泥水平衡盾构中带压作业施工操作技术

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1、泥水平衡盾构中带压作业施工操作技术　　摘要：根据泥水平衡盾构机S367带压作业的实践经验，总结出在1.0~1.5bar下带压作业操作要点以及保证带压作业安全稳定的注意事项。关键词：泥水平衡盾构机；带压作业；操作步骤中图分类号：TU984文献标识码：A文章编号：1泥水平衡盾构机说明7盾构机目前广泛应用于城市地铁、山岭隧道、地下隧道等工程的施工。在一些地下水资源丰富，土体稳定性差的地区修建隧道，或设计隧道上方有比较大的江河湖泊时，就需要采用泥水平衡盾构机来进行隧道施工，以求达到稳定安全施工的目的。S367泥水平衡盾构机为德国海瑞克隧道设备公司设计生产的，泥水平衡盾构机是在机械式刀盘的后侧，设置

2、一道封闭隔板，形成一个独立的气垫室。把用水、膨润土及其它添加剂混合制成的膨润土浆液，经输送管道压入气垫室，浆液的上部加入一个空气缓冲层加以控制，即通过控制空气缓冲层的压力，间接控制开挖面的压力。膨润土浆液主要由膨润土、CMS、纯碱和水组成，浆液在泥水盾构掘进中起着重要作用，主要作用是在开挖面土体表面形成泥膜，支承、稳定正面开挖面土体，防止土体出现坍塌掉落。盾构借助浆液压力与正面土压产生平衡效果，有效支承正面土体。随着盾构机的缓慢推进，浆液不断渗透到土体中形成泥膜，从而到达一种稳定持续的推进过程。2带压作业的必要性盾构机在正常推进一段距离后，刀盘上的刀具由于磨损等原因，会产生失效情况，这时就

3、需要人员进入刀盘内检查更换刀具，以便回复正常的推进状态。由于泥水平衡盾构机所处的环境一般为水资源丰富，土体稳定性差，或者盾构机上部有大的江湖等，在常规开仓泄压换刀的情况下，会面临涌水、坍塌等危险因素，在极端情况下可能会酿成重大事故，所以在没有特殊技术处理的情况下，常规开仓泄压换刀是不可行的。带压换刀作业就是在保持刀盘前部压力的情况进行换刀作业，由于气压的存在，起到支撑土体，平衡土体自身压力的作用，保持了土体的稳定，土体发生坍塌涌水的风险大大降低。成都市地下土层为砂卵石地层，含有大量的水，并且水位较高。在刚开始修建地铁1号线的过程中，因采用常规开仓泄压换刀导致了多起地面坍塌事故，造成不好的社

4、会影响，后广泛采用带压换刀作业，到达了很好的效果。3带压作业准备带压作业属于特种作业，必须有专业人员进行操作，带压人员必须经过系统的身体检查和培训，经体检和考核合格后方可进行带压作业。在作业前必须进行人员、设备以及施工条件等多方面的准备工作。73.1人员准备带压操作人员应具有相应的资格，并接受过培训。带压作业人员通过了压缩空气测试并经过了相关培训，熟悉进舱作业程序并能严格遵守作业程序的所有作业及安全规定。在带压作业现场需要有医护人员值班，对带压人员进行指导和救护。3.2设备准备准备作业所需的刀具、工具等并放入人仓。检查设备的完好性，检查显示仪、条形记录器、加热系统、钟、温度计、电话、紧急电

5、话和阀等是否完好，检查门密封面是否干净、密封是否损坏。必须保证带压作业所用设备处于完好状态。准备好应对突发事件的特殊设备，为防止突然断电，需要安装好一台满足要求的内燃空压机，并连接好管路，备有应急照明灯，对讲机。关键设备比如保压系统需要有备用系统并处于完好状态。3.3施工条件达到要求7作业前需要向刀盘内注入特殊配比的膨润土浆液，并适当加大气压，促进浆液向土体渗透，从而形成厚度及稳定性满足要求的泥膜。在作业前需要抽出刀盘内多余浆液，设定合适的气压并检查刀盘内土体的密封性，以气体的漏气量为准，只有漏气量在合适的范围内时才可以开始带压作业。带压作业压力的设定需要依据盾构机埋深、地层状况、水位以及

6、以往的经验来综合考虑，S367盾构机在带压作业时压力设定为1.0~1.5bar,根据具体情况做适当的调整。每班工作人员带压作业时间为4个小时。4带压作业操作步骤带压作业是在盾构内人仓内进行，带压作业分为加压作业和减压作业。人仓的结构如图2所示。图2人仓结构示意图4.1加压作业人员进入人仓主仓，打开仓外的双倍条形记录器并检查它是否能正常工作，关闭主仓的仓门并确保它正确锁好，卸压球阀关闭，人仓操作员通过电话与坐在主仓中的人员保持联系。人仓操作员慢慢打开进气阀并严格按照增压时间表（见表1）逐步增加主仓室的压力到达目标压力值。加压过程中，主仓外的卸压球阀保持一定的开度用来排气，以保证主仓内一定的通

7、风量。通风量必须保证至少0.5m3/min。主仓室内的人员可根据仓内温度调节加热系统。当主仓室的压力等于盾构机土仓的压力，主仓内人员缓慢打开主仓和气垫仓之间的卸压球阀开关，在主仓和气垫之间进行了压力补偿之后，作业人员打开进入气垫仓的仓门。按照检查作业程序进行工作并详细填写记录。人仓操作员停止条形记录器。表1人仓增压时间表74.2减压作业工作人员在完成预定作业或达到作业时间后，开始准备撤出，工作人员进入人仓主仓，关闭主仓和