盾构机带压开仓作业专项安全施工方案

1、南昌轨道交通1号线一期工程土建四标段盾构机带压开仓作业安全专项施工方案中铁隧道集团二处有限公司南昌轨道交通1号线一期工程土建四标项目经理部二一二年十二月十四日目 录1、工程概况11.1工程位置及范围21.2地质情况21.3水文情况31.4工程设计情况41.5带压开仓目的42、人仓结构及刀盘简介42.1人仓结构42.2刀盘简介53、安全组织机构及培训63.1安全组织机构63.2培训64、盾构机带压开仓安全措施64.1盾构机带压开仓安全管理措施64.2盾构机带压开仓作业安全技术措施75、开仓作业程序85.1盾构机停机准备85.1.1设备检查及机具准备85.1.2刀盘泥浆置换85.1.3尾封密封95

2、.2人仓的加压与减压95.3刀具检查116、带压开仓作业存在的风险和措施116.1掌子面有害气体泄漏116.2设备出现故障导致仓内二氧化碳浓度增高116.3仓内人员出现外伤出血或昏迷126.4带压作业出仓后的身体不适126.5抢救过程中的一般要求127、应急救援体系响应程序138、工具及材料准备139、应急救援及报告联系方式14盾构机带压开仓作业安全专项施工方案1、工程概况1.1工程位置及范围秋水广场站中山西路站区间本工程为南昌市轨道交通1号线一期工程土建四标，其秋水广场站中山西路站区间采用泥水平衡盾构施工，隧道出红谷滩新区秋水广场站，沿东西方向下穿赣江，到达中山西路站，里程范围SK10+98

3、3.83SK12+873.572，长1889.518m；最小平面曲线半径360m，最大纵坡为 28。盾构隧道管片外径6.0米，内径5.4米，衬砌管片分为3块标准管片（B1、B2、B3），两块邻接管片（L1、L2），1块封顶管片（K型）。标准衬砌环环宽为1.2m。区间设有3座旁通道及1座泵房。如图1-1所示。图1-1 区间任务示意图1.2地质情况秋水广场站中山西路站区间地层上部为人工填土（Qml）、第四系全新统冲积层（Q4al），下部为第三系新余群（Exn）基岩。按其岩性及其工程特性，自上而下依次划分为2素填土、2淤泥、3细砂、5粗砂、6砾砂、7圆砾、8卵石、1泥质粉砂岩。其中盾构掘进影响范围内

4、始发段367.5米砂卵石为主，到达段317.5米砂卵石为主，合计685米，占总长度的37%；中风化基岩为1120米，占总长度的60%；断层破碎带为50米长，占总长度的3%。本区间内ZK11+840ZK11+890一带为F5断层，该地段局部岩层裂隙发育、岩体破碎，对隧道洞身稳定具不利影响；同时此破碎段也是区内基岩裂隙溶蚀水的相对富水区段，透水性较好；该破碎段有贯通性裂隙与上部第四系孔隙水含水层连通，并透过孔隙水含水层与赣江水体相连，形成相互补排关系。对隧道盾构掘进施工具不利影响。如图1-2所示。 图1-2 秋-中区间工程地质剖面图赣江两侧道路均为城市主干道，道路两侧地下管线比较复杂。赣江西侧为秋

5、水广场，改造时以砂土回填为主，护岸地段为片石抛填；赣江东侧堤岸现均已改造为扶壁式防洪挡墙，高约9m，堤防外侧为厚约57m的抛石，抛石回填宽度较大，延伸至赣江河道内30米左右。区段内河流岸坡稳定。如图1-3图1-3 轨道沿线周边环境地貌1.3水文情况场区地表水主要为赣江水源，目前地表水位高程约为15.5019.60m之间。 场地浅层地下水属上层滞水、孔隙性潜水、微承压水，主要赋存于表层填土及砂土、砾砂、圆砾中；深部基岩裂隙水，主要分布于第三系新余群泥质粉砂岩、砂砾岩内；孔隙潜水主要赋存于表层填土以及第四系上更新统冲积层的砂砾石层中，主要分布于秋水广场站、秋水广场站中山西路站区间和中山西路站；孔隙

6、微承压水主要赋存于第四系上更新统冲积层的砂砾石层中，承压水水头高度一般为2.505.20m；基岩裂隙水主要赋存于场地第三系新余群泥质粉砂岩、砂砾岩岩层的裂隙中，主要受上部第四系松散层中的孔隙水或微承压水的补给。1.4工程设计情况隧道内径：5400mm。管片形式及厚度：采用C50钢筋混凝土管片，厚度300mm。管片的宽度及分块：1.2m的环宽；采用六块方案，一块封顶块（K），两块邻接块（L1、L2），三块标准块（B1、B2、B3）。环、纵缝及连接构造：管片接缝构造包括密封垫槽、嵌缝槽，管片环面外侧设有弹性密封垫槽，内侧设嵌缝槽。衬砌环形式：通用型衬砌环形式管片拼装形式：错缝拼装特殊管片：钢管片盾

7、构机选型：泥水加压式盾构1.5带压开仓目的盾构隧道主要穿越的地层为：中粗砂层、砾砂层、卵石层、强中风化泥质粉砂岩。当盾构机掘进过程中发生刀具磨损超出规定值、盾构机前方出现异物对刀具产生伤害或出现机械故障后，需根据盾构机掘进过程中各种参数分析并结合现场情况、机械设备情况，组织人员带压进仓作业，进行刀具检查及换刀或排除障碍物或机械维修。2、人仓结构及刀盘简介2.1人仓结构人仓由主室及通道室组成，主室用于人员进出及连接前盾。通道室用于增加人员以及设备物资等的倒运。如图2-1。图2-1 人仓结构图2.2刀盘简介根据场地地质报告及盾构隧道纵向布置，盾构机始发推进过程中主要面对的地层为砂层、泥质粉砂岩，但

8、在某一些阶段，开挖面上同时存在着细砂、中砂、粗砂及砾砂、泥质粉砂岩。因此本区间选择用一台海瑞克S367，一台NFM07泥水平衡盾构承担左右线掘进施工。盾构机刀盘主要参数见表1-1。表1-1 盾构机刀盘主要技术参数表盾构型号部件名称单位数量海瑞克S367刀盘直径m6.28中心刀把6双刃滚刀把13切刀把64双向边刮刀把16撕裂刀把30NFM07刀盘直径m6.28中心双联滚刀把6双刃滚刀把19单刃滚刀把3可更换撕裂刀把9焊接撕裂刀把34切刀把46边刮刀把12圆环保护刀把243、安全组织机构及培训3.1安全组织机构为完善项目的安全管理，保证盾构机带压开仓作业施工安全，及时处理险情，能够做到及时、迅速、

9、有效抢救，将险情控制在最小范围，将损失减小到最低限度，项目部特成立盾构施工安全管理领导小组。安全管理领导小组组 长：何 毅（项目经理）副组长：李义华（常务经理）组 员：侯彬、周兆勇、王付利、代明建、李鹏飞、龚学栋、雷亚章、庞征、徐黔昆、朱铁松、王小平、李静、余兴章其中项目经理为第一责任人，副经理（工区主任）为安全生产的直接责任人，总工为技术负责人。工程部和安质部负责日常的安全工作的培训、检查、督促整改、复查。工区主任负责落实,工人按有关安全规定进行生产。一旦启动盾构机带压进仓作业，安全管理领导小组转为事故应急领导小组，并立即组织工区工人转为应急抢险救援队。3.2培训1、培训对象：盾构施工全体员

10、工，带压进仓作业人员是委外培训合格的人员。2、培训内容：安全知识、安全事故防范措施、安全事故应急处理程序及现场处理措施，高空坠落、物体打击及触电急救知识以及盾构施工方案及技术交底。3、应急演练: 在正常施工状态下，由作业面领工员报告模拟事件信号，启动处理程序，验证各类物资、工具、人员到位情况，是否能够满足处理要求。4、盾构机带压开仓安全措施4.1盾构机带压开仓安全管理措施（1）盾构机带压开仓作业人员必须是经带压作业培训考核合格的人员，定期参加体检，身体健康。（2）为了确保带压作业的安全可靠，需邀请专业人员到现场进行指导和协助，对带压进仓人员进行带压作业培训和安全教育。（3）严格盾构机带压开仓作

11、业申报程序，说明带压开仓作业目的、内容、人员和各项安全应急措施准备情况，经项目经理、总工和安全生产总监批准后，方可进行带压开仓作业。（4）盾构机带压开仓作业人员禁止酒后作业、疲劳作业，精神状态良好。（5）带压进仓人员持证上岗，除必须携带的工具、应急器材和监测仪器外，未经许可，不得擅自随身携带火种（火柴、打火机）和可能膨胀的饮品或食物带入空气仓。（6）带压作业前所有人员到现场熟悉作业环境，详细了解此次带压作业的目的和内容，明确作业步骤和流程，熟悉人员仓和气垫仓内的结构以及各种开关、按钮、开关阀、压力表等的正常工作情况。（7）在仓内进行作业时，分工要明确，1名专业人员负责和外界通讯并总体指挥所有仓

12、内人员，2名作业工人负责具体作业的实施、1名技术人员负责作业人员和通讯人员的信息沟通、资源供给、安全检测等。（8）作业前首先进行人员仓调试，武汉海军工程大学、北京直径线相关人员和项目机电技术负责人三方面到现场共同调试，逐项确认各项功能运行是否正常，并最终做出人员仓能否使用的结论。（9）人仓、自动保压系统及减压仓由两人负责，一名人员负责操作，一名人员监护，同时做好各项记录。（10）人员进行带压作业必须实行签认制，由项目主要负责人和带压进仓人员共同签认，确保各项保证措施的充分、可靠。4.2盾构机带压开仓作业安全技术措施（1）带压开仓作业，做到自防、互防和联防。刀盘转动控制由进入仓内的盾构司机进行操

13、作，主控制室刀盘转动控制按钮同时锁定，防止主控制室操作人员误操作刀盘转动而伤及进仓作业人员；进排泥浆系统与泥浆门实现互锁，即泥浆门打开后，保持仓内泥浆现状，防止进排浆系统误启动伤及仓内作业人员；有两台运行正常的空压机可为人仓提供压缩空气，一台备用，确保持续向带压进仓人员提供新鲜气源；2号拖车上备用发电机保持良好运行状况，在突然断电时，备用发电机能够立即启动，为空压机提供电源；主控制室由24名盾构操作人员监控，无关人员禁止进入主控制室，盾构操作人员服从现场指挥人员的指令；值班电工和维修保养人员要加强对重点电气设备进行巡视检查，发现异常情况，要及时与主控制室操作人员沟通，及时组织人员抢修。（2）人

14、员带压进仓作业前必须检查仓内气体的含量，确保里面无有毒气体，氧气含量充足，同时，仓外监护人员还必须经常关注仓内排放气体的监测，发现异常，必须采取加强仓内输送新鲜空气或者通知仓内人员紧急撤离。（3）仓内禁止存放可燃气体和氧气瓶。（4）在确定盾构机带压开仓时间后，办公室应联系工地附近医院，做好定点救护准备，同时，邀请12名急救经验丰富的专业医务人员进驻现场，并携带一些简单的医疗仪器和急救药品，以便在第一时间内对带压进仓受伤人员的症状进行确诊并实施有针对性的救治,及时减轻受伤人员伤痛，防止受伤部位病情恶化。5、开仓作业程序5.1盾构机停机准备5.1.1刀盘泥浆置换盾构机行至预定里程后停止掘进，并降低

15、转速继续运转排出部分泥渣后将刀盘在指定角度上停止。用黏度高的泥浆置换开挖仓泥浆并适当提高压力保压3小时加强掌子面的稳定。高黏度泥浆粘度控制在25S、比重控制在1.01.05。降低泥浆门，开启排浆泵排出气垫仓内浆液，同时对气垫仓补气稳定开挖仓压力。当气垫仓内液位降低后停止排浆，手动开启人仓旁的平衡阀（使气垫仓内气体进入开挖仓），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

16、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。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。5.1.2盾尾密封在带压作业前，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。注浆封水一般在两个部位进行，可采用同步注砂浆和注水泥浆+水玻璃双液浆两种方式。（1）同步注浆在到达预定开仓位置前，提前提高35环管片的同步注浆量，填充密实土层与盾壳之间的间隙，阻断管片与盾壳之间的水路。砂浆每方水泥含量控制在150kg左右。（2）管片背后封水

17、对邻近盾尾的13环管片，利用吊装螺栓孔进行周圈定压定量注入高浓度砂浆，以封堵管片背后岩层中的裂隙水。砂浆每方水泥含量控制在200kg左右。（3）浆液等强注浆完成后等待龄期一般为36h，可间隔6小时轻微转动刀盘，防止刀盘凝结无法转动。5.1.3设备检查及机具准备（1）作业前应检查人仓内设备的完好性。检查显示仪、条形记录器、加热系统、钟、温度计、电话、紧急电话和阀等是否完好，检查门密封面是否干净、密封是否损坏。必须保证人仓内所有设备处于完好状态。 （2）检查空气压缩机，检查空气储存罐压力是否正常，各管路是否漏气。检查应急发电机，保证工作可靠。（3）准备水泵及相关用具。（4）清理盾构机拖车下方空间，

18、准备担架、氧气、止血带等救护设备，保证电瓶车处于良好工况，轨线应保证电瓶车能顺利执行运送任务，地面准备应急抢救车辆。（5）对盾构机进行检查，保证盾构机处于良好工作状态。5.1.4设备试压待刀盘泥浆置换、开仓泥膜建立完成、盾尾密封及设备检查和机具准备均完成后，可对进仓设备进行试压，以检查进仓的各项目准备工作是否到位，试压采取空仓试压，作业人员不进入仓室，试压压力应高于计算压力1.05倍，并保持30min以上，同时检查各部位泄漏情况，同时记录在试压过程中出现的各种情况，便于试压完成后的检修和改进。5.2人仓的加压与减压 人仓气闸包括主室与通道室，主室用于人员进出，通道室用于增加作业人员及进行设备、

19、工具的转移。在进行作业前应制定完善的加压减压方案及详尽的应急措施。人仓的加压与减压必须由受专业培训的气闸管理员操作。进行加压减压前应对人仓进行外部设备功能检查（包括显示仪器、自动卸压器、密封件以及闸阀等），必要时需要进行加压、减压试验，确保设备安全可靠。1）加压步骤作业人员携带必要的检测设备经检查后进入主室，关闭主室外仓门及主室与通道室间仓门。人仓操作员确认无误后开启记录仪，缓缓开启球阀接通主室通风对主室进行加压。加压过程中操作员通过人仓门观察仓内人员情况，并与仓内人员保持联系，如发现有人员出现不适症状应立即停止加压，进行紧急情况减压操作程序，并立即通知相关领导及安全保障人员准备进行救治。当主

20、室压力与气垫仓压力相同时，缓缓打开主室与工作室间的压力平衡阀门，对主室进行压力补偿。确认压力平衡后小心开启主室通往气垫（前盾内）仓门。作业人员进入工作室。操作员关闭记录仪。2）通道室人员及设备工具进入主室加压人员设备进入通道室，关闭通道室外门。操作员开启记录仪，缓缓打开通道室球阀对通道室加压，当通道室压力与主室压力相等时打开通道室与主室间压力平衡阀，对通道室进行压力平衡，在通道室与主室压力平衡后开启主室与通道室仓门，人员设备进入主室，需要运出的设备进入通道室，关闭主室与通道室仓门，关闭主室与通道室压力平衡阀门。确认无误后人仓操作员对通道室进行卸压，当通道室与外界气压相等时开启通道室与外界压力平

21、衡阀，通道室与外界压力平衡后开启通道室外仓门。见图5-1。3）卸压步骤作业人员进入主室，关闭主室与气垫仓闸门，关闭主室与工气垫仓压力平衡阀，确认无误后人仓操作员开启卸压阀对主室进行卸压。开启主室通风阀，对主室进行通风降压，该过程要注意防止主室压力再次上升。当压力下降到规定压力等级后关闭卸压阀按规定进行一定时间的保压。重复以上步骤至少三次，直至主室压力降至与外界压力相等后开启压力平衡阀，主室压力与外界压力平衡后开启主室外仓门，人员撤出后关闭仓门。人仓操作员关闭记录仪并填写相关记录。卸压后要对进仓人员进行监控（出仓、2小时、12小时各一次）并进行纪录，发现异常立即送医院进行救治。图5-1 进仓示意

22、图5.3仓内作业（1）工程技术人员带压进仓对掌子面的地质情况和稳定性进行检查、确认，同时对刀盘、刀具磨损情况进行检查，确定换刀方案和各种带压换刀前的各项准备工作。（2）对应刀具布置，编制刀具磨损检测表，并将测得的磨损值填入表格。对于出现异常磨损的刀具，进行特别标注。（3）地质检查的工作内容有：掌子面地质情况素描、地层加固效果验证、掌子面出露水情况、地层取样，并综合以上因素对掌子面稳定性进行判定，同时拍摄工程照片。（4）对仓内出现故障的设备进行检查和判定，同时拍摄工程照片。（5）检修及更换破碎机液压油管。6、带压开仓作业存在的风险和措施根据高压作业对人体的影响，事故可分为进仓作业时发生及作业完毕

23、后2天内发生。进仓作业时，可能发生的事故。6.1掌子面有害气体泄漏随着隧道埋深增加，以及隧道周边环境的变化，开挖掘进掌子面可能会涌出有害气体，包括一氧化碳、一氧化氮、甲烷等，有害气体达到一定浓度后，将危及到暴露在有害气体中作业人员的生命和健康。因此，必须执行以下步骤：（1）仓内持便携式有害气体检测仪人员发现异常情况后，必须立即撤离作业人员至人仓，封闭仓门后，仓内指挥人员通知仓外人员加强气垫仓内通风换气。（2）在对仓内排出气体检测合格后，仓内气体检测人员在接到仓外人员通知后，方可在佩戴防毒面罩的情况下进入工作仓内，在进一步确认刀盘仓内气体检测合格后，方可通知人仓内其他作业人员再次进入刀盘仓内进行

24、余下的工作。（3）仓内和仓外监护人员必须做好突发情况执行过程的相关记录。6.2设备出现故障导致仓内二氧化碳浓度增高由于设备出现故障导致仓内空气质量下降，二氧化碳浓度增高，将危及仓内作业人员生命安全，必须采取以下步骤：（1）仓外监护人员必须立即通过内部电话通知仓内指挥人员下达紧急撤离指令，同时通知主管领导。（2）仓内指挥人员接到指令后立即通知仓内人员进行紧急撤离至减压仓，仓外操作人员执行减压程序。（3）在仓外准备好氧气瓶，必要时仓外人员可携带氧气瓶进仓进行抢救。（4）经现场专业医务人员确诊需送定点医院抢救，必须立即通知医院派出救护车及医护人员抵达现场实施救治。6.3仓内人员出现外伤出血或昏迷由于

25、仓内作业人员作业过程中出现意外伤害，出现外伤出血或不适应高压造成昏迷，必须立即停止作业，对受伤人员进行救治，采取以下步骤：（1）仓内指挥人员组织仓内人员将受伤人员送至减压仓，并通过内部电话通知仓外人员按照进仓作业要求进行减压，将受伤或昏迷人员送至仓外。（2）仓外监护人员立即通知主管领导和专业医务人员，经专业医务人员对受伤人员的伤情进行确诊后，视情况严重程度决定是否送往医院进行紧急救护，同时记下事发时盾构机高压仓内压力，将压力参数通知医院准备高压仓。（3）仓外指挥人员组织人员立即进行受伤人员上井准备工作，电话通知办公室人员指派定点医院派出救护车及主治医生赶赴现场施工现场，专业医务人员同时向定点医

26、院主治医生说明伤者初步确诊情况，以利于定点医院做好有针对性的急救准备，确保受伤人员在救护车输送过程中伤情的稳定。（4）在管片运输车上设置临时担架，氧气瓶，待人员出仓后立即由管片车送至端头井，由10+10吨门机吊上地面，交由地面救护车送至医院。6.4带压作业出仓后的身体不适人员在完成进仓作业后，必须按照操作规程进行减压出仓，过快脱离高压环境会导致减压病，人员完成进仓作业后两天内需要注意休息，如感觉不适应立即通知办公室，由办公室联系医院作好准备工作，并用小车将人员送往医院，同时通知主管领导。6.5抢救过程中的一般要求（1）不使患者情绪激动，尽量使患者排空二便，清除患者口袋内的随身物品，尽量使病人平躺，将病人衣物脱掉，节约时间，使患者在医院能快速换上治疗服，并注意保暖。（2）确保整个抢救通道的畅通，机械设备运行正常，各关键岗位人员到位。7、应急救援体系响应程序现场值班人员现场值班领导事故判断响应级别信息反馈应急领导小组组长事故应急启动应急救援抢险队信息网络开通应急资源调配应急领导小组到