的障碍物。
3.施工准备工作
3.1施工策划
由于盾构机刀盘上部土体在掘进端墙过程中已经发生塌陷，并且隧道中部以上均为砂层，采用气压开仓作业时，土仓内气压难以保证。
因此，项目部为了保证换刀的安全性，决定采用如下办法解决。
1、新增始发井东侧，即盾体上方，采用搅拌桩加固，加固范围为：
3×9.0m，桩径500mm，咬合150mm，桩长最长17m左右，施工时根据实际情况，桩底到达粘土层为止。
然后把盾构机上部围护内土方挖除4～5米深，以减轻连续墙的侧压力。
2、始发井内，靠近东端墙4m处施作钢板桩，外侧放坡开挖，钢板桩与东端墙间开挖竖井，采用φ600t＝14钢支撑对撑支撑，竖向布置三道，第一、二道每道4根，间距3m；第三道布置在基坑底部，洞门两侧，两根，以便凿除连续墙墙体后，刀盘露出，更换刀具。
开挖基坑底部布置抽排水设备，防止大量地下水涌进基坑。
钢围檩采用H450型钢。
详见附图。
3、在刀具更换完成后，全部回填。
盾构机在回填完成后继续掘进。
图3搅拌桩加固剖面图
3.2人员安排
为了保证开仓换刀安全顺利地进行，项目部成立专门的领导小组，组织架构如下所示：
结合本次开仓施工的具体情况，在充分考虑到施工安全方面及施工作业质量保证方面的问题，预计进行刀具检查、更换施工人员组织情况如下表：
序号
项目
人数
备注
1
调度
2
工作联系与协调
2
班长
2
熟悉进仓施工流程
3
刀具检查、更换人员
8
熟练工
4
协助人员
6
包括材料供应、工具准备等
5
电工
2
照明提供
6
机械维修工
4
风、水接入和保障
7
主管工程师
1
技术指导、刀具评估
8
专职安全员
1
施工过程安全监督
开仓前项目部管理层开会讨论开仓注意事项，确定开仓程序，对工人进行培训和交底。
在开仓前针对施工过程中的操作注意事项组织施工人员进行培训学习。
并提供后勤的保障准备：
准备应急药箱、消防器材，救护人员等。
3.3材料准备
1、工具准备
安全带、尼龙绳、踏板、换刀专用设备、气动扳手1套、梅花扳手2把、1吨手动葫芦4个、吊耳5个、1米钢丝绳4根、铁锤2把、5千瓦水泵，铁秋、铁铲、电焊机、氧气、乙炔、风炮、照相机、吹风筒、照明灯2套、手电筒2个，对讲机等。
2、材料准备
200×200H型钢80m，450×450H型钢160m（钢围檩），400×400×20钢板10块，L45×45角钢12m。
3.搅拌桩施工工艺与施工方法
3.1施工工艺流程
搅拌桩施工采用4搅2喷工艺，施工工艺流程如下图4。
图4深层搅拌桩施工工艺流程图
⑵施工方法
①搅拌钻机就位、预搅下沉
桩机就位前，清理桩位内的砖、石等硬物，移搅拌钻机至施工桩位，调整搅拌机和搅拌机导向架，使搅拌头对准桩位中心，桩位偏差控制≤20mm。
搅拌前检查设备和管路系统，其压力和流量必须满足设计要求，注浆管及喷嘴内不得有任何杂物，注浆管接头的密封圈必须良好。
钻机就好位后，启动搅拌机电动机，待搅拌头转速正常后放松起吊链，使搅拌机沿导向架边搅边喷下沉，随着下沉深度加大，或遇较硬土层，可上下反复切削土体，使搅拌头顺利下沉，以保证桩体的垂直度偏差≤0.5%。
搅拌桩的技术参数如下：
主机转盘正、反转速：
28~93r/min
主机提升速度：
0.47~1.47m/min
喷浆成桩速度：
0.47~0.90m/min
泥浆泵输浆量：
0.58~7.70m3/h
泥浆泵工作压力：
1.5MPa
液浆出口压力：
0.4~0.6MPa
②固化剂的配制
固化剂采用水泥浆，水泥选用强度等级为32.5的普通硅酸盐水泥，水为自来水。
水泥浆水灰比为0.6:
1~0.75:
1，可根据地层实际含水量作调整，含水量高时，水灰比稍小；含水量低时，水灰比稍大。
对含水量大的土层，可在水泥浆内掺入3~5%的木质碳酸素或2~3%的氯化钙等外加剂，起速凝早强作用。
固化剂（水泥）的掺入量为加固土重的10%~15%，即每米桩掺入水泥36~54kg。
固化剂在搅拌机预搅下沉时开始制备，边搅边制，不停的搅拌，防止水泥浆的离析。
③喷浆搅拌提升成桩
搅拌机从桩顶旋喷搅拌至设计桩底后，开启灰浆泵，待浆液到达喷浆口，再按规定提升速度边喷浆边提升深层搅拌机，使浆液和土体充分拌和直至搅拌桩顶面。
在喷浆搅拌过程中，如果发生故障，使成桩工艺中断，在搅拌机重新启动时，应与已搅拌部分搭接≥0.5m。
④重复搅拌
深层搅拌机喷浆提升至设计顶面标高时，关闭灰浆泵，搅拌机在桩顶2m范围（加固段）重复下沉、提升、拌和一次，这时集料斗中的浆液应正好排空，为使软土和浆液搅拌均匀，再次将深层搅拌机下沉，至设计要求深度后，再将搅拌机提升出土面。
⑤施工质量控制
1）桩机定位对中应采取双向检测，尽量减少对中误差，确保桩位偏差≤20mm。
2）桩机钻搅前用500mm水平尺调整机台水平和钻机垂直，气泡居中不大于0.5格，并设置铅垂线，以便施工中随时检测钻机垂直度，确保桩体垂直度偏差≤0.5%。
3）经常检查钻头直径，及时更换直径小于550mm的钻头，以保证桩体直径符合要求。
4）把好配制固化剂所用水泥的质量关，水泥进场后应按规定取样送检，合格后方能使用，并采取措施做好防潮防淋工作。
5）为保证水泥用量达到设计值，采用每桩分别配制水泥浆液的措施，池内浆液不喷完不能结束施工。
6）在施工过程中，认真做好施工记录，并根据施工记录检查对照各桩的水泥用量、成桩深度、成桩时间等判断成桩质量好坏，发现问题，视影响程度，采取相应措施进行处理。
3.2搅拌桩施工技术保证措施
（1）搅拌桩机预拌下沉时不宜冲水，当遇到较硬土层下沉太慢时，方可适量冲水，但应考虑冲水对桩身强度的影响。
（2）水泥浆不能离析，水泥浆要严格按照设计的配合比配置，水泥浆要过筛。
为防止水泥离析，可在灰浆机不断搅动，待压浆前才将水泥浆倒入料斗中。
（3）搅拌机喷浆提升的速度和次数必须符合设计和规范要求，应有专人记录搅拌桩机每米下沉或提升的时间，深度记录误差不得大于50mm，时间记录误差不得大于5s，施工中发现的问题及处理情况均应注明。
（4）工程施工中应随时检查施工记录，并对桩进行质量评定。
对经各方检验并确认不合格的桩应根据其位置和数量等具体情况，分别采取补桩或加强桩等措施。
（5）认真控制好深层搅拌桩的预拌下沉、预拌提升速度，保证泵连续施工。
（6）在施工过程中要注意调整桩架底盘的平整度和导向架的垂直度，保证搅拌桩的垂直度偏差不得超过1.0%桩长，桩位偏差不得大于50mm。
（7）保证搅拌桩的搭接，根据设计要求，搅拌桩桩径为500mm，相互搭接为150mm。
4.钢板桩施工
4.1施工工艺流程
钢板桩及基坑土方开挖施工工艺流程如图4所示：
图4钢板桩施工工艺流程
4.2钢板桩施工
钢板桩施工包括钢板桩打设和钢板桩的拔出两个方面。
1、钢板桩施工前的准备工作
（1）、钢板桩检验
钢板桩材质检验和外观检验，对焊接钢板桩，尚需进行焊接部位的检验。
主要进行外观检验，并对不符合形状要求的钢板桩进行矫正，以减少打桩过程中的困难。
①外观检验包括表面缺陷、长度、宽度、高度、厚度、端头矩形比、平直度和锁口形状等项内容。
检查中要注意：
a、对打入钢板校有影响的焊接件应予以割除；b、有割孔、断面缺损的应予以补强；c、若钢板桩有严重锈蚀，应测量其实际断面厚度，以便决定在计算时是否需要折减。
原则上要对全部钢板桩进行外观检查。
②材质检验对钢板桩母材的化学成分及机械性能进行全面试验。
它包括钢材的化学成分分析，构件的拉伸、弯曲试验，锁口强度试验和延伸率试验等项内容。
每一种规格的钢板桩至少进行一个拉伸、弯曲试验。
每25～50t的钢板桩应进行两个试件试验。
（2）、钢板桩吊运及堆放
装卸钢板桩宜采用两点吊。
吊运时，每次起吊的钢板桩根数不宜过多，并应注意保护锁口免受损伤。
吊运方式有成捆起吊和单根起吊。
成捆起吊通常采用钢索捆扎，而单根吊运常用专用的吊具。
钢板桩应堆放在平坦而坚固的场地上，必要是对场地地基土进行压实处理。
并堆放时要注意：
a、堆放的顺序、位置、方向和平面布置等应考虑到以后的施工方便；
b、钢板桩要按型号、规格、长度、施工部位分别堆放，并在堆放处设置标牌说明；
c、钢板极应分层堆放，每层堆放数量一般不超过5根，各层间要垫枕木，垫水间距一般为3～4m，且上、下层垫木应在同一垂直线上，堆放的总高度不宜超过2m。
（3）、钢板桩的矫正
钢板桩为多次周转使用的材料，在使用过程中会发生板极的变形、损伤，在以后工程使用前应进行矫正与修补。
其矫正与修补方法如下：
a、表面缺陷修补：
通常先清洗缺陷附近表面的锈蚀和油污，然后用焊接修补的方法补平，再用砂轮磨平。
b、端部平面矫正：
一般用氧乙炔切割部分桩端，使瑞部平面与轴线垂直，然后再用砂轮对切割面进行磨平修整。
当修整量不大时，也可直接采用砂轮进行修理。
c桩体挠曲矫正：
腹向弯曲矫正时两端固定在支承点上，用设置在龙门式顶梁架上的千斤顶顶在钢板桩凸处进行冷弯矫正；侧向弯曲矫正通常在专门的矫正平台上进行。
d、桩体扭曲矫正：
这种矫正较复杂。
可视扭曲情况采用上述3中的方法矫正。
e、桩体局部变形矫正：
对局部变形处用氧乙炔热烘与千斤顶顶压、大锤敲击相结合的方法进行矫正。
f、锁口变形矫正：
用标准钢板桩作为锁口整形胎具，采用慢速卷扬机牵拉调整处理，或采用氧乙炔热烘和大锤敲击胎具推进的方法进行调直处理。
（4）、打桩桩帽的选择
当选用自由落锤、汽动锤、柴油锤等锤击打入法施工时，为了使桩锤的冲击力均匀分布在板桩的顶面，保护板项免受损伤和控制极打人方向，在桩锤和钢板桩之间设置桩帽。
根据实际要求用钢板焊接加工专用的桩帽。
（5）、抄平放线
在打桩及打桩机开行范围内清除地面及地下障碍、平整场地、做好排水沟、修筑临时道路，并根据支护结构设计图纸放线定位，同时做好测量控制网和水准基点。
2、钢板桩的打设
钢板桩打设采用步履式桩架（DZJ-30），振动锤施工。
（1）、施工放线
本工程施工位置地质条件简单，以砂层为主，桩体极易打入，故不设围檩支架。
在钢板桩打入前，预先放线以保证钢板桩墙面的平整度，在进入地层1m范围内时测量垂直度，以控制桩体的垂直度。
（2）、钢板桩施打方法
采用屏风法，，将10～20块钢板桩组成的施工段沿围檩插入土中一定深度形成较短的屏风墙，先将其两端的两块打入，严格控制其垂直度，打好后用电焊固定在围檩上，然后将其他的板按顺序以1／2或1／3板桩高度打入。
3、钢板桩拔拉方法
采用振动拔桩法。
拔桩的顺序最好与打桩时相反。
拔拉时，可先用振动锤将板桩锁口振松以减小土的阻力，然后边振边拔。
对需及时回填拔极后的主孔的板桩，应将其拔至比坑底略高时暂停引拔，用振动锤振动几分钟，尽量让土孔镇实一部分。
对引拔阻力较大的钢板拉，可用间歇振动的方法，每次振动15min，振动锤连续工作不宜超过1.5h。
5.新增始发井基坑内土方施工及洞门凿除
5.1土方开挖
施工竖井内土方开挖分两步，首先在东侧端墙9米范围内，开挖5m深，以外部分采用放坡开挖，坡度按1：
2控制；然后，在钢板桩施工完成后，开挖钢板桩与东端墙围护范围内的土方，开挖深度10m，每开挖一层，及时假设钢围檩及支撑。
开挖及支护如下：
第一步，先开挖1.5米（距导墙顶6.5m）深做第一道围檩，安装第一道钢支撑；第二步，再向下开挖4米做第二道支撑；第三步，向下开挖4米到基坑底，并做第四道支撑。
第一道支撑与导墙顶间距为6m，第一、二道支撑之间间距4米，第二、三道支撑之间间距4米，，钢围檩采用450工字钢。
土方开挖采用长臂挖掘机加人工方式进行，土石方堆放基坑西侧空地，以便换刀后回填用。
靠近基坑底部两米左右范围的土，长臂挖掘机不易施工，将项目部的小型挖掘机吊入，进行开挖，长臂挖掘机转运土方。
5.2土方回填
在刀具检查及更换完成后，回填土方，将盾构机及刀盘掩埋。
回填土采开挖出来的土方，不应有较大的石块及砼块。
回填过程中，应分层将土方压密实。
土方回填高度到到原地面，掘进过程中，如出土较多，地面沉降较大，则再继续回填。
5.3洞门凿除
在竖井开挖完成后，将刀盘位置连续墙凿除，以便检查及更换刀具等。
洞门凿除采用静态爆破结合人工风镐开挖。
6.换刀
6.1工作流程
由于采用钢板桩对盾构机前体进行了围护，并且围护范围内盾构机上部土体已挖除，因此开仓换刀可在常压进行。
为使换刀作业有序的进行，整个开仓施工过程仍应严格按照控制程序执行。
开仓换刀工作流程如下图6所示：
图6开仓换刀工作流程图
6.2施工要点
（1）开仓准备
为保证开仓作业的连续、快速，必须做好充分的准备，准备工作包括开仓作业工具准备、洞内风水电准备、清仓机具及材料、通讯工具等。
准备工作由专人负责，完成后由相关工程师确认，分管机电的项目副经理审核。
（2）开仓
确定可以开仓之后，打开仓门。
（3）刀盘清理
人员进仓后，首先对刀盘进行清理，清理采用高压水枪冲洗。
（4）检查刀盘、刀具和结泥饼情况
刀盘清理后，安排有经验的工程师进仓检查刀盘、刀具和结泥饼情况。
（5）清除泥饼
如果有泥饼，用铁秋、铁铲和风镐等工具进行清除。
（6）更换刀具
刀具更换在基坑内进行。
首先搭好工作平台，拆出要更换的刀具并吊出，把刀具下到刀盘前更换置安装。
（7）仓门关闭
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、杂物遗留在内确认后关闭仓门。
转动刀盘10分钟后，再检查刀具是否安装稳固，确认没有问题后关闭仓门。
（8）土方回填和拔除钢板桩
换刀完成后，所有开挖面均回填至原地面高度。
在回填刀盘前方土体时，注意必须回填密实，或回填部分砼至刀盘底面，防止盾构机再次掘进时掉头。
7．施工工期安排
施工顺序及工时安排如下表所示：
施工顺序
项目名称
施工时间
备注
1
钢板桩施工
2天
2
土方开挖及支护施工
7天
同时进行
3
开仓换刀
5天
4
土方回填及拔除钢板桩
1天
合计工期
15天
施工从2009年10月25日开始，施工15天，考虑其它影响因素，2009年11月10日完成。
8安全保障措施与安全事故抢救
8.1竖井开挖安全保障措施
在竖井开挖施工时，主要采取以下几个方面的措施：
1）严格控制钢板桩施工质量，并做好开挖期间的堵漏工作；
2）开挖过程中，分层开挖，严禁超挖，及时支护；
3）加强基坑周边变形监测，频率为2～3次/每天等，发现问题及时上报；
8.2开仓安全保障措施
（1）开仓操作，必须经项目经理与总工程师许可后进行；
（2）开仓作业的一切准备工作必须提前做好，保证作业能连续顺利进行；
（3）做好开仓作业组织，确保施工的有序、连续，尽快完成施工。
（4）制定专门的开仓和进仓作业的安全技术措施交底书，对所有参与的施工人员进行全面的技术交底。
8.3突发事件急救措施
（1）组织成立安全事故领导小组，做好后勤服务与突发安全事故处理与抢救准备；
（2）组织有医护人员参加的抢救小组；
（3）在施工现场配备急救医药与器械，医护人员在现场值班；
（4）在施工现场规划与建立安全事故抢救通道，确保在发生安全事故时能及时疏散人员和进行事故处理。
（5）做好通讯联络工作，确保信息畅通，发生险情可及时上报，并及时联系地方的医疗机构进行抢救。
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