盾构机刀盘换刀方案_精品文档.doc

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盾构机刀盘换刀方案

一、换刀概述

由于沈阳地质复杂，硬岩较多，对盾构刀具的磨损比较大。

盾构很难在不换刀具的情况下掘进整条隧道，所以要做好盾构换刀的准备。

换刀分为计划换刀和非计划换刀两种。

计划换刀指的是根据地质情况作出的换刀决定，非计划换刀指的是工作人员在盾构掘进过程中，通过检查发现刀具磨损情况非常严重，已经不能正常掘进，而作出的换刀决定。

计划换刀一般在地层强度发生很大变化的情况下进行。

由于刀具根据其位置和工作原理，可分为片式割刀/撕裂刀和边缘刮刀。

片式割刀/撕裂刀主要用于切削土层④-5，⑤-5圆砾层。

在地层强度变化后，现有刀具不足以满足盾构正常掘进，一般要进行软硬刀具的更换。

还有就是盾构要穿越特殊地段，在此地段很难进行刀具更换，或进行刀具更换的危险很大。

这时要在穿越特殊地段前，进行刀具的新旧更换，以防万一。

二、换刀计划

根据刀盘磨损情况，计划在左右线隧道联络通道处，利用将来联络通道施工场地开挖竖井进行换刀。

同时根据刀具及刀盘磨损情况对刀盘进行加工改造。

三、竖井开挖方法及主要技术措施

（一）施工总体规划

1、施工准备：

施工前做好施工用临时水、电、风管布设；平整、硬化施工场地；测量放样及桩位复核、导线网布设；施工场地围挡；管线物探、改移及保护，建筑物保护，补充地质勘察。

2、施工顺序

施工周边降水——锁扣圈施工——土方开挖

1）施工周边降水：

在竖井周边施工区域内，首先进行施工降水作业，降水井井深40米，井径600mm，满足地下水位在竖井底板以下。

2）锁口圈施工：

竖井锁口圈施工完成后，进行提升塔架架设，提升塔架架设完成后，即进行竖井开挖施工。

3）土方开挖：

土方开挖采用人工开挖，提升塔架出土，在现场堆土场存放，夜间集中外运，运输设备为自卸汽车；分层开挖，并及时打设小导管后安装格栅挂网喷射混凝土。

（二）施工方法及主要技术措施

施工竖井平面为矩形，净空尺寸为3×7m。

平面图如下图

图1施工竖井平面图

1、锁口圈施工

1）．锁口圈基坑开挖，按设计要求地表下两米范围内采用人工开挖，防止破坏已有管线，如发现基坑内有管线，通知业主及有关部门，调查和切改管线。

以下土体采用人工配合挖机进行基坑开挖，开挖后立即进行锚喷支护（C25网喷混凝土）。

对基坑顶上1米图纸未设计喷砼范围也进行喷砼,防止坑壁土污染钢筋及混凝土。

图2锁口圈剖面图

2）．按设计绑扎冠梁钢筋，注意需在锁口圈基坑底部按设计图纸要求打入φ22纵向钢筋于下部格栅钢筋连接，以保证结构的整体性。

3）．锁口圈钢筋绑扎完毕后，支立冠梁模板，架设时应确保钢模板的牢固、可靠。

按设计或施工需要要求埋设预埋件（在锁口圈适当位置预埋构件，作为人行步梯固定、管线定位使用），经监理工程师检查合格并签证后，然后一次性浇筑标号为C30砼至设计标高。

4）．预埋件的埋设及提升架安装。

锁口圈施工时，需要预埋电动葫芦提升系统的预埋件，锁口圈施工完成一周后，开始安装竖井提升架，提升架由龙门架和两个16t电动葫芦组成。

提升架委托有资质的单位设计、制作与安装，经有关部门检测合格后投入使用。

2、竖井井身开挖

1）、锁口圈施工完毕后，并达到设计要求强度后，架立提升塔架，即进行竖井开挖，基坑开挖遵循“由上而下，分层开挖”的原则。

土方开挖采用人工配合小型挖掘机的方式，从竖井中间向四周随挖随支护，喷射混凝土采用标号为C25，喷射混凝土厚度为350mm。

向下开挖土体，采用风动机具人工自上而下分段开挖，每次开挖高度1m，随挖随喷，喷射高度与循环掘进高度相同，喷射作业自下而上进行，喷射机置于井内时，拌合料采用管道随用随下，一直开挖到设计标高，格栅挂网喷射C25混凝土封闭井底。

开挖过程中始终设置临时超前集水井，及时排水。

在开挖至横通道顶部标高时，在横通道开口轮廓线拱部打设Φ42、L=3.5m＠300mm超前小导管注浆加固马头门拱部土体，同时沿横通道轮廓线横插预留钢筋，作为横通道施工时初期支护的纵向连接筋。

施工竖井进尺须严格控制，支护必须及时封闭。

2）、随着向下开挖土层，焊接固定步梯，使步梯与钻孔桩之间牢固连接以确保安全，并绑扎保护网和施作扶手围栏。

步梯的坡度、宽度要以人走在上面舒服为原则，这样就有了方便施工人员上下竖井的人行通道。

3）、最后，开挖井窝，施工竖井设井窝1个，临时竖井井窝的尺寸：

对井窝进行喷锚支护，铺设防水层，绑扎钢筋，然后浇筑40cm厚混凝土，在开挖、出土施工中，提升吊斗可以存放在井窝中，以方便隧道内运土小车将土卸至吊斗中。

4）、竖井开挖期间，可能在围护结构表面会出现渗漏水，对施工很不利，根据渗水的来源、流量及压力大小，采用不同方法，大面积堵漏采用抹面堵漏法，即先堵漏后抹面，原则是以大化小，将面漏变为孔漏，将线漏变为点漏，使漏水集中于一点或数点，为最后堵塞漏水点创造条件，漏水点封堵后，认真进行防水抹面施工，防止薄弱部位又产生渗漏；局部渗漏水采用灌浆堵漏法。

根据渗漏水的流量、流速以及渗漏部位，布置灌浆孔，并选用适宜的灌浆设备和灌浆材料，将浆液压入裂缝及孔隙的深部灌满、固化。

使用的主要材料有水泥、水玻璃、环氧树脂、砂、水玻璃促凝剂等。

3、喷射混凝土施工工艺

1）．喷混凝土机具及工艺流程

喷射混凝土采用PZ-5B型喷射机干喷工艺，喷射用混凝土采用现场拌合，配合比根据试验配合比结合现场砂石料的含水率等得出现场配合比。

2）．喷混凝土的施工方法

①喷射机械安装好后，先通风、注水、清除管道内的杂物，同时用高压风吹扫岩面，清除岩面尘土。

②保证连续上料，严格按施工配合比配料，严格控制水灰比及塌落度，保证料流运送顺畅。

③操作顺序：

喷射时先开风，后进料，以凝结效果好，回弹量小，表面湿润光泽为准。

④严格控制喷嘴与受喷面的距离和角度，喷嘴与受喷面应垂直，有钢筋时角度适当调整，喷嘴与受喷面距离控制在1.0～1.5米范围内。

⑤喷射时自下而上，从竖井下部向上部喷射，避免死角，料束呈螺旋旋转轨迹运动，纵向按蛇行喷射。

速凝剂

搅拌机

喷射机

压缩空气

细骨料

粗骨料

水泥

喷头

水

外加剂

图3喷射混凝土干喷工艺框图

3）．原材料的要求

水泥：

采用不低于P.O.32.5普通硅酸盐水泥，使用前做细度模数及强度复查试验，其性能符合现行的水泥标准。

细骨料：

采用硬质、洁净的中砂或粗砂，细度模数大于2.5。

粗骨料：

采用坚硬耐久的碎石，粒径5～15mm，级配良好。

尽量使用碱性速凝剂，不得使用含有火星二氧化硅的石料。

水：

采用不含有影响水泥正常凝结与硬化有害杂质的自来水（饮用水）。

速凝剂：

使用前与水泥做相容性试验及水泥凝结效果试验，其初凝时间不得小于5分钟，终凝时间不得大于10分钟。

掺量根据初凝、终凝试验确定，掺量不超过水泥用量的5%。

4）．干喷混凝土的技术要求

喷射设人工掌握喷头直接喷射混凝土。

备采用PZ-5B型喷射机，

喷射混凝土作业在满足《锚杆喷射混凝土支护规范》有关规定的基础上，采用以下技术措施：

①搅拌混凝料采用强制式搅拌机，搅拌时间不小于2分钟。

原材料的称量误差为：

水泥、速凝剂±1%，砂石±3%；拌合好的混合料运输时间不得超过2小时；混合料应随拌随用。

②混凝土喷射机具性能良好，输送连续、均匀，技术性能满足喷射混凝土作业要求。

③喷射混凝土作业前，清洗受喷面并检查断面尺寸，保证尺寸符合设计要求。

喷射混凝土作业区有足够的照明，作业人员佩带好作业防护专用工具。

④喷射混凝土在开挖面露出，挂网后应立即进行。

a．喷射混凝土作业应分段分片进行。

喷射作业自下而上，先喷钢筋网与开挖面间隙部分，后喷两钢筋网连接部分。

b．喷射混凝土分层进行，一次喷射厚度根据喷射部位定，边墙宜为7～10cm，后喷一层应在先喷一层凝固后进行，若终凝后或间隔一小时后喷射，受喷层应用风水清洗干净。

c．喷射混凝土作业应保持供料均匀、喷射连续。

d．混凝土的回弹量不大于15%。

⑤喷射混凝土表面应密实、平整、无裂缝、不得出现脱落、漏喷、空鼓、渗漏水等现象，不平整度允许偏差为±3mm。

4、竖井运输组织

1）．竖井出渣

竖井施工阶段出渣及通道施工阶段出渣方式相同，在竖井设井架，配备3台16T电动葫芦吊桶提升，其中1台作为备用。

出渣吊桶采用钢板、角钢自制，长、宽、高净空尺寸为1.5m×1.2m×1.2m，每桶装土2.16m3。

竖井施工阶段人工、风镐配合机械开挖直接装吊桶提升。

通道施工时，用运土斗车人工将土运至竖井吊斗，电动葫芦垂直提升。

2）．竖井进料

竖井进料主要为人行通道、竖井支护及结构二衬所需各种材料，主要有：

格栅钢架、临时钢支撑、钢筋、小导管、混凝土等。

格栅钢架、钢筋、小导管、钢支撑及水泥等材料在现场直接装入吊桶下放人工运输，混凝土采用砼输送泵直接从输送管泵入模内。

3）．提升设备及管线布置

竖井内所布置的管线主要有：

高压风管、通风管、给水管、排水管、混凝土输送泵、照明电缆、动力电缆等，同时还布置提升设备，提升设备须经沈阳市有关部门检验认可。

四、换刀方法

1）.刀盘拆除

当右线掘进688m至DK19+700联络通道处，在此处开挖3m*7m竖井进行刀盘更换。

先排净土仓内泥水，将刀盘表面冲洗干净，工作人员在竖井内检修刀具，更换刀盘。

图4换刀平面图