中国水利水电第五工程局有限公司、中电建成都建设投资有限公司
摘要：低瓦斯隧道盾构机开仓换刀，其主要是保证仓内及隧道内空气形成对流，避免瓦斯在隧道顶部聚集引发安全事故，提高刀效率，同时安全质量也得到了有效保证。
关键字：瓦斯盾构；快速换刀。
1 前 言
随着我国各大城市地铁建设的投入力度加大，地铁得到了快速发展，盾构法施工做为最安全，最有效的区间施工工艺。较适用于软土地层，在存在孤石、硬岩的地层施工较为困难，施工难度较大，盾构机刀具的磨损较为严重，这会严重影响盾构施工进度。因此，开仓换刀是盾构掘进中的重中之重，尤其是在瓦斯底层的换刀施工更是一个难题。及时的换刀也能避免掘进参数的恶化，刀盘出现结泥饼、盾构机姿态控制难、开挖面减小造成卡盾体等现象。
2工程概况
成都轨道交通18号线工程盾构区间为低瓦斯隧道，盾构机开仓换刀时可能出现瓦斯及其他有毒有害气体。为保证安全快速完成换刀任务和恢复正常施工掘进。我们根据施工需求成分析、总结，研究根据地质情况和瓦斯气体检测情况及泥岩掘进长度、盾构机掘进参数、相对地面情况等进行综合判断。提前规划好换刀位置及做好相应准备。盾构机仓内空间狭小，换刀操作困难，本文主要阐述低瓦斯隧道盾构机开仓换刀技术，及提高换刀效率的措施。
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图3-1 盾构开仓换刀盘流程图
3.2 操作要点
3.2.1 换刀判断及准备
刀盘扭矩超出正常掘进范围，推力过大推进速度慢，速度无法提高，渣土温度过高，确定开仓换刀，达到及时更换刀具，保证刀盘主体不受损伤。
确定盾构机换刀位置，并在盾构机换刀位置附近进行分层沉降孔的钻设，深层沉降孔钻孔完成后，预埋钢筋并对其进行初始值采集。分层沉降孔孔径110mm，深度为隧道顶部以上5m。
在刀盘到达换刀位置附近后，通过螺旋机将土仓内渣土排尽。以便于开仓后人员在仓内作业。
3.2.2 开仓前气体检测
仓内渣土排尽后，对通风进行检测，风速需达到0.5m/s以上，安排专职瓦检人员对隧道内及仓内气体进行检测，将人仓旁预留球阀打开，瓦检人员将气体检测仪置于球阀出口检测仓门处是否存在有毒有害气体，如存在则进行气体排放，和持续换气确保仓内有毒有害气体后符合规范要求，方可进行下一步作业。
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3.2.3 仓内气体置换
拆卸仓门螺栓，然后松掉仓门固定爪，打开仓门。仓门打开后，需用事先准备好的鼓风机接通电源并开启往土仓内输送新鲜空气，以置换土仓内气体；同时要提前开启盾构机上所有的风机，保证隧道内通风，降低有毒有害气体浓度。另外在仓内悬挂瓦斯气体检测仪器对仓内瓦斯浓度进行时时监测。
3.2.4 进仓刀具清洗检查
⑴掌子面情况观察
待仓内气体置换完成后，先由一人腰上系上安全绳挂于仓外，然后进入仓内观察掌子面稳定情况，如掌子面不稳定，有渣土掉落，应立即撤离出仓内并将仓门关闭。如掌子面稳定，则可进入仓内进行刀具的清洗与检查。
⑵刀具清洗
人员进入仓内前，所有进仓人员必须穿戴好安全带，进入仓内进行刀盘开口、刀箱及刀具的清洗。
⑶刀具检查
每清洗完成一把刀具后，应由设备管理人员进入仓内使用刀具专业量具对刀具磨损情况进行测量并记录在册。
3.2.5刀具更换
⑴确定更换刀具
待刀具检查工作完成后，设备管理人员需对所有刀具的磨损量进行统计并确定需要更换的刀具的数量及刀号。
⑵刀具更换前准备
刀具更换前，应先确定更换刀具的位置，然后在土仓壁相应位置焊接卡环，用于悬挂手拉葫芦并于人仓内焊接好事先准备好的滑轮用于刀具运输，卡环焊接完成后可重复利用，为下次换刀节约时间。
⑶刀具更换
刀具更换位置准备好后，在拼装机双梁、人仓前端、人仓内、土仓内设置手拉葫芦，用于刀具倒运，采用刀具卸取装置将刀具卸取后，运出土仓，然后将新刀具运至土仓内，安装于相应位置，放入刀箱内，采用液压扳手紧固螺栓，完成1把刀的更换。
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图3-3 刀具卸取装置模型及安装方式图
3.2.6仓门关闭
刀具更换完成后，人员应立即撤离出土仓，然后清点刀具更换工具以及更换的刀具数量是否相符，避免有旧刀具或工具被遗落在土仓内。确定土仓内无旧刀具及工具后，方可关闭仓门并紧固。
4 结 论
低瓦斯隧道盾构机开仓换刀技术研究，使刀具更换效率大大提高，避免盾构掘进参数继续恶化，出现结泥饼、隧道超挖及瓦斯底层开仓的安全控制等现象。具有较大的经济效益，同时对于培养和锻炼工程技术管理人才有重大的意义，为指导以后类似工程施工也奠定了良好的基础。
参考文献：
（1）《地铁工程施工技术》；
作者简介：
李新强：(1985-)，男，河南平顶山人，工程师，从事市政工程技术管理工作。
论文作者:李新强
论文发表刊物:《防护工程》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/22
标签：刀具论文; 盾构论文; 瓦斯论文; 气体论文; 隧道论文; 渣土论文; 位置论文; 《防护工程》2018年第34期论文;