摘要：盾构机带压换刀危险性比较大，本文介绍了在深埋隧道的情况下带压换刀，采用带压换刀施工工艺及优点, 可供今后类似工程参考借鉴。
关键词：盾构；带压换刀；深埋隧道
1.地质情况
地质情况为砾砂，砾质粘性土、全风化粗粒花岗岩，地面无建筑物，无管线，埋深19.7米。
2.带压进仓准备工作
（1）总体规划：在盾构始发后的日常工作中加强对施工区段地质情况的研究，并与地质情况报告相对比，看实际的地质是否与地质报告中所描述的地质情况相符合，充分估计特殊地段对刀具的破坏程度，同时根据实际的地质情况，制定刀具及刀具配件的采购计划[1]。
（2）成立开仓检查、换刀工作领导小组：根据总体规划的情况，适时成立换刀领导小组，负责换刀的总体工作进行部署。
（3）带压进仓检查、更换刀具人员由掘进班、工程部、设物部、安质部人员组成，当班电瓶车司机、调车员负责材料、机具等供应。
（4）编制实施性盾构常压开仓检查、换刀安全专项施工方案、应急预案并且上报相关部门审批。
（5）进仓操作人员必须经过体检且持证上岗，体检单位出具体检结果符合有关规程要求。
（6）组织换刀工作小组的成员进行相应的岗前培训，对正常换刀过程中各自的工作内容进行详细的交待。尤其是进仓作业的人员，必须经过专门的培训，并做好相应的安全技术交底。
（7）设备物资的准备：设备与材料的准备，是实现快速换刀的基本保证，从而减少土体开挖面在外暴露的时间。在确保常用设备（机具）、材料到位的情况下，优先使用更为先进的工具同时要对可能在使用过程中损坏的设备、工具等有库存。
（8）保证盾构机各项性能完好：在日常做好盾构机日常维修保养的情况下，加强对换刀过程中需要用到的系统的维护保养，如，刀盘旋转液压系统、电气系统、通风系统、循环水系统、污水排出系统、压气系统、双轨梁、管片拼装机、后配套系统，从而保证换刀工作的顺利进行[2]。
（9）通过相关部门的同意后方可开仓。
（10）人仓操作员要按照要求做好施工记录。填写《带压作业记录表》。
3.带压进仓工艺流
a)人员进入土仓； b）人员、材料经过准备仓进入土仓； c）人员离开土仓
图10-2 带压作业工艺流程图
4.盾构机停机准备
4.1刀盘渣土置换
盾构机行至预定里程后停止掘进，并降低转速继续运转排出部分泥渣后将刀盘在指定角度上停止。用拌好的膨润土置换开挖仓渣土并适当提高压力保压3小时加强掌子面的稳定。手动开启人仓旁的平衡阀，使开挖仓液面下降直至开挖仓与气垫仓液位平衡，关闭平衡阀，再次重复排浆步骤排浆并降低液位，经过3次排浆直至开挖仓液位降至45%左右以露出前盾中部。待液位稳定后调整开挖仓及气垫仓气压至换刀工作设定气压值并对气垫仓内空气进行通风换气保证空气质量。在保证掌子面稳定的情况下尽量减低气压，减少进仓人员工作风险。完毕后通知前方人员准备进仓[3]。?
在整个检查期间，盾构司机应协助作业人员调整刀盘位置并密切注意开挖仓气压及液位，发现异常立即通知作业人员撤离。?
4.2盾尾止水环密封
在带压作业前，首先要在盾构掘进过程中通过试验测定预定停机位置处地层的涌水量大小，并据此判断土仓与盾壳周围岩层、管片背后岩层的连通程度，从而确定注浆封水的工作量。注浆封水在盾尾后7环位置进行，采用注水泥浆+水玻璃双液浆进行注一道封水环。
5.带压进仓劳动组织
每班需有1名机电工程师负责技术指导、2名值班工程师现场管理，工程部长、土木总工以及生产经理现场值班。
6.带压进仓设备机具
因带压作业属特种作业，除盾构自带的气压设备外，还应准备表中的设备和机具。
7.人仓加压、减压实验
试验时不要求人员进入，只进行无人压力试验，以检查主舱与副舱的各功能部件在试验压力下的工作情况。
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（1）主舱加压
1）检查显示仪表、供暖装置、钟表、温度计、电话、紧急电话及阀门、舱门密封件是否完好；
2）关闭主舱舱门；
3）关闭舱壁密封门（通常在进行“土压平衡”工作时关闭）;并关闭主舱与副舱之间的密封门；
4）人闸值班员缓慢地打开进气阀；
5）缓慢地升高主舱的压力，直到达到工作压力，加压速率0.2bar/min。
（2）主舱减压
1）降低主舱的压力，观察主舱压力表和进气流量计；
2）人闸值班员打开排气阀，开始排气（浮动值控制在+0.1bar内）；
3）调节进气阀和排气阀，达到缓慢而恒定的压力降低速度，进气流量计的流量值每人至少为：0.5m3/min；
4）观察主舱压力表，当主舱内部的气压降到第一级压力值（0.7~0.8bar）时，人闸值班员通过调节排气阀和进气阀，在60min内保持压力恒定。人闸值班员应通过主舱进气流量计经常检查人闸的排气情况；
5）在保压过程中重复3）、4）的步骤直到舱内压力与外界的常压相同，压力1.5-2bar；
6）人闸值班员关闭带式记录器并将减压过程（日期、时间、压力、等）记录在人闸记录本上。
7）在整个试验过程中，必须保证所有的过程都正常。
（3）前舱加压
1）检查显示仪表、供暖装置、钟表、温度计、电话、紧急电话和阀门、舱门密封件是否干净；
2）关闭前舱舱门，确保关闭正确；
3）关闭前舱与主舱之间的舱门，确保关闭正确；
4）人孔舱管理员缓慢地打开进气阀；
5）缓慢地升高前舱的压力，直到达到工作压力（1.3~1.6bar），加压速率0.2bar/min；由于主舱与前舱之间有单向阀导通，压缩空气能从前舱进入主舱，因此，加压过程较为缓慢[4]。
（4）前舱减压
1）降低前舱的压力，观察前舱压力表和前舱进气流量计；
2）人闸值班员同时打开排气阀，开始排气（浮动值控制在+0.1bar内）；
3）调节进气阀和排气阀，达到恒定的压力降低速度，前舱进气流量计的流量值每人至少为：0.5m3/min；
4）观察前舱压力表，当前舱内部的气压降到第一级压力值（0.7~0.8bar）时，人闸值班员通过调节进气阀和排气阀，在60min内保持压力恒定。人闸值班员应通过前舱进气流量计经常检查人闸的排气情况；
5）在保压过程中重复3）、4）的步骤，直到舱内压力与外界的常压相同；
6）人闸值班员关闭带式记录器并将减压过程（日期、时间、压力、人数等）记录在人闸记录本上。
7）在整个试验过程中，必须保证所有的过程都正常。
8.结束语
带压开仓施工风险非常大, 需要以较高的质量和安全控制措施作为保障。
参考文献
[1]刘继刚.厦门跨海隧道带压进舱换刀关键技术[J].建筑技术开发,2016,43(11):15-17.
[2]卢春林.过江通道大直径盾构带压进仓查/换刀技术[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2014,41(05):81-84.
[3]程明亮,何峰,吕传田.大埋深富水砂卵石地层泥水盾构带压换刀及动火焊接技术[J].中国工程科学,2010,12(12):46-50.
[4]王永喜.复合地层中盾构机刀具磨损原因分析及更换案例[J].科技信息,2010(05):671-672.
论文作者:沈世占
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第38卷第18期
论文发表时间:2020/1/14
标签：盾构论文; 压力论文; 值班员论文; 量计论文; 作业论文; 人员论文; 气阀论文; 《建筑实践》2019年第38卷第18期论文;