大~秀区间常压开仓换刀技术方案.docx
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1、武汉市轨道交通XXX第X标段土建工程XX站XX路站区间盾构常压开仓换刀技术方案中国铁建编制:审核:审批:XX公司武汉轨道交通XX项目经理部2017年06月目录一、工程概况-21.1工程位置及地理概况-21.1.1工程简介-21.1.2 区间线路平面设计-21.1.3 区间纵断面设计-21.2 地质及水文概况-21.3 .1工程地质-21. 2.2区间水文地质-4,、JI7目J5.、开仓地质段的选择5四、换刀前的准备工作-5五、盾构机刀具检查、更换标准化作业-65.1刀具、刀盘检查作业-65.2换刀-8六、开仓换刀工作的流程-10ts、JLL&JILLLy贝U137.1/贝IJ,人员组织构-13
2、7.2监测频率、控制值、报警值-13,I、车十又寸才曰$6114九、换刀工作注意事项:-16十、盾构机开仓作业安全事故应急救援预案-1710.1事故类型和危害程度分析-1710.2应急处置基本原则-1710. 3应急指挥机构及职责-17104.17十一、盾构机开仓作业安全预防措施-1911. 1事故预防措施-19IL2提升运输作业安全措施-19IL3预防空气中毒措施-19IL4机械安全保证措施-20IL5用电安全保证措施-20十二、应急抢险组织机构-2012.1抢险领导组织机构-2012.2突发事件抢险救援职责-2012.3、*22一、工程概况1.1 工程位置及地理概况1.1.1 工程简介XX
3、站”XX站区间为XXX第七个正线区间,XX站位于光谷大道东侧,XX站位于光谷大道正下方。本区间自XX站出发,沿光谷大道敷设,侧穿地质调查中心(佐8)、下穿光谷金融港人行通道、上跨远期17号线区间、下穿两个BH5000X2200的砖/碎雨水箱涵(埋深约3.94.6m).本区间采用盾构法施工,本次设计范围为区间平、纵断面设计。三图1.1武汉地铁XXX5标总体施工筹划示意图1.1.2 区间线路平面设计区间从XX站出发,沿线侧穿地质调查中心(碎8)、下穿光谷金融港人行通道、上跨远期17号线区间、下穿两个BH5000X2200的砖/碎雨水箱涵(埋深约3.94.6m),线间距12m15m0左线设置半径为1
4、00Om、1200m、IooOm、120Om的四组平曲线,右线设置半径为IOooIT1、1200m、1000m.120Om的四组平曲线。1.1.3 区间纵断面设计本区间出XX站后,左线以2.0%。、21.0%。、4.0%。下坡后,转4.0%。、21.385%。、2.O%o上坡与XX站相接;右线以2%。、21.O%o4.0%。下坡,转4.0%。上坡、21.389%。、2.0%。上坡与XX站相接。1.2地质及水文概况1.1.4 2.1工程地质根据钻孔揭露,结合区域地层对比,场地表层分布人工填土层,其下为第四系全新统地层,局部分布残坡积地层,下伏基岩为三叠系下统大冶组灰岩、泥质条带灰岩及二叠系下统孤
5、峰组和上统炭质页岩、硅质页岩。各时代地层岩性自上而下分述如下:(1)人工填土(Qml)杂填土(1-1):主要由粘性土、砖渣、公路路基路面(碎石、碎碎块)等物质组成;结构松散,堆积时间1年以上,厚度一般O.24.0m。场地地表连续分布。素填土(1-2):主要为褐红色、灰黄色粉质粘土、粘土,混杂少量砖渣、碎石、植物根茎等,堆积年限2年以上。埋深02.4m,厚度0.86.3m,场地地表连续分布。淤泥质土(1-3):也称上层淤泥,呈灰、灰褐色,主要为暗埋原塘内沉积物,含有机质等杂质,一般呈软塑状,厚度变化大,一般L03.0m,局部达到5.0m,分布不连续。顶板埋深L26.0m,相应标高19.214.6
6、m。(2)第四系全新统冲积层(Q/)粉质粘土(6-1):灰一灰褐色,切面光滑,主要呈可塑状,少量软塑状。该层厚度变化大,一般1.23.01局部达5.3111,分布较连续。顶板埋深3.07.8m,相应标高17.512.8mO粉质粘土(6-2):灰色、灰黄色,主要呈可塑状,局部软塑状,有光泽反应,切面光滑,含少量铁镒质结合,局部含灰白色、灰绿色团块。厚度变化大,多在2.04.0m之间,最厚达7.8m,分布连续。顶板埋深L77.9m,相应标高19.011.7m。砂质粘土(6-3):褐黄色,一般沙粒含量较高,局部相变为泥质粉细砂透镜体。底部局部分布有含粘土质砾、卵砾石、砾石成分主要为石英砂、硅质页岩等
7、。该层厚度1.1-5.2m,分布部连续。顶板埋深6.010.8m,相应标高14.79.9m。(3)第四系残坡积层(Q“)粘土夹碎石(10-4):褐红色、褐黄色,碎石分布不均一,含量5%30%,可见粒径I-IOcm,呈次圆一次棱角状。厚度1.66.0m,厚度变化不大,零星分布。顶板埋深8.7-10.4m,相应标高12.710.7m。(4)溶洞堆积物(QCa)溶洞堆积物多为棕红与褐黄色粘土,少量为粘土夹碎石,多呈软塑状,部分可塑状,少数呈流塑状或硬塑状。(5)三叠系下统大冶组(TId)下部为泥质条带灰岩(16n),上部为灰岩(16g),分述如下:灰岩(16g):灰色,薄层状,微晶结构,主要矿物成分
8、为方解石,少量水云母、白云石等矿物层间含泥质、钙质,该层分化一般较弱,总体呈微风化,偶沿层面风化呈黄色。主要分布于桩号右DK36+373.6DK37+280段。泥质条带灰岩(16n):薄层状,新鲜色为深灰色、灰黑色,风化色为灰黄色、黄色,岩性以泥质条带灰岩为主,局部渐变为泥岩与灰岩互层、泥岩夹灰岩、泥岩等。该层顶部局部为0.53m强风花带(16n-Do主要分布于桩号右I)K37+280DK37+580段。(6)二叠系下统孤峰组+上统(P3P2)炭质页岩、硅质页岩(17a):黑色,该层主要由炭质页岩、硅质页岩及粘土岩组成,间夹有长石石英砂岩、灰岩等,EQNJZ6-111148-63钻孔揭露粉细砂
9、岩(17C)透镜体。表1区间工程地质参数一览表M饮WM然(kN/m3(kPo力H解C)kn(MPm)HMlkv(MPm)林系如(MPoZm)爱酬(做)Qml1-118.68412121-2*虹20108Q55-一-1-318.6105Q622018一Q4d6-1Hti19.815100.4830326-2m202512。.心29306-320315130.403757一一Qdldl1Q-4灶关机20.4J5140.384244-Tld网O一2000200063.016nUtUHW-16.0P1gfP2170-1一一-35-160135a817o-2岫叫做*402202002.017o一-一一一
10、一45.0隧道覆土埋深9.9m18.1m。区间沿线属长江m级阶地。隧道洞身主要穿越的土层有10-4粘土夹碎石、16g灰岩、16n泥质条带灰岩,局部穿越17aT强风化硅质页岩、炭质页岩、17a-2中风化硅质页岩、炭质页岩、溶洞。隧道顶位于主要地层为107粘土夹碎石、16g灰岩,局部位于6-2粉质粘土层。隧道围岩综合等级为V级。1.2 .2区间水文地质(1)地下水类型场地内地下水按赋存条件及水力学性质,划分为上层滞水和岩溶水两种类型。1)上层滞水:主要赋存于人工填土中,接受地表水与大气降水补给。上层滞水因其含水层物质成分、密实度、透水性、厚度等的部均一。地下水埋深0.54.5m不等。2)岩溶水:主
11、要赋存与场地三叠系下统大冶组(TId)灰岩溶洞、溶蚀裂隙中,具承压型。勘察期间,实测EQNJz6T1114-dg-38孔岩溶裂隙水水位,水位埋深8.511b相应标高12.2m,承压水头1.Onio(2)主要岩土层渗透性从室内渗透试验结合场地地层分布及岩性特征分析,粉质粘土一般具极微弱透水性,其中6-3层因含砂质,一般具弱透水性。二、开仓目的(1)检查结泥饼的情况,并进行清理。(2)检查刀具磨损情况情况,并拍摄照片或摄像,为后续掘进工作提供数据;(3)对磨损严重的刀具进行更换。三、开仓地质段的选择根据隧道地质报告的描述,大秀区间左线/右线前500环在全断面16g灰岩中掘进,其平均单轴饱和抗压强度
12、为63Mpa,50760环在全断面16n泥质条带灰岩中掘进,其平均单轴饱和抗压强度为16Mpa,在考虑上述条件下还要进一步考虑地面的建筑物情况,综上因素开仓地质段如下如所示,如有特殊情况需要开仓检查时,报监理审批。开仓位置表刀盘位置/环掘进断面备注509516g灰岩盾构上部灰岩最小厚度1.85m12514016g灰岩盾构上部灰岩最小厚度4.8m20(27016g灰岩盾构上部灰岩最小厚度7.2m30531016g灰岩盾构上部灰岩最小厚度8.6m37550016g灰岩盾构上部灰岩最小厚度5.7m50P760环16n泥质条带灰岩盾构上部泥质条带灰岩最小厚度1.2Im四、换刀前的准备工作(1)总体规划
13、:在盾构始发后的日常工作中加强对施工区段地质情况的了解,并与地质情况报告相对比,看实际的地质是否与地质报告中所描述的地质情况相符合,充分估计特殊地段对刀具的破坏程度,同时根据实际的地质情况,制定刀具及刀具配件的采购计划。(2)成立换刀工作领导小组:根据总体规划的情况,适时成立换刀领导小组,负责换刀的总体工作进行部署;(3)设备物资的准备:设备与材料的准备,是实现快速换刀的基本保证,从而减少土体开挖面在外暴露的时间。在确保常用设备(机具)、材料到位的情况下,优先使用更为先进的工具,同时对可能在使用过程中损坏的设备、工具要确保损坏后立即有备用的。(4)保证盾构机各项性能完好:在日常做好盾构机日常维
14、修保养的情况下,加强对换刀过程中需要用到的系统的维护保养,如刀盘旋转液压系统、电气系统、通风系统、循环水系统、污水排出系统、压气系统、单梁、管片拼装机、后配套系统,从而保证换刀工作的顺利进行;(5)成立换刀工作小组、应急救援小组、地表监测小组及后勤保障小组1)换刀领导小组在确定换刀的时间后,组织成立换刀工作小组,小组的成员主要分为隧道内外总指挥人员、换刀操作人员、配合换刀人员和机动人员,并对相应人员的工作内容进行详细的分工;2)成立应急救援小组,负责处理换刀过程中出现的突发情况,并与附近的医院保证24小时能随时联系;3)成立地表监测小组:对在换刀过程中地表变化的情况时时监控,并随时向换刀工作总
15、负责人汇报;4)成立后勤保障小组:对相对来说时间比较长的换刀工作提供有力的后勤保障。(6)人员培训:组织换刀工作小组的成员进行相应的岗前培训,对正常换刀过程中各自的工作内容进行详细的交待。尤其是进仓作业的人员,必须经过专门的培训,并做好相应的安全技术交底。五、盾构机刀具检查、更换标准化作业5.1 刀具、刀盘检查作业5.1.1 首先仔细查看地质资料,盾构机的刀盘在什么具体位置和地面建筑情况,决定是否可以开仓及更换刀具;刀盘检查时间的确定;1)在硬岩地区每推进二十米检查一次;2)当掘进参数:如推进速度、总推力、刀盘扭矩等发生异常时进行检查。a硬岩地区,纠偏困难。b推力比同等地质条件下大,但速度、扭
16、距等明显低得多。扭矩300t-m、推力,推进速度较低,同时推进频繁跳闸。5.1.2刀具、刀盘检查内容:(1)滚刀检查内容包括:滚刀的磨损量和偏磨量,滚刀刀圈的脱落、裂纹、松动、移位等,刀具螺栓的松动和螺栓保护帽的缺损情况;(2)刮刀的合金齿和耐磨层的缺损和磨损以及刀座的变形情况;(3)刀盘有无裂纹、刀盘牛腿磨损及焊缝开裂情况;5. (4)主轴承土仓内密封处检查有无润滑脂和齿轮油外泄情况。6. 1.3检查工作实施:(1)检查指令由盾构工区下达给盾构队,盾构队在接到检查命令后无条件执行。(2)检查工作由盾构队队长总负责,盾构工区派机械工程师对检查结果进行复核和确认。(3)检查准备工作a)、检查工具
17、:滚刀检查工具由盾构工区落实,检查完毕后交还盾构工区,检查用手电、对讲机等由盾构队负责落实;b)、检查时确保洞内通风正常,确保有通向土仓的风管和水管;c)、检查前,应确保人仓内通往土仓的低压安全照明正常,并有足够的备用灯泡(灯管);d)、土仓门的开启确认在进行刀盘检查前,盾构机司机应先进行出土、排水、放气操作,在确认以上工作完成后,由盾构机司机通知仓门开启人员可以开仓;e)、开仓门注意事项:开仓门前应先打开人仓和土仓之间的减压球阀,(如果阀芯堵塞时用铁丝通开),待土仓内外气压平衡后,当1#、2#、3#号士压传感器的压力值为零时,再拆下螺丝,最后打开压板,在松开压板螺丝的过程中,要严格注意土仓内
18、压力的变化,发现异常时,马上拧紧螺丝,以防异常情况发生;f)、在进行刀盘检查前应准备好联络、通信工具,并安排专人值班,以确保刀盘检查和换刀过程中,人仓、操作室和地面监控室之间的信息畅通;g)、土仓门打开后,应先由盾构队土建工程师对刀盘前方土体的稳定性及地下水情况进行确认,并得出是否具备进行刀盘检查的条件,当符合条件后,方可进行刀盘检查;当条件不符合时,应先采取应急措施,如用大锤将木板(长1m,厚30mm,头部带尖)向前上方打入刀盘和土仓的缝隙,以及给刀盘进土口每隔IOCm打入木支撑等,严防土体塌方造成对检查人员的伤害;h)、操作司机锁住刀盘(操作室),到人闸换刀控制面板上操作,转速为0.5转/
19、分钟;如控制面板坏了,则需操作司机与换刀负责人用对讲机沟通好,确保核实无人及其它物时,方可转动,转速为00.5转/分钟;J)、用水冲洗刀盘、滚刀(齿刀)上无泥及降低密封仓温度后,若密封仓水多则放潜水泵到密封仓抽水,(在以上此段时间应该把换刀工具准备到位)。5.2换刀1、换刀、刀盘修复前准备:首先由盾构工区根据刀具,刀盘检查结果和刀具更换依据,确定刀具更换的具体数量和位置,然后报主管领导审批后,安排时间由盾构队组织人员进行实施,同时通知机械班加工和准备缺损零部件,通知物质部准备刀具、刀盘修复材料和换刀工具。2、刀具更换依据:(1)滚刀在刀圈产生偏磨、刀圈脱落、裂纹、松动、移位情况下必须进行更换,
20、其它按边缘滚刀磨损量在1520mm,正面区滚刀磨损量在1520mm,中心区滚刀磨损量在2025mm进行更换(以上数据为参考值,可按实际情况进行修正);(2)刮刀/齿刀合金齿缺损达到一半以上和耐磨层磨损量达2/3以上更换。3、换刀程序规定和注意事项(1)换刀程序:a)、刀盘旋转到所需换刀(正面、边缘区的刀)的位置(三点位置有个平台),风镐工凿坑,坑的容积与刀的体积基本相等,坑凿好后,把需要换的刀转到基坑中,拆刀工先卸掉保护帽,用气动扳手卸下楔型块螺杆上的螺母,取下夹板块和楔型块螺杆;用钢丝套套在两刀圈之间,用导链缓慢拉动将到从卡槽中提起,滚刀脱离刀座,此时拆刀工拆完刀,运出密封仓;b)、新刀(正
21、面、边缘区的刀)运进密封仓后,装刀工将新刀的轴编号与刀盘圆心相反,放进刀架缓慢推进刀座中的卡槽,楔型块螺杆、推进去旋转90度与刀轴斜面吻合,再装上夹板块,上紧螺母,涂上硅胶,上紧保护盖帽,即正面、边缘区的刀装好;c)、刀盘旋转到所需换刀(中心滚刀)的位置,风镐工凿坑,坑的容积与刀的体积一半时,为坑凿好后,把需要换的刀转到基坑中,拆刀工先用气动扳手卸下四颗螺栓,在卸下双面楔型块块,用钢丝套套在两刀圈之间,用导链缓慢拉动(保持水平和垂直的角度)将到从刀座中拉出,中心滚刀脱离刀座,此时拆刀工拆完刀,运出密封仓;新刀(中心区的刀)运进密封仓后,装刀工将新刀的轴编号与刀盘圆心相反,缓慢推进(保持水平和垂
22、直的角度)刀座低部,装上双面楔型块,上紧四颗螺栓,在中心区刀四颗螺栓先上对角,再最后按图纸设计要求上紧),即中心区的刀装好;(2)刀具运输规定及注意事项:在刀具运输过程(包括从地面下井到进入土仓后到达换刀位置的全过程)以及旧刀具运出地面过程中,必须检查吊具、钢丝绳、木版等的质量,确保其安全性能的前提下方能投入使用,以免在刀具运输过程中突然断裂,导致刀具跌落,造成对人身的伤害和设备的损坏;选择合理的吊装方法和合适的吊点位置,以避免刀具的突然脱落和拉坏设备,特别禁止在推进油缸和较接油缸活塞杆上捆绑钢丝绳作为吊点;严禁刀具碰撞设备,尤其是各类仪表,接线盒、电子仪器、油缸活塞杆等易损部位。(3)土仓换
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