盾构带压换刀作业指导.doc

______________________________________________________________________________________________________________精品资料盾构带压进仓作业工法一、前言盾构施工以其安全、快速、高效在城市基础设施——城市地铁、市政公用管路建设中得到越来越广泛的应用。当盾构机在硬岩或自稳能力较强的地段掘进时，因地层本身有自稳能力，不需要在土舱蓄压以提供额外支撑压力，这种情况下可在无压下直接进入刀盘作业。当盾构机在软岩、富水地段掘进时，由于地层自稳能力差，必须利用盾构机自身及配套设备来提供使地层稳定的支撑压力（EPB），这种情况下便需采用带压进仓模式来进行刀舱内的各项工作。盾构施工中不可避免的要遇到复杂地层、要穿江过河、也要经过密集建筑群。而盾构上承担掘进功能的刀盘刀具是损耗件，在施工一定长度后达到磨损极限就得检查更换，在这种复杂施工环境条件下，很难实现敞开式检查和维修保养、刀具更换，利用人员舱带压进行换刀可以安全快速地解决这一难题。为了确保带压进仓检查刀盘及换刀作业的顺利进行，确保带压进仓工作人员的安全，保证刀盘检查及换刀作业顺利进行；通过有规律的检查刀盘，掌握刀盘及刀具在不同地层中的使用情况，使换刀作业规律化，避免刀具及刀盘的非正常损坏，需要一个完整的作业程序来实现。广州市轨道交通四号线大学城专线【小～新盾构区间】土建工程在DK22+365～DK22+875里程段下穿新造海，水道宽约510m、一般水深5～15.0m，最深17.0m，隧道范围内主要为〈7Z〉、〈8Z〉、〈9Z〉强、中、微风化混合岩，洞顶主要为〈6Z〉全风化混合岩层、〈5Z-2〉残积土。河床底隧道最小覆土厚度8.37m，盾构通过新造海时要遇到高水压、硬岩掘进、软硬复合地层掘进等困难，在保证盾构设备和施工人员的安全的前提下，盾构在无自稳能力的软岩及软硬不均、含水丰富地段地层掘进时，特别是在新造海底长距离上软下硬地层段掘进时遇掌子面地层不稳的情况下，必顺通过带压进行刀盘刀具检查及刀具的更换。经现场多次带压作业实践，总结形成本工法。二、工法特点1、通过完善的自动保压系统和严格的操作规程规范作业，使带压作业条件下人、机安全有保障。2、为盾构需长距离穿越江河湖海、下穿密集建筑物群等盾构无法实施敞开式作业的特珠情况下施工提供了一种有效途径，完善了盾构施工技术，拓展了盾构机适用范围。3、可实现带压进仓进行刀盘、刀具的检查和更换，进行有规律的检查刀盘、刀具，掌握刀盘及刀具在不同地层中的使用情况，使换刀作业规律化，避免刀具及刀盘的非正常损坏，保证设备完好率。三、适用范围1、在盾构需长距离穿越江河湖海或下穿密集建筑物群等无法实施敞开式作业的特珠情况下的复杂地质隧道工程。2、实施带压地段刀盘前方周围地层要保证不发生大的气体泄露或该段地层经加固处理后达到带压作业所需的气密性要求。3、刀盘前方没有股状水出露或经加固后刀盘前方没有股状水。4、本工法适用于工作压力3.6bar（1bar=0.1MPa）以内的带压作业。四、工法原理及关键技术图1带压作业原理示意图压缩空气水、土压力（一）工法原理经过对刀盘前方地层加固处理后，在保证刀盘前方周围地层和土舱满足气密性要求的条件下，通过在土舱建立合理的气压来平衡刀盘前方水、土压力，达到稳定掌子面和防止地下水渗入的目的，为在土舱内维修作业创造工作条件。其工作原理如图1所示。（二）关键技术1、盾构机自动保压系统维修保养及操作技术。2、软弱地质及软硬不均地质条件下海底带压进仓检查刀盘及刀具更换技术。3、带压进仓作业人员的防病技术。4、特殊地质条件（海底浅埋）下的带压进仓施工管理及组织。五、工艺流程及操作要点（一）工艺流程带压作业工艺流程见图2“带压作业工艺流程图”（二）操作要点1、超前地层加固为确保刀盘前方周围地层的气密性和有效封堵刀盘后部来水，带压作业前需利用设备自带的超前注浆孔对刀盘前周围地层进行注浆加固。在施工过程中注意以下几点：停机土仓注膨润土超前注浆加固地层出土至人仓口部以下压力确定带压检查带压作业脱困掘进恢复正常掘进气密性试验刀具磨损严重或刀盘前形成泥饼造成掘进速度降低或碴温升高等掘进异常现象，经综合分析需停机进仓检查。否是图2带压作业工艺流程图（1）在注浆前需向刀盘及土舱内注满膨润土，注入压力稍高于掘进时的土舱压力，一方面以保证刀盘、刀具不被注浆体固结，同时可使泥浆能在可注性较好的地层有一定的扩散范围和在掌子面形成一层封闭泥膜，增强刀盘前方地层的气密性和提高掌子面的自稳能力。（2）注浆管采用自加工的小导管，小导管按作业允