盾构施工开仓检查常压进仓更换刀具预案修订稿

盾构施工开仓检查常压进仓更换刀具预案
Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】
目录
1编制依据、原则及范围
编制依据
（1）沈阳地铁九号线工程土建施工第五合同段施工图纸资料；
（2）项目现场踏勘及项目《施工调查报告》、岩土勘察报告，地质补勘报告、地质雷达探测报告；
（3）盾构机组装图纸；
（4）沈阳地铁公司管理办法：
《沈阳地铁工程重大危险源管理办法》沈地铁司发[2009] 62号；
《沈阳地铁工程质量管理办法》沈地铁司发[2010] 21号；
《关于印发沈阳地铁盾构施工技术要求的通知》沈地铁司发[2014]142号；
（5）国家现行的主要施工技术及验收规范和标准（包括但不限于以下施工规范和标准）：
《城市轨道交通地下工程建设风险管理规范》GB 50652-2011；
《危险性较大分部分项工程管理办法》建质[2009]87号文；
《空气潜水减压技术要求》GB 12521-2008；
《盾构法开仓及气压作业技术规范》CJJ-217-2014。

编制原则
（1）严格执行基本建设程序，认真贯彻国家和沈阳市关于地铁工程建设方面的有关方针、政策和规定。

（2）明确盾构施工中换刀作业工艺流程，操作要点和相应的工艺标准，指导、规范换刀作业施工，保障换刀操作人员安全和。

编制范围
本预案仅适用于沈阳地铁九号线工程土建施工第五合同段沈辽路站~滑翔站区间。

2工程概况
设计概况
本工程设计范围为沈阳地铁九号线工程土建施工第五合同段沈辽路站~滑翔站区间，起止里程为左DK7+～左DK8+，全长（其中左DK8+=左DK8+，短链，左DK8+=左DK8+，长链）；右DK7+～右DK8+，全长约（其中右DK8+=右DK8+，短链），线间距12～17m，隧道拱顶覆土厚度约～；最小曲线半径315m，纵向呈“V”型坡，最大坡度27‰；在右DK8+～右DK8+下穿建筑物。

其中包括：（1）区间正线结构；（2）区间联络通道兼泵站。

区间正线采用盾构法施工，盾构机采用土压平衡盾构机。

隧道采用单圆断面型式，错缝拼装预制钢筋混凝土管片衬砌。

区间盾构施工拟采用1台土压平衡盾构机（直径6280mm；总长度约80m）从滑翔站右线始发，掘进至沈辽路站接收、转场至滑翔站左线二次始发，掘进至沈辽路站左线接收、解体、吊出，
图工程线路走向图
地质情况
沈辽路站～滑翔站区间隧道穿越的地层主要为①83砾砂、④74粗砂、④84砾砂、④64中砂、③93圆砾土、④133圆砾土、④133粉质粘土、④94圆砾土、④54细砂。

水文条件
本区间地下水属松散岩类孔隙潜水，含水量丰富稳定水位埋深～，高于隧道埋深。

含水层主要为中、粗砂、圆砾为主，水力坡度5‰。

拟定开仓检查或换刀处环境情况
本区间盾构穿越建筑物较多，一般情况下不开仓；若遇特殊情况需开仓检查，则暂定位开仓地点为联络通道处（下穿建筑物完成，线路为直线，地层经过地面旋喷桩加固，周边布有降水井）。

盾构机刀具情况
本区间采用1台盾构机掘进，为中铁装备133号盾构机，均为辐条式刀盘。

相关刀具情况如下表
工程部值班人员应做好盾构掘进的施工记录，盾构掘进各项参数收集整理并做好电子表格，对每个阶段碴样做好记录，为后续刀具磨损判断提供依据。

判断开仓的主要依据有：①在地质情况和其余参数无较大变化时，盾构总推力增大、刀盘扭矩增大、掘进速度降低；②碴土粒径增大、碎石减小；出土量减小（保径刀磨损，开挖直径减小），④盾构机刀具传感器报警。

判断换刀的主要依据有：刀具出现偏磨、刀圈脱落、裂纹、松动、移位情况，边缘刮刀磨损量超过1cm，中心刀磨损量超过（以上数据均为参考，应按实际情况进行修正）。

设备技术人员对需要更换刀具与刀具磨损情况统计，判断刀具有效掘进距离，为后续换刀点选定提供必要依据。

3施工重难点及对策
4盾构进仓、更换刀具方法
本区间1台盾构机计划一次性通过隧道，其进仓作业是作为应急的工序，是目前解决盾构机仓内故障和换刀等作业的唯一途径，也是摸清掌子面水文地质最有效的方法。

进仓方式主要有带压进仓、常压进仓。

当盾构在硬岩或自稳能力较强的地段掘进时，因地层本身有自稳能力，这种情况下可在无压下直接进入刀盘作业。

本区间地层主要为粗砂层，开仓地点进行了地面旋喷桩加固，周边采用降水施工，故若需开仓则采用常压进仓方式。

准备工作
根据之前的掘进参数等状况，对仓内的问题作出充分的分析和预判，对仓内所需的操作作出相应的判断；同时根据计划开仓处的水文地质资料、停机前出渣土成分和数量、地表监测数据、掘进时同步注浆情况等参数的分析，确定带压进仓的实施方案和技术交底，严格按照《开仓程序签认表》进行开仓前的检查验收。

（1）加大同步注浆，并进行二次注浆
确定带压进仓的位置后，对停机前的2~3环加大同步注浆量，从而达到加强封堵盾尾后部、管片背后地层止水的目的。

视地层稳定性和渗透性，注浆量加大至理论注浆量的2~倍，同时注意同步注浆压力与切口环压力基本匹配，另外需提高浆液的稠度，调整比重及凝结时间等；并采用水泥-水玻璃双液浆进行水路封堵。

（2）封堵漏气通道
在特殊情况下，如有漏气通道，利用膨胀材料进行封堵。

利用盾构机中盾上的超前注浆孔，按圆周分四个角向外注入聚氨酯材料，遇水膨胀后可有效封堵间隙以免漏气。

（3）降水
在开仓地点采用降水井进行降水，确保水位位于刀具以下。

常压开仓
作业内容
主要作业内容：开仓位置选择、开仓准备工作、排空土仓、气体检测、打开仓门、气体检测及地质检查、刀具检查及处理方案确定、刀具处理、关闭仓门。

工艺流程图
施工步骤
开仓准备
为保证开仓作业的连续、快速，必须做好充分的准备，准备工作包括预计更换刀具准备、开仓作业工具准备、洞内水电准备、洞内外通风准备等。

准备
开仓位置确定
开仓位置宜选择地层条件相对稳定、地下水水量较小、地面环境适宜的地段。

排空土仓内的土达到开仓条件
由盾构机司机通过操控螺旋输送机，将土仓内的碴土输出，降低土仓压力，将土仓内土和水位出至人仓门以下。

打开盾构机人仓隔板位置的球阀，通过盾构机的泡沫系统通风，置换土仓内空气。

在地面进行垂直取芯或从盾构机超前注浆孔采用小导管抽芯，芯样成型方可满足开仓条件。

仓内气体含量的检测
由气体检测人员携带便携式气体检测报警仪器，通过盾构机人仓隔板位置的球阀，对土仓内的气体含量进行检测，如果检测气体含量超标，则对土仓内继续通风，置换仓内气体，直至检测合格后方可开仓。

打开仓门
气体检测无异常时，打开仓门。

仓门打开后，立即打开风机对仓内空气置换，气体检测人员对仓内气体进行进一步检测，同时可结合进行活物探试。

如检测不合格或放入的小动物有异常，则继续通风，直至检测无异常后，才能进行掌子面地质检查。

土仓内施工采用：有害气体CO最高浓度不超过%（参考《煤矿安全规程》第一百条）。

甲烷浓度不超过1％（参考《煤矿安全规程》第一百三十六条）。

工程地质确认
仓内易燃有害气体含量检测合格后，由工程师查看掌子面地质条件，仔细观察后签署意见，并由总工程师进行审核。

判断安全后其他人员方可进行土仓进行下一步作业。

如地质条件不满足作业要求，则采取加固措施或关闭仓门，选择其他位置在进行开仓。

刀具检查与处理方案确定
由机电管理人员对刀具进行检查，做好记录，并由机电负责人进行审核确认，制定刀具处理方案。

进行刀具处理的过程中，需有一名值班技术人员对掌子面稳定情况进行巡查并不间断的进行气体监测。

刀盘清理及仓门关闭确认
刀具处理完毕关闭仓门前对土仓及刀盘前方进行全面的检查，避免工具、杂物遗留在内。

检查完毕由当班班长签认，负责机械工程师确认，确认后关闭仓门，仓门关闭情况由负责机械工程师确认。

完成后及时恢复掘进施工。

主要作业机具：风机1台、风动扳手1把、2t手拉葫芦1台、分离式液压千斤顶1台、钢丝绳3m、小吊带2条、套筒及加力杆若干、手持式扭矩扳手2把、风管、水管、潜水泵2台、撬棍、多功能气体检测仪器2台、对讲机2
5施工监测
盾构开仓换刀期间，必须进行地面环境沉降监测，特别在换刀工作期间，监测数据准确及时的反馈是能否进行换刀工作的先决条件，是掌握换刀点地面的重要手段，必须高度重视。

监测目的
（1）了解和掌握盾构换刀施工过程中地表沉降情况及其规律性。

（2）了解水位与掌子面之间的关系情况，实现信息化施工。

监测措施
盾构换刀监测项目主要有：地面沉降监测；
换刀点监测点位布设原则：在换刀前后20m范围内，延线路中线布设地表沉降按5m一点设置。

监测频率及数据处理
换刀期间的监测频率，以能系统反应监测对象所测项目的重要变化过程，而不遗漏其变化时刻为原则。

监测频率考虑工程等级、不同施工阶段以及周边环境、自然条件的变化。

当监测值相对稳定时，可适当降低监测频率，出现异常情况或不良地质时，增大测点数量和量测频率。

换刀期间监测项目的监控量测频率，根据测点距换刀点的距离按下表确定，同时结合测点变形速率，出现异常情况时，应提高监控量测频率。

取得监测数据后，要及时进行整理和校对。

监控量测的各类数据均及时绘制成时态曲线(如位移～时间曲线和速率～时间曲线)，同时注明换刀点位置、距监测断面的距离等信息。

监控量测数据的计算分析除对每个项目进行单项分析外，还进行多项目综合分析，以充分利用监控量测数据获得更多的反馈
信息。

当监测时态曲线呈现收敛趋势时，根据曲线形态选择合适
的函数，对监测结果进行回归分析，以预测该测点可能出现的最终位移值，以预测换刀范围内的沉降值。

在工程施工过程中，监测结果逐次整理，以日、周、月报告的形式送达施工现场、监理单位、第三方监测单位；在遇到沉降或其它观测值变化速率加快，或者遇到自然灾害等不可预见的情况，随时以电话短信形式向有关单位报告监测结果。

工程结束时，提交完整的监测总报告。

监测控制值标准
监测报警值的确定遵循以下原则：
①满足设计计算要求，不能大于设计值；
②满足监测对象的安全要求，达到保护的目的；
③对于相同条件的保护对象，结合周围环境的要求和具体的施工情况综合确定；
④满足现行的有关规范、规程的要求；
⑤满足各保护对象主管部门提出的要求；
⑥在保证安全的前提下，综合考虑质量和经济等因素，减少
不必要的资金投入。

表换刀监测项目控制值汇总表
监测预警报警程序
监测项目按“分区、分级、分阶段”的原则制定监控量测控制标准，分黄色、橙色和红色三级预警进行管理和控制。

当各监测项目监测数值出现异常变化或达到预警值时，通过检查基准点、控制点及测点是否存在松动或破坏后，并检查仪
器、监测方法及计算过程，经过复测校核无误，立即通过施工现场，及时采取措施调整施工参数。

6安全保证措施
本安全保证措施仅根据常压进仓方式进行编制，针对盾构换刀施工风险特点，建立健全应急组织机构，成立盾构应急领导小组、工作小组，有效运行安全管理体系，做好组织保障工作。

安全生产保证体系
建立健全安全生产管理体系，领导挂帅，全员参加，使安全工作制度化、经常化，贯穿施工全过程。

项目经理、项目书记为安全生产的第一责任人，安全总监、总工程师、副经理及各部门各负其责，负责协调处理现场的安全事宜，安全生产保证体系见“安全保证体系框架图”。

安全施工措施
（1）开仓作业必须在既定的位置进行，如果因施工需要必须在其他位置进行开仓作业时，必须经充分分析论证后决定。

（2）开仓作业的一切准备工作必须提前做好，定期对作业人员进行体检，防止高血压、心脏病等人员出现在开仓作业当中，一旦开仓必须保证作业立即开始。

（3）开仓后先观察掌子面的稳定情况，经判断稳定后，再进入土仓作业。

（4
作，如果浓度超标，严禁进入工作面，再继续通入空气，直至气体检测无异常。

（5）在作业过程中由专人负责掌子面稳定情况查看，一旦发现异常及时撤出施工人员，并关闭仓门。

（6）严禁工作人员在隧道内吸烟或在盾构机内以明火作业，如需要必须经对本区域气体进行检测安全、且得到审批后，方可开始。

（7）在刀具更换过程要持续通入空气且不断对甲烷浓度进行监测，一旦发现异常气体浓度超标，工作人员应立即撤出工作面,切断电源,进行处理。

电动机或其开关地点附近20m以内风流中甲烷浓度达到%时，必须停止运转，撤出人员，切断电源，进行处理。

（8）因瓦斯浓度超过规定而切断电源的电气设备，都必须在甲烷浓度降到1%以下时方可开动机器。

（9）工作仓内用于照明的灯具必须使用安全防爆类型，照明所使用的安全电压，输电线路必须使用密闭电缆，严禁使用绝缘不良的电线或裸体线输电。

严禁存放可燃气体和氧气瓶。

（10）工作面或附近必须配备有效的灭火器。

（11）做好开仓作业组织，确保施工的有序、连续，尽快完成施工。

（12）施工前组织全体施工人员进行安全技术交底及培训，学习有关安全制度、安全操作规程，培训考核合格后方可入仓。

（13）在选择入仓换刀人员时先检查人员的体检表是否符合进仓换刀要求。

联系好有专业治疗设备的医院。

（14）机械设备要完好，必须有可靠的安全防护装置，做到定人操作、保养和检查。

电气线路或机具发生故障时，必须要电工处理，其他人员不得修理或排除故障。

（15）进仓过程中必须先进行有害气体检测，仓内照明用电电压低于24V电压，并在仓外设置开关。

（16）现场安排一名医护人员值守，并配备一个急救箱、担架等，急救箱里面要有纱布、消毒水、棉签、云南白药、创可贴等对皮外伤的应急药物，要是出现较大的伤口要及时送往医院。

（17）仓内必须定期检查电话和应急电话系统的正常功能。

要确保仓内通信完好，当出现事故要与外面联系，第一时间做好抢救措施。

（18）认真填写人员（人员进仓前，需对人员身体情况进行检查备案，身体不符合进仓施工要求人员，不得进仓作业）及物料进仓记录，出仓时对照检查。

不得有人单独暴露在土仓里。

万一发生事故，如有可能，人员必须垂直运送到隧道外面。

探仓人员在外边要时刻注意仓内情况，如果外边的设备出现故障而影响仓内人员的安全时要立即把仓内人员叫出来，确保仓内人员的安全。

进仓人员为2人，操仓员1人。

（19）通向人闸的逃生通道以及人闸本身必须保持畅通，不得存放材料和工具。

线缆和软管不得堵塞闸门。

（20）万一遇到异常情况，现场负责人必须要求操作人员必须马上撤出土仓。

异常情况是指：掌子面出现失稳迹象；掌子面出现渗水；作业人员受伤。

（21）加强换刀位置地表监测，如有异常立即上报。

（22）操作室内专人值班，严禁仓外人员进行转动刀盘、出渣、泥浆循环等危及仓内作业人员安全的操作。

（1）设备维修时要停止掘进，同时为防止设备意外启动，应设专人监护；
（2）更换刀具等较重的机械部件时，要确保其固定牢固和提升安全；
（3）不将较重的机械部件放在不稳定的地方，确保其安全存放；
（4）提升装置的荷载要适当，以确保部件提升安全；
（5）在提升和转移刀具时、螺栓等部件时，要注意安全须知；
（6）不站在吊重物体下，防止落物伤人；
（7）拆装总成和部件时，要注意拆装顺序；
（8）认真完成检查和维修工作，以确保设备具有良好的性能；
（9）在设备再次投入运转前，由专人对更换部位进行详细检查、调整和测试；
7质量保证措施
质量保证体系
质量保证措施
（1）工程地质条件
工程地质条件，直接关系到开仓施工的安全，是进行开仓管理的根本依据。

应选择地下水相对较小、地层自稳能力相对较强的地层条件的地段进行开
图7-1 质量保证体系框架图
（2）地面环境条件
地面环境条件对开仓的限制主要包括两个方面：一是受开仓影响引起地面沉降变形对周围环境的影响；二是在刀具急需进行处理而工程地质条件不具备开仓安全要求的情况下，地面环境是否具备进行地层加固处理的条件。

（3）工作环境空气质量条件
地层内是否存在或通过地层裂隙渗入土仓内的易燃有害气体，对现场施工人员的健康及安全都构成了威胁。

（4）刀具使用情况
刀具的使用情况应以工程地质条件为依据，并应紧密结合开仓管理。

在进行刀具使用计划管理时应充分考虑工程地质条件中的不确定因素。

（1）开仓的原则
根据具体工程的工程地质条件、工程环境条件合理地制定开仓计划。

（2）开仓条件的安全可靠性原则
尽量选择工程地质适合的位置进行开仓作业，在工程地质条件不具备开仓条件的情况下，必须选择合适的地面环境对地层进行加固处理，确保开仓作业的安全。

开仓前必须对仓内的易燃有害气体含量进行检测，如含量超标，需置换仓内气体，直至检测含量合格后，才能进行开仓作业。

（3）对地面环境影响范围小的原则
充分考虑开仓引起地面沉降变形、建（构）筑物变形等影响情况，宜选择在地面建筑物相对较少的地段，减小影响范围及程度。

（4）施工过程中的通风原则
在开仓后及人员进仓作业的全过程中，加强内外通风，必须保证仓内与仓外空气的流动性，保证人员作业环境的安全。

（5）开仓作业快进快出原则
做好开仓施工的准备工作，遵循“快进快出”的原则，确保开仓施工的连续、快速。

8应急预案
风险源识别
盾构常压开仓检查、换刀作业风险源主要表现为：
（1）作业人员身体不适；
（2）人员触电；
（3）机械伤害；
（4）掌子面出现部分失稳，涌、漏水的现象；
（5）地面出现严重沉降甚至坍塌。

应急指挥机构及职责
图应急指挥组织机构图
（1）应急救援指挥组机构与职责
组长：刘克亮
副组长：连金苟、常玉峰
成员：唐宏伟、徐成军、蔡光艺、张动、于宏健、孙文、赖秋林、武帅、付昌明、董涛、李建华、杜晨宇。

主要职责：组长吴占东是应急救援指挥组的第一负责人，副组长连金苟、常玉峰是现场责任人，成员由项目部五部一室各职工组成，负责发生安全事故后应急救援组织工作的配合工作。

（2）应急救援各实施小组机构与职责
1）事故抢险组
组长：唐宏伟
主要成员：现场技术员、领工员、各班组班长；
主要职责：组织实施抢险行动方案，协调有关部门的抢险行动；及时向指挥组报告抢险进展情况。

2）技术方案组
组长：蔡光艺
主要成员：工程部成员
主要职责：指导抢险抢修组实施应急方案和措施；配合抢险组做好抢险过程中技术防范及人员防范工作；对施工现场管理人员进行相关技术培训；向外部救援机构提供准确的抢险救援信息资料。

3）综合协调组
组长：常玉峰
主要成员：办公室成员、工经部成员
主要职责：妥善安置伤亡人员和接待伤亡人员的家属；按有关规定做好理赔工作。

启动突发事件新闻，出现重大事故时向周围居民及时沟通通告。

4）物资供应组
组长：孙文
主要成员：物资设备部成员
主要职责：调配抢险物资和器材设备至事故现场保证应急处置的通讯、物资、设备和资金及时到位及后勤保障。

5）安全警戒组
组长：张动
主要成员：工经部成员及安监部成员
主要职责：负责事故现场的警戒，阻止非抢险救援人员进入现场，负责现场车辆疏通，维持治安秩序，负责保护抢险人员的人身安全。

6）伤员救护组
组长：于宏健
主要成员：财务部、办公室成员
主要职责是：负责现场伤员的救护等工作。

7）事故调查组
组长：徐成军
主要成员：工程部成员
主要职责是：负责对事故现场的保护，查明事故原因，确定事件的性质，提出应对措施，如确定为事故，提出对事故责任人的初步处理意见。

救援小组主要成员及联系电话见下表：
表救援小组主要成员及联系电话
处置程序
（1）响应级别
响应级别分为三级
一级——发生了重伤1人或以下的事故，但处于可控状态。

二级——发生了一般安全事故或重伤2人的事故。

三级——发生了工程建设较大及以上或重伤超过目标3人安全事故。

（2）响应程序
图事故应急救援响应程序
事故发生后，事故发现第一人应立即报告带班领导，带班领导上报应急组组长，且由应急组组长判断是否启动应急预案。

应急处置措施
（1）作业人员身体不适
1）作业前应做好应急运输准备，作业过程中在不影响安全救援的前提下，将电瓶车安置在第一台车位置，电瓶车司机随即待命准备，龙门吊同样处于应急状态。

发生事故后，最早发现者应迅速向事故现场负责人报告，防止事故扩大和保护事故现场；
2）事故现场负责人接到报告后，一边组织现场人员救援，尽力控制事故蔓延，疏散人员。

指挥部成员到达事故现场后，根据事故状态及危害程度作出相应的应急决定，并命令各应急救援队立即开展救援，救援人员应设法尽快使中毒人员脱离中毒现场，救援人员在将中毒人员脱离中毒现场的急救时，应注意自身的保护，在有毒有害气体发生场所应使用防毒面具；如事故扩大时，应请求支援；
3）事先联系有紧急抢救能力的医院（沈阳盛京医院滑翔院区024-），医护人员及救护车随时待命，做好救援准备。

（2）人员触电
如有人因触电而昏迷不醒，应立即急救：
1）使触电者脱离电源，脱离电源有“拉”、“切”、“拽”、“垫”等方法。

2）现场急救：如判定触电者呼吸和心跳停止时，应立即进行人工呼吸，其方法如下：
①清除口中异物；
②采用仰头抬额法通畅气道；
③口对口人工呼吸：
A.先大口刺激脉搏，救护人蹲跪在触电者的左侧或右侧；用手指捏住其鼻翼，另一只手的食指和中指轻轻托其下巴；救护人深吸气后，与触电者口对口紧合，在不漏气的情况下，先连续大口吹气两次，每次1～秒；然后用手指试测触电者动脉是否有搏动，可判定心脏是否已停止跳动，在实行人工呼吸的同时进行胸外心脏挤压法；
B.正常口对口人工呼吸大口吹气两次试测搏动后，立即转入正常的口对口人工呼吸阶段。

正常的吹气频率是每分钟12次（吹2秒，呼3秒）。

3）如果伤势严重，应立即通知医院救护。

（3）机械伤害
立即对伤者进行急救，如伤者伤势较轻，可先进行现场包扎，后送医院治疗；如伤者伤势较重，应立即用车送往医院救治；如受伤人员较多，伤势较重时，应马上报120或寻求离现场
最近的医院派车救护。

（4）掌子面出现部分失稳，涌、漏水的现象
立即撤出人员，再次采用超前注浆以加固刀盘前方及上部土体、封闭周边水路（浆液采用双液浆，加快凝结时间），待掌子面稳定、涌、漏水现象消除后方可再次进仓。

（5）地面出现严重沉降甚至坍塌
1)派测量人员全天 24 小时进行监测,一有异常情况立即汇。