填仓换刀法在盾构区间施工中应用的原因与对策_工程管理

1、填仓换刀法在盾构区间施工中应用的原因与对策文章主要通过工程实践，针对广州市轨道交通六号线某标段盾构区间施工中填仓换刀工艺技术要点进行了分析，旨在确保工期对填仓换刀的效率及节约填仓换刀的时间。1.工程概况广州市轨道交通六号线某标段盾构区间，共2个区间，区间隧道穿越地层较为简单，隧道穿越地层主要为5H-2、6H、7H、8H、9H地层。实际掘进过程中左右线穿越了球状风化体孤石段、上软下硬复合地层、全断面微风化花岗岩共900米，其岩石单轴抗压强度高达119.5MPa。掘进期间先后经受了40余次常压作业、18次带压作业、6次填仓换刀作业、更换刀具500余把;3次压气仓内处理孤石，累计停机换刀时间达5个月

2、。2.施工技术难点及要求该区间地质条件简单，孤石、上软下硬等复合地层约占掘进总里程的24%，在前期掘进过程中遭受到孤石等简单地质条件，由于停机位置环境特别不能实行常压、气压速度较快的换刀方式而采纳填仓换刀。第一次填仓换刀技术运用不是很娴熟换刀时间长达16天，对工期影响较大。为确保工期对填仓换刀的效率提出了更高的要求，需进一步分析、讨论缩短填仓换刀的时间。3.施工的应用现状分析3.1工艺流程填仓换刀是常压下掌子面不能自稳和不能采纳气压换刀的状况下向土仓内注入三种强度渐渐增大的惰性水泥砂浆来封水、稳定掌子面，等强后采纳人工将仓内砂浆清理出来使仓内具有肯定的空间，然后在常压状态下进行刀具更换的施工方

3、法。换刀期间重点做好盾体、螺旋机的爱护措施。填仓换刀施工工艺如下：清仓恢复掘进。3.2填仓换刀时间的确定依据表一填仓换刀时间表格所述，得到以下几方面的结论：(1)右线第一次填仓换刀我们采纳强度较低的50、80、110水泥砂浆填仓，清仓时三点位置消失局部流泥水，进行二次注浆加固花费时间3天。(2)依据阅历教训右线其次次填仓换刀采纳强度较高的110、150、200水泥砂浆填仓，清仓时土仓局部砂浆强度较高清仓速度较慢，换刀完成后清仓恢复掘进花费3.5天。(3)填仓换刀为常压换刀，平均换刀效率为3-4把/天，远低于平常的换到效率(8-12把/天)。3.3填仓技术参数依据分析，填仓技术参数的掌握对填仓换

4、刀的整个过程是至关重要的，水泥砂浆的注入量、浆液强度的选择、置换出土量、终止压力、注浆时间间隔等。通过分析对比优化填仓参数尽可能的缩短填仓时间。4.缘由分析综上所述，对填仓、清仓时间较长、换刀效率较低的缘由只要包括以下几点：4.1填仓时间较长(1)关键施工技术运用不当。通过将施工记录与方案技术交底要求对比，现场施工与方案、技术交底要求基本全都，满意施工要求;(2)注浆间隔时间较长。填仓注浆分三阶段进行(置换、上强度、加固掌子面)，每阶段间隔时间为2小时，每阶段中每车注浆(7m3/车)时间为1小时。经分析，依据水泥砂浆的初凝时间(45分钟)，注浆间隔时间较长，有很大的空间可以缩短时间(约6小时)

5、，提高效率。(3)垂直、水平运输不够紧凑。对垂直运输、水平运输设备进行分析，右线填仓期间两台龙门吊、两台电瓶车可供施工能够达到6m3/ 2小时的运输力量。4.2 清仓时间较长(1)渣土外运速度较慢，清仓方法不够合理;经对清仓过程中清土、运输的条件、设备进行分析，制作了一些适合仓内施工的工具以及渣土外运过程中施工的滑移铁板。因此仓内清土、外运的速度能够达到10m3/天。清仓期间进行渣土外运的滑移铁板滑移铁板如图1。图1 清仓期间进行渣土外运的滑移铁板(2)仓内工作环境较差(照明设施不到位、仓内泥水较多);(3)换刀人员安排不合理。由于对换刀人员操作技术要求较高，将换刀娴熟的人员分为一组，个别小组

6、三人全部为换刀不娴熟人员换刀效率大大降低。(4)切口环处清理量过大。对前三次清仓程度进行分析，由于切口环局部清理量较大(特殊是3、9点位)，凝固浆液剩余厚度100-200mm，水 土压力将凝固浆液冲开。冲开后在采纳二次注浆等措施去封堵耽搁时间较长、影响整体工期。4.3 换刀效率低仓内浆液凝固强度较高或过低。对右线其次次填仓浆液配比及清仓状况分析，填仓采纳110kg、150kg、200kg水泥用量的水泥砂浆，清仓过程中土仓下部、土仓壁上部浆液强度较高，清理过程中速度较慢、耽搁时间，同时也存在强度较低封水效果不好的状况。经分析合理的选择浆液的强度配比在后续的清仓过程中节省时间的空间很大，如图2。图

7、2 右线其次次填仓换刀仓内强度高的水泥砂浆5.解决填仓换刀施工工艺问题的对策通过对以上的缘由分析，应实行以下有效的解决对策：(1)制定合理的注浆间隔时间参数。通过总结前三次的换刀阅历对填仓方案、技术交底进行优化。将每阶段间隔时间缩短到1小时;每阶段中每车注浆时间缩短到0.5小时，填仓注浆阶段可节省时间6小时左右。(2)选择合理的浆液强度。依据停机前的掘进状况，地层为岩面较高的上软下硬地层，硬岩占30%40%，地层含水量较大，渣土含砂量为20%30%。采纳80#、110#、200#强度较高的水泥浆液砂浆。同时并利用盾构机在、超前注浆孔进行帮助超前导管注浆加固。(3)科学、合理地安排换刀人员。将换刀人员匀称安排，一组三人，每组两个娴熟工和一个新手协作，使每组都具有较强的换刀力量。(4)清仓过程中做好切口环浆液的预留。一是做好切口环封堵的技术支持及施工预备工作。二是对后三次清仓过程中派管理人员24小时进行监管，切口环预留300500mm，防止因水土压力的影响消失涌水、涌泥、涌砂现象，避开二次加固。表三 换刀时间与目标时间对比表6.结论综上所述，通过对填仓换刀法在盾构区间施工中应用的缘由与对策分析，得到了以下的结论：(1)由上表可知由于各项措施落实到位、施工过程平安、有序，右线第三、