开舱换刀专项施工方案.doc
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1、xx地铁11号线11306标 盾构区间开舱换刀专项方案盾构开仓换刀专项施工方案- 25 -目 录1编制依据- 1 -2工程概况- 1 -2.1工程概述- 1 -2.2换刀位置选择- 1 -2.2.1主动换刀- 2 -2.2.2被动换刀- 2 -2.3刀盘概述- 2 -3施工计划- 5 -4危险源辨识- 7 -5开舱换刀施工工艺- 8 -5.1地基加固区无压开舱换刀方案- 8 -5.1.1开舱前准备- 8 -5.1.2无压开舱土体加固技术措施- 8 -5.1.3无压开舱施工作业面处理- 9 -5.1.4刀具检查更换步骤- 9 -5.2带压开舱方案- 10 -5.2.1人闸构造和功能- 10 -5
2、.2.2人员带压作业操作顺序- 11 -5.2.3通过人员舱运输刀具/工具/材料- 13 -5.3舱内灌浆开舱换刀方案- 14 -5.3.1施工前准备- 14 -5.3.2开舱换刀- 15 -6危险源控制施工措施- 16 -7施工监测措施- 16 -8施工安全保障措施- 16 -9其他技术组织措施- 18 -10应急预案- 18 -10.1应急组织- 18 -10.2救援队伍的组成和配置- 18 -10.3应急资源- 19 -10.4救援组织- 20 -10.5处置方案和处理程序- 20 -10.6日常检查和演习- 22 -11劳动力计划- 23 -12附图- 23 -1 编制依据(1)建筑机
3、械使用安全技术规程(JGJ33-2001);(2)盾构法隧道施工与验收规范(GB50446-2008);(3)盾构施工技术陈馈等主编,2009年05月北京人民交通出版社;(4)xx站xx站区间平纵及矿山法隧道支护设计图(3/11/DO2/S/SQ16/WOO/YT/3000/A);(5)xx站xx站区间平纵及防水设计图(3/11/DO2/S/SQ16/WOO/YT/5000/A)。2 工程概况2.1 工程概述xx站xx站区间位于xx大道下方,两端车站均为地下两层岛式车站,线路整体呈南北走向,区间起点布置于xx大道与xx大道交叉口北侧xx站,线路沿xx大道前进,再依次穿越xx河、xxxx公路桥、
4、xx河后进入xx站。区间采用盾构法施工,右线起讫里程YCK47+268.1YCK49+306.36,全长2046.329m(含长链YCK49+008.069=YCK49+000.000,长链8.069m);左线起讫里程ZCK47+268.1ZCK49+306.36,全长2040.13m(含长链ZCK49+001.870=ZCK49+000.000,长链1.870m)。左右线合计4086.459m。2.2 换刀条件及位置选择由于基岩侵入隧道范围,基岩种类为花岗岩,花岗岩存在大量石英颗粒对盾构刀具磨损严重,当刀具均磨达到10mm或有明显偏磨,开挖面直径小于盾体直径时,极有可能造成盾构机被岩石卡住,
5、无法前进,同时刀具磨损后破岩能力急剧下降,针对磨损严重问题,必须进行刀具更换,而且尽量在滚刀只磨损在刀圈的时候进行主动换刀,避免对滚刀刀毂及盾构刀盘造成破坏,造成更大的损失。2.2.1 主动换刀由于区间位于xx大道正下方,沿线无地表加固条件,除在2#、3#联络通道位置利用联络通道地基加固采用无压开舱外,其他换刀点均采用舱内灌浆换刀。2.2.2 被动换刀球状风化的存在,是xx地层的一个重要特征,即使全线进行5m一点的补充勘察,也无法找出地下的全部球状风化体。对于盾构掘进,球状风化体周围岩土层主要为花岗岩强、全风化层,强度差异大,地层稳定性差,为23类围岩,掘进困难,在土质软硬相差大的情况下,及其
6、容易造成盾构刀具甚至是刀盘的损坏,最终导致盾构机无法掘进。上述情况发生后,进行地表加固不具备条件,必须带压开舱,人工破碎风化体并进行刀具检查更换。2.3 刀盘概述1)区间左线本工程应用左线盾构机为海瑞克土压平衡盾构机,面板式式刀盘,开口率25%,共31把单刃滚刀、4把双刃滚刀,62把刮刀、8把边缘刀、2把仿形刀。海瑞克刀盘结构示意图2)区间右线本工程应用右线盾构机为中铁装备土压平衡盾构机,面板式式刀盘,开口率33%,共32把单刃滚刀、6把双刃滚刀,40把刮刀。中铁装备刀盘结构示意图2)刀具设计说明滚刀的安装采用背装式螺栓连接,切削刀、刮刀的安装采用辐条二侧螺栓连接设计,方便作业人员在刀盘背后(
7、土仓内)进行刀具的拆装工作,无需暴露在没有支撑的开挖面上,充分保证换刀人员的安全。与在刀盘正面安装的形式相比,背装式的设计也为刀具的更换提供了较大的作业空间,使刀具的更换速度得以明显的提高。滚刀安装形式切削刀、刮刀安装形式3 施工计划1、换刀计划安排如下表:序号里程换刀日期换刀点地质情况加固方法地表建筑物情况一左线1ZCK47+6652013年10月9日2013年10月16日进入强风化、中风化上软下硬地层土仓内注浆地表为沥青路面,距隧道中心60m为居民区2ZCK47+6702013年10月29日2013年11月15日进入空推段/地表为沥青路面,距隧道中心60m为居民区3ZCK48+022.52
8、013年12月13日2013年12月21日进入中风化、微风化全断面土仓内注浆地表为沥青路面,距隧道中心75m为居民区4ZCK48+075.122014年1月7日2014年1月15日出中风化、微风化全断面土仓内注浆地表为沥青路面,距隧道中心75m为居民区5ZCK48+4002014年2月14日2014年2月22日全风化、强风化,旋喷桩地表为沥青路面,距隧道中心50m为居民区6ZCK48+647.432014年3月25日2014年4月2日中风化突起土仓内注浆地表为沥青路面,左侧为松明大道7ZCK48+8352014年4月24日2014年5月2日砂质粘性土旋喷桩地表为沥青路面,距隧道中心50m为居民
9、区二右线1YCK47+712.672013年8月31日2013年9月8日进入强风化、中风化、微风化上软下硬地层土仓内注浆地表为沥青路面,距隧道中心20m为居民区2YCK47+7302013年9月21日2013年9月29日进入空推段/地表为沥青路面,距隧道中心20m为居民区3YCK48+068.862013年11月2日2013年11月10日强风化、中风化、微风化上软下硬地层掘进完成土仓内注浆地表为沥青路面,距隧道中心20m为xx浦京投资发展有限公司4YCK48+4002013年12月11日2013年12月19日全风化、砂质粘性土旋喷桩地表为沥青路面,距隧道中心50m为新建居民楼5YCK48+67
10、4.862014年2月4日2014年2月12日中风化凸起、强风化、全风化土仓内注浆地表为沥青路面,距隧道中心30m为居民区6YCK48+8352014年2月25日2014年3月5日全风化、砂质粘性土旋喷桩地表为沥青路面,距隧道中心15m为凯峰宾馆2、备用刀具细目表备用刀具细目左线序号刀具名称数量备注1单刃滚刀312双刃滚刀43刮刀624边缘刀85仿形刀2右线序号刀具名称数量备注1单刃滚刀322双刃滚刀63刮刀403、开仓和换刀材料和机具准备:(1)500W换气扇2台; (2)100W防水灯4套;(3)1.5T导链3副; (4)46mm套筒扳手2把; (5)2T卸扣4个; (6)20mm*1m(
11、六棱)撬棍2根;(7)滚刀吊具4个; (8)2T,长度3m或2m吊带3根;(9)25mm水管20m; (10)4镑榔头2把;(11)1.5KW水泵2台; (12)4合1有害气体检测仪1台; (13)BX400电焊机2台;(14)刀具及螺栓(滚刀、刮刀、边刀)1盘;(15) 氧气、乙炔1套; (16)风镐1把; (17)5T千斤顶1台; (18)刀具检测尺2把;(19)高压清洗机1台。 4 危险源辨识开仓后首先要观察掌子面是否稳定,上部是否有泥土、石块坠落,是否存在塌方现象。其次,工作区可能存在有毒有害气体,打开仓门后,停留一会,是否可以嗅到臭味、有刺激性气味。在作业过程中可能存在其他危险源,须
12、对工作区经常观察。5 开舱换刀施工工艺5.1 地基加固区无压开舱换刀方案5.1.1 开舱前准备准备好各种开舱需要的材料机具,并检查机具的完好性。电焊机、照明、通风、排水、风动设备全部接好线随时待命。做好测量,确认盾构机刀盘进入加固区或全断面岩层后停机。停机前松开铰接油缸,使铰接油缸伸出70mm以上。停机后管片与盾尾交界处焊好止回支撑,防止盾尾后退损坏盾尾刷。现场人员做好技术交底,并明确人员分工。5.1.2 无压开舱土体加固技术措施开舱换刀优先选择刀盘进入全断面岩石地段进行,对预先选择的换刀点进行地质补勘,即在换刀点横断面进行3点钻探,点间距1.5m,以确保换刀点位置地质的准确性。若钻孔发现所选
13、择的换刀点无全断面岩石时,可适当前后移动3m范围进行补充勘探,若有全断面岩石时,则换刀点位置适当移动,若仍然无全断面岩石时,则需要对换刀点进行土体加固。首先根据开舱所在位置的地质分析选择合理的加固方法,对地层进行地质改良,使松散土体得到充分填充及密实,形成具有一定支撑保护能力的复合地基,达到加固的目的,全断面岩层不需加固。确保隧道上方建筑物及舱内人员的安全,从而保证盾构机无压开舱检修施工顺利进行。根据地质情况,在施工过程中采用旋喷桩及注浆加固土体的方法作为地质改良措施以确保无压开舱的正常进行。注浆加固区域的确定根据盾构机的停机位置,所要加固区域为隧道上下左右各2m,隧道轴线方向3m。旋喷桩加固
14、选择2管旋喷,柱间距0.45m,梅花形布置,浆液为水泥浆,配比:水泥:水=1:1(重量比),注浆压力不小于30MPa,每米注浆量不小于600L。注浆施工工艺及效果根据实际的地质条件,浆液为水泥水玻璃双液浆,水玻璃浓度35Be,水泥浆、水玻璃浆体积比C:S=1:1,水泥浆水灰比W:C=0.8:11:1,注浆压力:12MPa(可根据现场实际情况调整)。5.1.3 无压开舱施工作业面处理对周围土体进行地面注浆加固之后,在无压开舱进行刀盘修复和刀具更换前还须对开挖面前方和盾构机上方的土体进行支护,以保证施工人员的安全。具体做法为:从刀盘与盾体之间的空隙插入木板,同时从刀盘开口处向前进行一定的开挖,作为
15、进舱施工作业面。为了保证开挖面的稳定,最大限度地不扰动工作面前方和上方的土体,根据开舱后观察情况确定在前方喷射混凝土处理,然后再做支撑。全断面岩石地段根据观察情况,可局部采用快硬水泥进行堵漏处理,必要时也可以采用局部注浆或喷射混凝土处理掌子面。5.1.4 刀具检查更换步骤清空密封舱内的碴土,利用主隔板泄压阀泄去密封舱内的压力,观察土舱内的液位变化情况。给密封舱加气,压力到达0.15MPa,使盾构机刀盘后退5cm,然后泄压。尝试松开土舱门部分螺栓,观察气压及舱内液位情况,稳定后再完全松全螺栓,直至打开舱门。舱门打开散热一定时间后,使风机,水管到位,并检测舱内气体状况。第4步骤完成并符合安全要求后
16、,人员进至舱门口观察一段时间内的掌子面稳定情况。若掌子面稳定,安装水泵,工作灯等,利用高压清洗机清洗刀具并尽可能把舱内的水抽空,以创造更好的作业环境。刀具外观检查,检查刀盘上所有刀具螺栓是否有脱落现象;刀圈是否完好,有无断裂及弦磨现象;刀体是否有漏油现象;挡圈是否断裂或脱落,着挡圈脱落,还应检查刀圈是否发生移位。刀具螺栓的检查,用手锤敲击螺栓垫,听其声音来辨别螺栓的紧固程度,或一边敲击一边用手感觉其振动情况来辨别螺栓的紧固程度。用刀具标尺量测刀具的磨损情况,作好记录,并提供刀具检查报告,以确定刀具更换数量及位置;盾构刀具磨损的建议标准是:周边刀磨损量为510mm,齿刀磨损量为8mm左右时就必须
17、进行更换。利用手动板手尝试检查各刀具螺栓状况,确定拆除难度,以便及时准备合适的工具材料。转动刀盘所换刀具至合适的工作位置,以利于操作人员舱内作业。刀具更换时,每拆除一把,运出一把后运进一把更换后再拆除另外刀具,拆除作业时,谨防小件坠落,影响作业进度以及对后期掘进产生不利影响。每换完一批刀具后,由值班机械工程师检查一遍安装质量,并检查是否有漏掉的或者没有固定好的。机械工程师确认无误后方可继续作业。更换完毕后,转动刀盘,复紧所有刀具螺栓,清理所用工具材料,确认无误或全部拿出后,关闭舱门,完成换刀工作。新刀具换好后,推进200mm后再次打开舱门检查刀具,复紧螺栓。5.2 带压开舱方案5.2.1 人闸
18、构造和功能人闸由主舱和预备舱组成,两舱被压力门分隔开。主舱利用法兰与中间舱进行连接,中间舱直接焊接在压力密封隔板上,主舱通过密封隔板上的一扇门可以进入土舱。预备舱从侧面与主舱连接在一起,使得进入预备舱必须首先通过主舱才能实现。预备舱用于在压缩空气起作用的过程中向内或向外传送工具以及应急。人闸照片根据舱的大小,主舱可以进3人,材料舱可以进2人。主舱和预备舱都是分开操作的,内部都配有通讯系统、排气阀和通风阀、时钟、气压表、温度计、供暖等设备。排气阀和通风阀只在意外情况发生后人员被堵在里面时使用;正常情况下,进出人闸都有舱门负责人来操作;舱门负责人操作两舱的排气阀和通气阀、通讯系统、气压表、人闸通风
19、用的流量表、以及带式录入系统等设备。人闸通过安装在台车上的空气压缩机站供应压缩空气,管路配有相应的滤清器和安全阀。5.2.2 人员带压作业操作顺序调节保压系统检查和清洁盾构前体压力挡板后的压缩空气调节站,确认此系统工作正常后关闭所有的阀门,防止碴土进入管路中。为了施工人员的操作方便,须把土舱的碴土经螺旋输送机按要求排出一定的数量,停止刀盘和螺旋输送机并关闭螺旋输送机的舱门,此时舱内的土压将会降低。打开保压系统的所有阀门,调节压缩空气站,使得土舱的气压保持或略高于原来的土压。继续升压,直到土舱顶部的土压传感器显示气压值为压缩空气站调节值。人员舱操作人员舱的操作由受过专门培训的人舱管理员执行,管理
20、员需要用到的操作和显示元件均放在人员舱的外面。检查部件(显示仪/条形记录器/加热系统/钟/温度计/密封和阀门)功能。必须严格遵守和执行国家有关空气舱升/降压的规定和所有安全规则。通过了压缩空气测试并经过了相关培训的人员方可进入人员舱工作(暂时患有流感或穿着湿衣服等不能进入)。主舱主舱升压工作人员进入主舱,打开主舱内的双倍条形记录器并检查是否正常工作,纸张是否充足。关闭主舱室的舱门并确定正确锁好。人员舱管理员要通过电话一直与坐在主舱中的人员保持联系。人员舱管理员慢慢地打开通气主阀门,并按照说明缓慢地增加主舱室的压力直至达到预定的压力值(随时监测主舱内人员的健康状况,一旦出现任何微小的不适现象立即
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