盾构机施工刀具管理方案.docx

盾构机刀具管理方案
1刀盘刀具的检查
检查刀盘刀具的目的：一是检查刀盘和刀具，必要时更换刀具；二是直观准确地检查掌子面的地质情况，为下一步施工提供准确的技术参数。检查内容如下：
（1）刀盘检查
检查刀盘磨损情况；检查主轴承及其密封油脂情况；检查刀盘面板是否裂纹或变形.
（2）外观检查
检查所有刀具螺栓是否有脱落或松动现象；检查滚刀挡圈是否断裂或脱落；检查滚刀刀圈是否完好，有无裂纹、断裂及弦磨现象；检查滚刀刀体是否漏油或轴承有无损坏；检查撕裂刀、齿刀、刮刀有无断齿、松动、严重磨损或脱落现象。
（3）刀圈磨损量的测量
在滚刀刀圈没有断裂和损坏的前提下，正确测量滚刀刀圈的磨损量是掌握刀具状况进行刀具更换的依据.刀圈磨损量测量采用特制的模板进行。
2刀具更换的原则
正确及时地更换刀具，可以减少刀具的非正常损坏及意外停机换刀时间，达到提高设备利用率、降低刀具损耗的目的。刀具更换遵循以下原则。
（1）“合理”原则
刀具更换的“合理"原则主要有两方面：一是刀具类型与地质的适应性；二是刀具更换计划的合理性.
（2）“批量”原则
为了保证刀具破岩的效率，减少刀具更换频率，有计划地进行批量换刀，具体为边刀批量，正滚刀（或撕裂刀）批量，中心刀批量，刮刀切刀批量。
（3）“快速”原则
由于刀具更换在近似密闭的仓内进行，前部为掌子面，地质的不可预测因素客观存在，为了保证换刀人员和机械设备的安全，采用快速有效的换刀。
3换刀点及换刀方式
推进过程中对刀具磨损较大，需要经常性开仓检查或更换刀具。隧道掘进过程中需要通过6个竖井，竖井之间进行最长距离1064.5m，最短435m，详情见比表5 —
表5 6隧道区间情况统计表
序号
区间
开始里程
结束里程
长度
地质情况
1
8#-9#
W1K5+814.5
W1K6+250
435
砾质粉质粘土，全强风化粗粒花岗岩
2
9#-10#
W1K6+264.5
W1K7+329
1064.5
粉质粘土,全强风化花岗片麻岩
3
10#-11#
W1K7+343.5
W1K8+235
892
粉质粘土，全、强、中风化花岗片麻岩
4
11#—12
#
W1K8+250
W1K8+690
440
粉质粘土，全风化花岗片麻岩
5
12#-13#
W1K8+704.5
W1K9+619
911.4
粉质粘土，全、强、中风化花岗片麻岩
6
13#-14#
W1K9+630.4
W1K10+166
536
强、中风化花岗片麻岩
7
14#—15
#
W1K10+180.5
W1K11+060。 5
880
粉质粘土，全、强、中风化花岗片麻岩

3.1竖井换刀
每个竖井均可作为刀具检查及更换地点，当盾构机到达竖井后对刀盘及刀具进行一次全面的检查，刀具磨损达到限值或即将达到限值时及时进行更换或位置调整。
3.2区间换刀
由于区间穿越地层有中、微风化花岗片麻岩，强度较高，对刀具磨损较大，因此对于长度超过5的区间设置中间检查及换刀点，采用带压进仓方式进行，并且根据已通过段实际刀具磨损统计和掘进参数适当进行调整。
掘进过程中根据掘进参数变化、碴土温度变化等判断刀具磨损情况，及时进行刀具检查及更换，临时换刀采用带压进仓方式进行。
初步设定区间内换刀点如表5-7所示。
表5-7区间拟换刀位置及换刀方式表
序号
区间
换刀里程
换刀方式
地质情况
1
9#—10#
W1K6+8
带压进仓
粉质粘土
2
10#-11#
W1K7+8
带压进仓
粉质粘土，全风化花岗片麻岩
3
12#—13#
W1K9+080
带压进仓
粉质粘土，全风化花岗片麻岩
4
14# 15#
W1K10+650
带压进仓
粉质粘土
4带压进仓作业

4.1准备工作
1）压气专业培训
在实行带压作业前，进仓作业人员必须进行专业的高压作业培训。带压作业人员培训分为三个部分：理论知识培训、操作技能培训、心理培训。
2）进仓人员甄选
首先尽量选定有换刀经验和排除大卵石经验且头脑灵活的工人，其次进仓人员必须进行体检，只有合格者才能进入土仓带压作业，凡是患有心脏、呼吸系统、耳喉鼻疾病者不得进仓.
3）人员分工及后勤保障
（1）人员分工
成立压气换刀试验和压气排大卵石值班小组。组长由项目经理担任，下设白班和夜班两个值班班组，四个作业班组，每班工作6小时，班长为有换刀或清除大卵石经验丰富且参加过高压培训的工人。
（2）物资准备
① 生理盐水、葡萄糖、毛巾被、线质手套。
② 在换刀人员进仓前2小时，出仓后2小时进餐，食堂准备高热量的食物。
③ 人闸内外通讯畅通，配置对讲机。
④ 准备急救箱、纱布、消毒液、棉签、云南白药、创可贴等应急药品.
⑤ 现场有专车守护，以便意外情况发生将伤员及时送往医院。
⑥ 进仓作业所需要的工具。
（3）作业时间安排
按照气压条件下作业时间要求限制，每次进入土仓作业不能超过6个小时。
4）设备检查与维护
通过压力表，检查前舱、主舱、作业舱的密闭性能。对空气压缩机和储气罐进行检查观察其工作压力是否正常.加压前，检查压缩空气系统的封签和功能。进舱作业所需各种起重工具和切割工具要进行进舱前的检查，避免工具不能正常使用导致作业人员工作时间延长和压缩空气的计划外使用。
作业前必须确认的项目：①膨润土注入系统②仪表显示系统③压缩空气系统（管路、闸阀）④通讯系统⑤换刀或破卵石工具。
4.2气压作业流程（略）
4.3建立气压平衡过程
① 开始推进前，沿盾体周围现有管路注入膨润土浆液15m3，注浆压力控制在顶部1bar，中间2bar。
② 推完后,继续旋转刀盘10分钟，同时以一定压力继续向掌子面注入膨润土泥浆.
③ 停止旋转刀盘，继续以相同压力注膨润土。
④ 观察土仓压力能否保压，若不能保压向掌子面前方继续注膨润土泥浆。
⑤ 确定土仓压力后，开始加压，加压过程分阶段排土，分阶段加压的方式，如果压力值明显下降，必须停止出土再次注膨润土，转动刀盘直至所形成的泥膜达到保压要求。除换中心刀排空到1/2仓外，其余刀排土排空至1/3仓.刀盘不转动下，缓慢出碴，同时注入压缩空气，保证1#传感器的压力值在1bar左右。在这个过程中，可能出现以下四种情况：
a、压力能够保持，并能出碴到所需的高度，这样既可进行下一步带压进舱工作；
b、压力能够保持，但出来的碴土主要是膨润土浆液，这意味着土压舱中心的泥饼已经形成并在变硬.这种情况下，按照正常带压进舱程序，人员进舱清除泥饼后撤离土仓，出土到所需高度，检查是否能保压。
c、压力不能保持但是出土正常，这意味着掌子面某些地方泥膜没有成功形成，需要继续往掌子面注膨润土，出土时再次检查压力.
d、压力不能保持，出土也不正常，意味着保压失败.
3、建压中存在的问题及保压措施
隧道埋深浅，若地层有扰动、钻孔等易形成漏气通道，需要进行封堵，或选择原状未被破坏的地段进行带压作业。
1）进出土仓程序
项目部根据前期培训情况给作业人员建立档案，把身体状况相近的人员尽量安排在一个班组，每个班组分配一名心理素质过硬的人员做组长，在带压作业前根据每组人员的实际情况和所需建立的土仓压力设计编写加减压方案，方案中需列出需要建立的压力值，降压步骤和每步骤需要的时间、压时间和总时间，计算从加压到减压结束各环节所需的压缩气体总量，检查储备压缩空气是否满足用气量，并留有足够的富裕.
工作压力在1bar时，减压步骤如下：
减压过程总时间15分钟.
逐步减压3min逐步减压3min逐步减压5min
1.0bar0.6bar k0. 3bftr
0bar
稳压5min稳压5min
2）入闸注意事项
（1）入闸人员应在进闸作业前1小时用餐完毕，不应暴食或吃不易消化和产气的食物（如豆类、葱蒜等），以免在消化过程中产生较多气体，减压时发生胀气、腹痛等不适，作业前禁止喝酒，也不能吃得太饱，不能饮用碳酸饮料；
（2）作业人员多喝水，否则缺水可能导致气压症状加快出现；
（3）带食物进入闸内，为长期逗留做准备；
（4）穿带干爽洁净的衣服；
（5）主动向气压医师如实汇报身体情况、自我感觉。检查合格后解决好大小便，更换工作服，并随身携带纯棉保暖衣物，收缴火机、火柴等，提前10分钟集体入闸。
（6）未经气压医师许可不得擅自入闸。
（7）只能在气阀操作顺利的情况下工作，否则应通知专业工程师处理。
3）入闸人体变化
压力越高，吸入气体就越多，尤其是氮气，首先溶解在血液里，然后进入组织里，其饱和度取决于压力、持续时间以及组织吸收氮气的能力，脂肪组织尤其能吸收.从正常压力到高压的沉淀物转变，会产生强烈的压缩空气疾病，如耳痛、头痛、平衡性减弱和牙痛。如果空腔部分（如鼻窦、耳膜、肠管、无效填充物）的空气补偿受阻（如感冒、鼻炎、咽炎等）可能导致紊乱。
4）入闸步骤
（1）检查所有显示设备、应急电话和阀等，检查闸门密封件的清洁；
（2）入闸人员进入主舱；
（3）关闭主舱和前舱之间的闸门，并确保正确关闭；
（4）确保操仓人员和闸内人员之间的电话联系；
（5）缓慢打开“向主舱通风”球阀，向主舱内加压，直至达到操作压力；
（6）主舱内压力达到作业舱内压力后，比较“主舱压力”和“作业舱压力”压力计显示，作业舱与主舱之间的“作业舱压力均衡”球阀可以小心打开，完成压力均衡后，球阀必须关闭.
（7）打开通向作业舱的闸门，在作业舱内作业时，通向主舱的闸门必须保持打开状态。
5）通过前舱入闸
通过前舱入闸与主舱操作类似，便于后续材料设备和人员，从前舱加压后进入主舱，关闭隔舱门后再由主舱进入土仓。否则，从闸门外进入主舱：会导致突然降压危及人员的安全。
6）出闸人体的变化
溶解到血液和组织里的气体必须在出闸过程中释放出来。出闸时压力缓慢降低，要释放的气体可以通过血液循环系统和肺排除体外，降压太快会导致体液和组织产生气泡，因此引起的气栓病是由于正压而引起的最常见的健康损害,此外，细胞内的气体释放会造成临时性会永久性的组织损害。
7）出闸注意事项
（1）穿上保暖的干爽衣服，避免受冻或颤抖，感觉热时不要轻易减衣，因
为较高的温度有利于氮气的置换，减低出现减压病的出现；
（2）避免浅呼吸或憋气，此类动作容易导致身体受损；
（3）避免不自然的姿势；
（4）适当的起立和活动四肢。
做到以上几点可以一定程度的减轻氮气置对身体的不良影响。
8）出闸步骤
（1）关闭主舱和前舱之间的闸门；
（2）进入主舱，并关闭通向作业舱的闸门；
（3）确保操作人员与闸内人员的电话联系；
（4）通过“主舱放气"球阀缓慢降低主舱内的压力，同时监察主舱压力计显示；
（5）通过“主舱通风"球阀提供闸室通风，通风后压力不应再次升高；
（6）使用“主舱放气”和“主舱通风”球阀进行调整，直到在通风过程中产生明显“的恒定和缓慢的压力下降为止。此环境下“主舱通风”流量计上的流量值必须符合国家规定和条例；
（7）一旦达到第一个压力水平，主舱内的压力会在指定时期内维持一个恒定水平。操闸人员必须使用主舱通风流量计，定期检查闸的通风设备；
（8）遵照指定的保压时间，必须重复5〜7步骤，直到达到正常的周围压力，主舱内加热按照国家规定进行调整；
（9）闸内人员必须打开主舱与前舱间的闸门，然后离开闸室；
（10）操闸人员在闸室日志和纸带上记录器上记录闸室操作过程（日期、时间、压力、人数等）.
在正常条件下，出闸仅仅在主舱进行，同时前舱不加压。在紧急情况下急救人员要通过前舱入闸，当主舱和前舱压力相同，可能会发生前舱部分减压，紧急情况下需要进行部分减压，必须按指定的紧急措施操作，主舱保持正压状态不变。
出闸后带压作业人员必须遵照以下指令：
（1）避免繁重的体力劳动；
(2) 不要长时间用太热的水洗浴；
(3) 多喝水；
(4) 多休息。
4.5带压作业施工注意事项
(1) 配置足够数量的低压空气压缩机以保证压缩空气的供给；
(2) 组织机构上应备有在训练有素的班组管辖下的手动气闸，以便人员能够进入土仓进行作业；
(3) 按现行法规和条例进行，尤其是有关医疗保护和卫生保健条例，以及压缩空气中工作时间及减压时间等方面的辅助于安全方面的法规；
(4) 加压操作采用分阶段排土、分阶段加压的方式进行；
(5) 工作面最终压力要比设定土压力高0.1〜0.2bar;
(6) 在开仓作业过程中，应尽量维持压力，并通过进气阀的操作使压力的变化控制在可控范围内；
(7) 需要添加泥浆保证气密性时，向土仓内和刀盘前加膨润土，转动刀盘时期良好搅拌，从而在开挖面形成泥膜，但应注意最好在满仓时转动刀盘，以防地层损失；
(8 ) 土建工程师确定开挖面的稳定性，确认后方可进仓工作，当人为不稳定时，组织人员及时退出土仓并关闭仓门.
(9) 设置两条以上通讯线路，确保通讯畅通；
(10) 需要转动刀盘时，必须听从舱内人员指挥，发出指令时方可转动刀
盘，转速控制在0。2rpm以下；
(11 )若作业过程中出现气管爆裂、空压机故障等，应冷静处理，尽量稳住气压，同时通知舱内人员进入人闸，以便尽早减压出来；
(12 )做好各项安全措施。对进舱人员进行全面体检，不合格人员严禁入舱，注意焊接、漏电、打磨、破碎卵石等作业可能引起的火灾.各种应急设备(高压氧舱、担架等)处于准备状态。