广州轨道交通四m大跨度盾构区间盾构施工技术

广州轨道交通四m大跨度盾构区间盾构施工技术

1风化带地层作为该部门承担的第四支广州铁路线大学城根头大学城框架区坍塌工程的一部分，当右线构造开挖至ywd17-224（第686环）时，刀板位于<7z：地震破坏系混合岩的强风化带、<8z：混合岩的平均风化带和<9z：混合岩的微风化带（为粘土粉砂岩、细砂岩、中砂岩和少量粗砂岩），顶部为2-1b。由螺旋式车床生产的各种泥浆和泡沫（流是软塑料，局部有腐殖质和贝壳碎片，通常是细粉砂岩）。螺旋式车床的出口门发生了突水和喷出，大量泥浆和泡沫从出口管中流出来，少量风化岩块被输送到炉渣。盾构掘进速度为1～4mm,推力为1950～2300t,扭矩3400～4000KNm,渣土温度55°(上次换刀至此已掘进110环),刀盘附近地表出现明显的沉降。据盾构掘进技术参数分析认为刀具已经严重磨损,无法对前部的中风化及微风化岩进行掘进,到达不了预定换刀点(YDK17+248)。为确保刀盘及地面设施,决定在YDK17+225处进行加气带压换刀。2准备压刀前的工作2.1间止水、桩底在盾构刀盘前0.8m钻2排共19根∅1mC30素混凝土桩,桩底至中风化岩面,桩间止水采用旋喷水泥浆。素混凝土前(大里程)采用3排∅600旋喷桩,桩底至中风化岩面。素混凝土后(小里程)采用6排∅600旋喷桩,桩底至盾构。在地面下5m范围内采用冲击钻加3m钢护筒,然后采用旋转钻机钻至风化岩面,最后灌入C30水下混凝土。2.2带压换刀作业1)带压作业人员从施工班组中选14名身体合格的人员送潜水学校进行加压培训,选择经培训合格并有压力环境适应证书的人员参加带压换刀作业。将进仓作业人员分成4组,每组3人,四组轮班作业。保证每班每天作业时间在80～120min左右,确保充分的休息时间。2)后勤保障人员每班安排5人做换刀作业后勤保障服务。3)安全保障人员聘请潜水学校的医生和潜水教练负责人仓外部加、减压作业及陪仓作业。2.3应急设备准备在盾构上配备了专用的医疗应急设备并储备了1台空气压缩机。2.4刀准备根据刀盘结构形式及刀具的拆装方法,为保证安全、快捷地进行换刀作业,需要准备好必要的换刀工具及备用工具。2.5对设备的检查检查盾构隔仓板上的球阀及闸阀;检查加压系统,保证其功能正常;检查盾构各系统,保证其功能完好。2.6刀盘清洁清洁对作业人员进行操作程序、安全事项等的详细交底,特别要注意以下几点。1)值班领导密切注意换刀作业人员的身体及工作状态。2)刀具安装过程中,刀具工程师现场指导作业,并监控刀具安装质量。3)进仓作业人员穿防护服,系安全带,清洁刀盘时戴防护眼镜。4)每次进仓作业前将刀盘清洁干净,保证脚下无渣土;保证刀具安装位置清洁。5)换刀过程中密切注意掌子面的稳定情况;地质工程师定期检查围岩情况。6)每次出仓转动刀盘前将仓内工具材料取出土仓;旋转刀盘由专人进行,每次转动完成后将钥匙拔出。7)连续不断地向土仓中送入经过净化的压缩空气;8)保证人闸至土仓的通道畅通,无障碍物。9)时刻检查吊运刀具用的导链、吊耳、钢丝绳、吊带等物品完好性。3带压更换刀的操作带压作业人员进仓应在潜水学校医生和潜水教练的指导下,严格按海瑞克盾构操作手册中带压作业指导程序进行。3.1土仓压力调整系统停机状态时,土仓内为水、渣土、膨润土、加固浆液混合物。在换刀作业加气建立气压前,将此混合物通过压力舱壁上部加气孔、加水孔放出,排放过程中采用对讲机与盾构司机联系,时时掌握土仓内的压力变化量,同时严格控制混合物排出量。当停止混合物排放且土仓内压力无增大时,可以确定刀盘上部及前方土体处于稳定状态,此时打开土仓压力调节伺服系统进行加气,根据当时地质情况经工程部技术人员核定,气压控制在2.5bar,打开螺旋输送机后闸门进行排土,严格控制出土量。当渣土排出量适当后,用盾构自带的气压平衡系统自动保压,并辅以人工调控。将压力仓壁右下角排水阀打开少许,控制土仓内水位;打开压力舱壁右侧排气阀少许,保证土仓内空气流通,通过气压平衡系统进行气体置换。同时派专人负责看管该放气阀,确保及时开关,保证土仓内压力稳定。3.2工具的维修保养将作业工具及刀具放在人闸内,每次作业结束后由专业工程师检查工具是否完好,并派维修工对工具进行维护保养。专业工程师检查人闸内准备的刀具及各种物资是否充足,保证准备工作充分、无遗漏。3.3减压和入口门司仓医生按国家规定进行加、减压作业,仓内人员听从司仓人员的安排并及时反馈意外情况,听从医生的指挥。3.3.1入口门前的室前室为进入土仓和主压力室的准备室,也是进、出人员及材料的中转站。3.3.2加强主室压力的管理,保证空气过滤器的正常工作1)检查显示仪表、带式记录仪、暖气、时钟、温度计、电话、紧急电话、密封阀等及密封门的清洁状况。2)人员进入主室。3)开动双纸带记录仪,检查其工作是否正常以及储纸量。4)关闭主室与前室间的隔离门(注意正确锁闭),主室压力墙上的人闸门处于密封状态。5)人闸管理员与进入主压力室内的作业人员建立电话联系。6)人闸管理员缓慢打开“主室通入空气闸阀”,按照规定缓慢增加主室的压力,直至达到工作压力(人闸中的工作压力最高可达3bar,超过时安全阀自动卸压)。7)主室中的人员可以根据自己的要求调定暖气。8)当主室的压力和土仓的压力相同时,人闸中的人员缓慢打开主室和土仓之间的密封门,进入土仓。人闸管理员关闭带式记录仪。3.3.3保持主室排气阀的正常使用,使主室压力无法下降3)压力墙门和压力墙上用于平衡压力的闸阀必须关闭。4)人闸管理员和在人闸中工作的人员之间建立电话联系。5)人闸管理员打开带式记录仪,在观察压力表“主室压力”和流量计“主室排气”的同时,开始使用主室排气阀缓慢降低主室压力。与此同时,使用主室通入空气闸阀向人闸通入空气。但不能使压力再次上升。6)调节主室排气闸阀和主室通入空气闸阀,使人闸在通风的情况下达到一个符合规范的稳定而缓慢的降压过程。在这一过程中,主室排气量流量计显示的流量必须不低于每人0.5m3/min。在这一进出过程中,人闸里人员可以打开暖气,推荐的温度范围是15℃～28℃。7)当主室压力达到常压后,就可以打开主室隔墙上通往前室的密封门,人员走出主室。8)人闸管理员关闭带式记录仪,把进出过程(日期、时间、压力、人数等)登记到进出人闸登记簿中。3.4检查设备磨损进入土仓内的工作人员首先检查刀具的磨损情况,做好记录,以备下次进入时可以及时进行刀具更换。3.5带压下使用电、气焊工具作业根据刀具磨损情况,在确保盾构刀盘破岩能力和减少带压作业时间的前提下,同时考虑到带压下不能使用电、气焊工具作业,按照本次换刀可以保证安全进入下次预定换刀地点的原则下进行必要的刀具更换。按照正常的换刀操作程序进行换刀作业。3.6做好材料清单的管理由于带压进仓的特殊性,为减少在土仓中不必要的等待时间,提高带压进仓的效率,需加强以下几点工作。1)班组之间的互相交接要尽可能详细、清楚,要登记好进、出土仓工具及材料清单。2)组与组间要将损坏和缺失的工具及零部件及时向下一组进行交待。3)人仓内的工具及零部件要摆放整齐,不要乱堆乱放,防止将电线及管路砸破损坏。4)从土仓出来之前要将仓内工具及零部件全部取出,防止堆放在刀盘上的物品由于下班人员不清楚而转动刀盘使其落入土仓中。5)带压进仓人员要休息好,确保进仓作业安全。6)外面服务人员要及时将仓内所需物品准备妥当。7)作业人员要服从司仓医生的安排,不可随意延长或缩短作业时间。8)在仓内作业时要注意人闸门开关的畅通,出仓时要关好土仓门,确保不漏气。4带压换刀应急演练注意事项通过对本次刀具磨损情况分析,可以得出以下认识。1)施工前,需详细地研究全线地质状况,必要时进行补充地质勘探。可根据地质情况将全线划分为若干个刀具检查区,减少不必要的带压换刀情况的发生。2)施工过程中要注意检查、记录土仓温度及排出渣土的温度,当渣土温度比正常情况偏高时,要注意检查刀具。3)相同的地质条件下采用土压平衡模式掘进时,刀具的磨损程度