盾构法开仓及气压作业要点讲义PPT
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盾构操作培训ppt课件
盾构机分类及应用领域
分类
根据地质条件、隧道断面形状和尺 寸等因素，盾构机可分为土压平衡 盾构机、泥水平衡盾构机、硬岩掘 进机等类型。
应用领域
盾构机广泛应用于城市地铁、市政 管道、水利隧道、交通隧道等领域。 随着技术的不断发展，盾构机的应 用领域还将不断扩大。
02 盾构机操作规范与安全事 项
操作前准备工作
道衬砌结构。
壁后注浆
通过注浆孔向管片背后注入浆 液，填充管片与土体之间的空 隙，提高隧道稳定性。
05
盾构机接收
当盾构机到达接收井时，进行 设备拆除、洞口处理等收尾工 作。
06
05 盾构机故障诊断与排除方 法
常见故障类型及原因分析
电气系统故障
包括电机、传感器、 控制器等电气元件 的损坏或失灵。
推进系统故障
检查并更换损坏的电机、传感器、控 制器等电气元件。
刀盘驱动系统故障排除
更换磨损或断裂的轴承、齿轮、皮带 等传动部件。
推进系统故障排除
检查并更换损坏的推进油缸、推进泵、 推进阀等部件。
盾体结构故障排除
对盾体进行加固、修复或更换受损部 件，确保盾体结构安全稳定。
维修建议
定期对盾构机进行维护保养，及时发 现并处理潜在故障，确保盾构机正常 运行。
定期对盾构机进行维护 保养，确保设备处于良
好状态。
04
停机维护与保养规范
停机前应对盾构机进行全面检查，确保各 部件无故障、无损坏。
做好维护保养记录，详细记录维护保养的 时间、内容、更换的零部件等信息，以便 后续跟踪和管理。
在维护和保养过程中，应注意安全，避免 因操作不当造成人员伤害或设备损坏。
按照盾构机维护保养手册的要求，对设备 进行定期维护和保养。
盾构培训ppt课件(2024)
有效性。
2024/1/26
17
应急处理措施和预案
制定盾构施工应急预案，明确应急组 织、通讯联络、现场处置等方面要求 。
配置必要的应急救援设备和器材，确 保在紧急情况下能够及时响应。
2024/1/26
针对可能发生的突发事件，制定相应 的应急处理措施，如火灾、坍塌、涌 水等。
定期组织应急演练和培训，提高员工 的应急处置能力和协同配合能力。
2024/1/26
刀盘和刀具故障
地质条件复杂、刀具磨损严重等原因导致刀 盘卡滞、刀具异常磨损等故障。
21
故障排除方法和步骤
液压系统故障排除
清洗液压油箱、更换液压油、维修或更换液压泵 等损坏部件。
推进系统故障排除
维修或更换泄漏的推进油缸、清洗或更换推进泵 等关键部件。
ABCD
2024/1/26
电气系统故障排除
2024/1/26
管片拼装机
用于在盾尾进行管片的拼装，形成隧道结构。
螺旋输送机和皮带机
用于将挖掘出的土体运出隧道。
辅助系统
包括液压系统、电气系统、控制系统等，为盾构机提供 动力和控制，确保设备的正常运行。
10
CHAPTER 03
盾构施工技术要点
2024/1/26
11
施工前准备工作
现场勘察
对施工场地进行详细的 地质勘察，了解地质条 件、水文状况及周边环
境。
2024/1/26
设计方案
根据勘察结果，制定盾 构机选型、施工线路、 支护结构等设计方案。
设备准备
按照设计方案，准备相 应的盾构机、配套设备
、施工材料等。
12
人员组织
组建专业的施工团队， 包括操作手、技术人员 、安全人员等，并进行
2024/1/26
17
应急处理措施和预案
制定盾构施工应急预案，明确应急组 织、通讯联络、现场处置等方面要求 。
配置必要的应急救援设备和器材，确 保在紧急情况下能够及时响应。
2024/1/26
针对可能发生的突发事件，制定相应 的应急处理措施，如火灾、坍塌、涌 水等。
定期组织应急演练和培训，提高员工 的应急处置能力和协同配合能力。
2024/1/26
刀盘和刀具故障
地质条件复杂、刀具磨损严重等原因导致刀 盘卡滞、刀具异常磨损等故障。
21
故障排除方法和步骤
液压系统故障排除
清洗液压油箱、更换液压油、维修或更换液压泵 等损坏部件。
推进系统故障排除
维修或更换泄漏的推进油缸、清洗或更换推进泵 等关键部件。
ABCD
2024/1/26
电气系统故障排除
2024/1/26
管片拼装机
用于在盾尾进行管片的拼装，形成隧道结构。
螺旋输送机和皮带机
用于将挖掘出的土体运出隧道。
辅助系统
包括液压系统、电气系统、控制系统等，为盾构机提供 动力和控制，确保设备的正常运行。
10
CHAPTER 03
盾构施工技术要点
2024/1/26
11
施工前准备工作
现场勘察
对施工场地进行详细的 地质勘察，了解地质条 件、水文状况及周边环
境。
2024/1/26
设计方案
根据勘察结果，制定盾 构机选型、施工线路、 支护结构等设计方案。
设备准备
按照设计方案，准备相 应的盾构机、配套设备
、施工材料等。
12
人员组织
组建专业的施工团队， 包括操作手、技术人员 、安全人员等，并进行
《盾构法施工 》课件
《盾构法施工 》PPT课件
欢迎来到《盾构法施工 》PPT课件。让我们一起探索盾构法施工的原理、工作 流程和工程示例，以及施工安全与环保。
施工原理和概述
1 盾构法施工原理
通过隧道盾构机在地下掘进，以构建新的隧 道结构。
2 概述
探索盾构法施工的基本概念、应用领域以及 与传统施工方法的比较。
盾构机构成和工作原理
3 质量控制
盾构法施工可在整个过程 中实施有效的质量控制， 提高了工程的质量。
盾构法施工流程
1
勘察和设计
对施工区域进行勘察，规划隧道的设计。
2
设备准备
购置和调试盾构机，准备其他所需的施工设备和材料。
3
施工实施
开始盾构法施工，掘进地下隧道并进行必要的支护措施。
4
质量检验
对隧道结构进行质量检验，确保其符合规范和安全要求。
盾构法施工的工程示例
பைடு நூலகம்城市地铁
探索城市地铁中使用盾构法施工 的案例，如上海地铁、伦敦地铁 等。
挑战性的隧道
了解在复杂地质条件下使用盾构 法施工的隧道案例，如海底隧道 和山区隧道。
长距离隧道
介绍长达数十公里的盾构法施工 隧道，如英吉利海峡隧道。
施工安全与环保
1 安全措施
详细阐述盾构法施工过程中采取的安全措施，以保护工人和周围环境。
2 环境保护
探讨盾构法施工过程中的环保措施，如噪音控制和水土保持。
总结和展望
总结
回顾盾构法施工的主要内容和优势，强调其在 现代建筑中的重要性。
展望
展望未来盾构法施工的发展趋势和应用领域， 如地下交通、地下储存等。
机械结构
深入了解盾构机的构成，包括推进系统、控制 室、刀盘和尾部支撑系统。
欢迎来到《盾构法施工 》PPT课件。让我们一起探索盾构法施工的原理、工作 流程和工程示例，以及施工安全与环保。
施工原理和概述
1 盾构法施工原理
通过隧道盾构机在地下掘进，以构建新的隧 道结构。
2 概述
探索盾构法施工的基本概念、应用领域以及 与传统施工方法的比较。
盾构机构成和工作原理
3 质量控制
盾构法施工可在整个过程 中实施有效的质量控制， 提高了工程的质量。
盾构法施工流程
1
勘察和设计
对施工区域进行勘察，规划隧道的设计。
2
设备准备
购置和调试盾构机，准备其他所需的施工设备和材料。
3
施工实施
开始盾构法施工，掘进地下隧道并进行必要的支护措施。
4
质量检验
对隧道结构进行质量检验，确保其符合规范和安全要求。
盾构法施工的工程示例
பைடு நூலகம்城市地铁
探索城市地铁中使用盾构法施工 的案例，如上海地铁、伦敦地铁 等。
挑战性的隧道
了解在复杂地质条件下使用盾构 法施工的隧道案例，如海底隧道 和山区隧道。
长距离隧道
介绍长达数十公里的盾构法施工 隧道，如英吉利海峡隧道。
施工安全与环保
1 安全措施
详细阐述盾构法施工过程中采取的安全措施，以保护工人和周围环境。
2 环境保护
探讨盾构法施工过程中的环保措施，如噪音控制和水土保持。
总结和展望
总结
回顾盾构法施工的主要内容和优势，强调其在 现代建筑中的重要性。
展望
展望未来盾构法施工的发展趋势和应用领域， 如地下交通、地下储存等。
机械结构
深入了解盾构机的构成，包括推进系统、控制 室、刀盘和尾部支撑系统。
盾构法施工技术讲义课件图文并茂(2024)
针对复杂地质条件，采用创新性的盾 构施工技术，并进行优化改进，以提 高施工效率和质量。
施工安全与风险控制
阐述盾构法在该复杂地质条件下隧道 工程中的施工安全措施和风险控制方 法。
06
总结与展望
回顾本次课程重点内容
盾构法施工基本原理
盾构法施工流程
介绍了盾构法施工的基本原理，包括盾构 机的构造、推进系统、出土系统等。
利用盾构机上的导向系统，实时监测掘进方向，通过纠偏装置进 行纠偏，确保隧道轴线精度。
管片拼装与防水措施
管片选型与拼装
01
根据设计要求选择合适的管片类型，按照拼装顺序进行拼装，
形成隧道衬砌。
防水措施
02
在管片拼缝处设置橡胶止水带、嵌缝材料等防水措施，确保隧
道防水效果。
管片背后注浆
03
在管片背后进行注浆，填充管片与地层之间的空隙，提高隧道
对未来盾构法施工技术发展的展望
技术创新
随着科技的不断进步，盾构法施工技术将不断创新，例如 研发更高效的盾构机、优化施工流程等，以提高施工效率 和质量。
智能化发展
未来盾构法施工技术将更加注重智能化发展，例如引入人 工智能、大数据等技术，实现自动化施工和智能化管理。
绿色环保
随着环保意识的提高，未来盾构法施工技术将更加注重绿 色环保，例如减少施工噪音、降低能耗等，以实现可持续 发展。
盾构法施工流程与步骤
施工前准备工作
01
02
03
地质勘察
对施工区域进行详细的地 质勘察，了解地层分布、 岩土性质、地下水位等。
设计方案
根据地质勘察结果，制定 盾构机选型、施工参数、 管片设计等方案。
施工场地准备
平整场地、搭建临时设施 、准备施工材料等。
施工安全与风险控制
阐述盾构法在该复杂地质条件下隧道 工程中的施工安全措施和风险控制方 法。
06
总结与展望
回顾本次课程重点内容
盾构法施工基本原理
盾构法施工流程
介绍了盾构法施工的基本原理，包括盾构 机的构造、推进系统、出土系统等。
利用盾构机上的导向系统，实时监测掘进方向，通过纠偏装置进 行纠偏，确保隧道轴线精度。
管片拼装与防水措施
管片选型与拼装
01
根据设计要求选择合适的管片类型，按照拼装顺序进行拼装，
形成隧道衬砌。
防水措施
02
在管片拼缝处设置橡胶止水带、嵌缝材料等防水措施，确保隧
道防水效果。
管片背后注浆
03
在管片背后进行注浆，填充管片与地层之间的空隙，提高隧道
对未来盾构法施工技术发展的展望
技术创新
随着科技的不断进步，盾构法施工技术将不断创新，例如 研发更高效的盾构机、优化施工流程等，以提高施工效率 和质量。
智能化发展
未来盾构法施工技术将更加注重智能化发展，例如引入人 工智能、大数据等技术，实现自动化施工和智能化管理。
绿色环保
随着环保意识的提高，未来盾构法施工技术将更加注重绿 色环保，例如减少施工噪音、降低能耗等，以实现可持续 发展。
盾构法施工流程与步骤
施工前准备工作
01
02
03
地质勘察
对施工区域进行详细的地 质勘察，了解地层分布、 岩土性质、地下水位等。
设计方案
根据地质勘察结果，制定 盾构机选型、施工参数、 管片设计等方案。
施工场地准备
平整场地、搭建临时设施 、准备施工材料等。
盾构操作培训ppt课件
南宁轨道交通2号线9标苏芦盾构工区
盾构操作培训
1
盾构培训
第一章 盾构机 第二章 盾构操作 第三章 掘进技术
2
第一章 盾构机
一. 盾构分类 二. 盾构施工 三. 中铁号盾构主机结构 四. 螺旋输送机 五. 管片安装机 六. 后配套 七. 辅助设备 八. 导向系统
3
一. 盾构分类
全敞开式
-手掘式、半掘式、机械式
半敞开式
-挤压式（网格式）
密闭式
-泥水式、土压式
4
二. 盾构施工
定义：使用盾构在地下掘进，边保持掌子面 稳定边在机内安全地进行开挖作业和衬砌作业 ，从而构成隧道的施工方法。 三要素：
稳定工作面：气压、土压等 开挖：人工开挖、半机械化开挖、刀盘 支护：压缩砼、管片
5
盾构施工优缺点
盾构是一个具备多种功能于一体的综合性 隧洞开挖设备,它集和了盾构施工过程中的 开挖、出土、支护、注浆、导向等全部的 功能，目前，盾构机已成为地下交通工程 及隧道建设施工的首选设备被广泛使用。 其优点如下:
1候不等受条地件面的交影通响、。河道、航运、季节、气
2能够经济合理地保证隧道安全施工。
3盾构的掘进、出土、衬砌、拼装等可实
56
d. 超挖刀的操作
• 当盾构在转弯半径小的曲线上时，有可能用到超 挖刀。
• 使用超挖刀时，先启动超挖刀泵，然后选择超挖 刀超挖的角度，即可按照预先设定的值进行工作 。
• 停止时先选择手动位，把超挖刀缩回，然后再停 止超挖刀泵。
57
e. 泡沫系统操作
泡沫系统有三种操作模式，即自动、半自动、手动 当地质条件比较理想时可以采用半自动模式，在掘进不顺 畅或是地质条件不好的时候应采用手动模式。 操作司机根据盾构机综合参数如刀盘扭矩、土压及出碴情 况等，可对泡沫剂和空气的流量进行手动调节，当掘进结 束时停止泡沫系统
盾构操作培训
1
盾构培训
第一章 盾构机 第二章 盾构操作 第三章 掘进技术
2
第一章 盾构机
一. 盾构分类 二. 盾构施工 三. 中铁号盾构主机结构 四. 螺旋输送机 五. 管片安装机 六. 后配套 七. 辅助设备 八. 导向系统
3
一. 盾构分类
全敞开式
-手掘式、半掘式、机械式
半敞开式
-挤压式（网格式）
密闭式
-泥水式、土压式
4
二. 盾构施工
定义：使用盾构在地下掘进，边保持掌子面 稳定边在机内安全地进行开挖作业和衬砌作业 ，从而构成隧道的施工方法。 三要素：
稳定工作面：气压、土压等 开挖：人工开挖、半机械化开挖、刀盘 支护：压缩砼、管片
5
盾构施工优缺点
盾构是一个具备多种功能于一体的综合性 隧洞开挖设备,它集和了盾构施工过程中的 开挖、出土、支护、注浆、导向等全部的 功能，目前，盾构机已成为地下交通工程 及隧道建设施工的首选设备被广泛使用。 其优点如下:
1候不等受条地件面的交影通响、。河道、航运、季节、气
2能够经济合理地保证隧道安全施工。
3盾构的掘进、出土、衬砌、拼装等可实
56
d. 超挖刀的操作
• 当盾构在转弯半径小的曲线上时，有可能用到超 挖刀。
• 使用超挖刀时，先启动超挖刀泵，然后选择超挖 刀超挖的角度，即可按照预先设定的值进行工作 。
• 停止时先选择手动位，把超挖刀缩回，然后再停 止超挖刀泵。
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e. 泡沫系统操作
泡沫系统有三种操作模式，即自动、半自动、手动 当地质条件比较理想时可以采用半自动模式，在掘进不顺 畅或是地质条件不好的时候应采用手动模式。 操作司机根据盾构机综合参数如刀盘扭矩、土压及出碴情 况等，可对泡沫剂和空气的流量进行手动调节，当掘进结 束时停止泡沫系统
盾构法施工ppt课件
盾构隧道全内衬混凝土现在多采用钢模台车结 合泵送混凝土施工，其施工要点有：
全内衬台模定位立模 浇筑工艺设备准备 预埋件设置 上拱顶混凝土浇筑质量的保证措施 拆模、清理、台模移位
土压平衡式盾构
定义：土压平衡式盾构机用开挖出的土料作为支撑开挖面 稳定的介质， 适用条件：土料具有良好的塑性变形，软稠度，内摩擦角 小及渗透率小。
1932年原苏联开始用直径为6.6~9.5m的盾构先
后在其斯科、列宁格勒、基辅等城市修建地下铁道 的区间隧道及车站。
1922年日本开始用盾构法修筑国铁奥羽线折渡隧
道。
1943年修建关门水底隧道直径达6.0m，长1100
多米。
1956年在海州露天矿用直径2.66m的盾构在砂土
层开凿了疏水巷道；
1957年起北京采用直径2.0m、2.6m的盾构施工
由于一般土壤不能完全满足这些特性，所以要进行改 良。改良的方法通常为：加水，膨润土，粘土，聚合物和 泡沫等，
根据土质情况选用。通过这些改良措施，扩大了土压 平衡式盾构机的应用范围。
土压平衡式盾构
土压平衡式盾构机的主要部件
土压平衡盾构机的基本装置是切削刀盘，开挖室以及螺旋输送机等。
土压平衡式盾构
1 切削刀盘
五、盾构机的结构
设置盾构外壳的目的是保护掘削、 排土、推进、施工衬砌等所有作业设 备、装置的安全，故整个外壳用钢板 制作，并用环形梁加固支承。盾构壳 体从工作面开始可分为切口环、支承 环和盾尾三部分。
五、盾构机的结构
盾构纵剖图
切口环、支承环、盾尾三部分组成 切口环：是盾构的前导部分，在其内部和前方可以设置各种类 型的开挖和支承地层的装置 支承环：是盾构的主要承载结构，沿其内周边均匀地装有推动 盾构前进的千斤顶，以及开挖机械的驱动装置和排土装置 盾尾：是衬砌作业的场所，其内部设置衬砌拼装机
盾构法开仓与气压作业要点讲解
6
一 、相关术语
15. 减压病 : 参与气压作业的人员由于减压不当而引起的以身体组织内发生气泡为病因导致的疾病。 16. 操仓员 : 控制人闸加压和减压的操作人员。 17.辅助工法 : 开仓作业前，为保证地层的稳定性或气密性要求而对盾构周边地层进行处理的施工方法。
7
二 、基本规定
1 、开仓作业前，应对选定的开仓位置进行地质环境风险辨识，编制开仓作业专项方案； 2 、 开仓作业时，应对开挖仓内持续通风，仓内气体条件应符合要求；
13
四 、开仓作业
一般规定 准备工作
1、常压作业前应检查确认盾构下列设备运转正常
1、盾构安全设备
•隧道内的通风设施 •盾构上的风、水、电系统 •通讯系统 •洞内运输系统 •各种防护设备和装备 •气压调节、自动保压系统
2 、盾构监控设施
•视频监控系统 •开挖仓内各种压力传感器 •气体检测仪器
3、 应急备
3、初次开仓前开挖仓内保压时间不小于2小时
4、气压作业应各配置人员岗位职责
15
四 、开仓作业
一般规定 准备工作
序号 1 2
3
岗位 气压作业主管
操仓员
进仓作业人员
职责
配置人数
负责总体管理现场气压作业
1
对人闸进行气密性试验；能准确按照医护人员制定的
减压方案对进仓作业人员进行加、减压，熟悉人闸及 1-2 仓内设施的性能。
2 、 进仓通道的设计应结合人体特点、与盾构刀具以及盾构其它前部仓内设施相适应。
3 、 开仓相关设备应在出厂前与盾构主机联合组装，并进行联合调试。
4 、 医疗仓应符合现行国家标准《医用高压氧仓》GB12130的相关规定
9
三 、设备配置
一 、相关术语
15. 减压病 : 参与气压作业的人员由于减压不当而引起的以身体组织内发生气泡为病因导致的疾病。 16. 操仓员 : 控制人闸加压和减压的操作人员。 17.辅助工法 : 开仓作业前，为保证地层的稳定性或气密性要求而对盾构周边地层进行处理的施工方法。
7
二 、基本规定
1 、开仓作业前，应对选定的开仓位置进行地质环境风险辨识，编制开仓作业专项方案； 2 、 开仓作业时，应对开挖仓内持续通风，仓内气体条件应符合要求；
13
四 、开仓作业
一般规定 准备工作
1、常压作业前应检查确认盾构下列设备运转正常
1、盾构安全设备
•隧道内的通风设施 •盾构上的风、水、电系统 •通讯系统 •洞内运输系统 •各种防护设备和装备 •气压调节、自动保压系统
2 、盾构监控设施
•视频监控系统 •开挖仓内各种压力传感器 •气体检测仪器
3、 应急备
3、初次开仓前开挖仓内保压时间不小于2小时
4、气压作业应各配置人员岗位职责
15
四 、开仓作业
一般规定 准备工作
序号 1 2
3
岗位 气压作业主管
操仓员
进仓作业人员
职责
配置人数
负责总体管理现场气压作业
1
对人闸进行气密性试验；能准确按照医护人员制定的
减压方案对进仓作业人员进行加、减压，熟悉人闸及 1-2 仓内设施的性能。
2 、 进仓通道的设计应结合人体特点、与盾构刀具以及盾构其它前部仓内设施相适应。
3 、 开仓相关设备应在出厂前与盾构主机联合组装，并进行联合调试。
4 、 医疗仓应符合现行国家标准《医用高压氧仓》GB12130的相关规定
9
三 、设备配置
盾构掘进加压换刀技术,压气作业演讲文稿PPT课件
压气作业(换刀)的 施工技术及案例
• 1、压气作业的概念 • 2、为什么要进行压气作业 • 3、如何进行压气作业 • 4、注意事项
压气作业的历史（1）
History of using compressed air in tunneling
• 与压气作业有关的历史人物和事件
• Mr. Callodan
人闸 结构
进土仓
主舱
前舱
作业人员在人闸内
人闸外压力表
人闸内观察孔
作业现场
土仓内围岩
二、为什么要进行压气作业
• 在盾构掘进过程，由于地层对刀具的磨损及其它 原因，造成掘进困难，必须停止掘进查明原因， 如需查明刀具的磨损情况及刀盘的完整性，即必 须进入土仓内进行检查。由于受地层的复杂性和 围岩的稳定性的影响，不是在所有地层中都能直 接开仓检查。在此情况下只有通过采取其它的方 法或措施才能开仓检查，如通过对地层的加固、 压气作业等方法。至于采取什么技术措施，要通 过对方案的技术、经济、安全等方面的综合比较， 只有通过比较，进行压气作业是最合适方案，才 能进行压气作业。
History of using compressed air in tunneling
• 与压气作业有关的历史人物和事件
• Mr. DeWitt Clinton Haskin
一般认为，他是第一个构想在水平隧道施工中采用压气支撑开挖面、侧墙和顶板并将之变为现 实的人，他为此于1874年2月3日取得了专利。
压气作业的历史（3）
History of using compressed air in tunneling
• 压缩空气在隧道施工中的用途：
在早期的人工开挖施工中，压气主要用于防止地下水进入隧道开挖面并对 整个开挖面地层连续提供支护；
• 1、压气作业的概念 • 2、为什么要进行压气作业 • 3、如何进行压气作业 • 4、注意事项
压气作业的历史（1）
History of using compressed air in tunneling
• 与压气作业有关的历史人物和事件
• Mr. Callodan
人闸 结构
进土仓
主舱
前舱
作业人员在人闸内
人闸外压力表
人闸内观察孔
作业现场
土仓内围岩
二、为什么要进行压气作业
• 在盾构掘进过程，由于地层对刀具的磨损及其它 原因，造成掘进困难，必须停止掘进查明原因， 如需查明刀具的磨损情况及刀盘的完整性，即必 须进入土仓内进行检查。由于受地层的复杂性和 围岩的稳定性的影响，不是在所有地层中都能直 接开仓检查。在此情况下只有通过采取其它的方 法或措施才能开仓检查，如通过对地层的加固、 压气作业等方法。至于采取什么技术措施，要通 过对方案的技术、经济、安全等方面的综合比较， 只有通过比较，进行压气作业是最合适方案，才 能进行压气作业。
History of using compressed air in tunneling
• 与压气作业有关的历史人物和事件
• Mr. DeWitt Clinton Haskin
一般认为，他是第一个构想在水平隧道施工中采用压气支撑开挖面、侧墙和顶板并将之变为现 实的人，他为此于1874年2月3日取得了专利。
压气作业的历史（3）
History of using compressed air in tunneling
• 压缩空气在隧道施工中的用途：
在早期的人工开挖施工中，压气主要用于防止地下水进入隧道开挖面并对 整个开挖面地层连续提供支护；
盾构机实用知识(十二)PPT课件
21
4、状态检测与故障诊断
• 什么是状态监测与故障诊断？
借助辅助工具对设备的温度、压力、油液、 电流、振动、等状态进行监测，及时发现设备中 人感官不能发现的问题，并及时的作出对设备有 针对性的保养措施和计划，解决设备的潜在故障， 控制设备的进一步损坏，（如轴承的振动润滑监 测，油液的污染分析等）；并准确的作出配件计 划，减少因配件计划不及时或盲目配件计划带来 的损失。
行程传感器故障（接触不 好）使行程在78㎜和148 ㎜间跳变
维修行程传感器线路
主控室内各泵故障显示灯
闪烁，齿轮油及主油箱油 温显示107℃；故障信息出
现卷筒限位报警，齿轮油温报 警等。
出现故障显示系统的控制 线由8-14F2开关提供24V 直流电源，且电源线由于 有水无法合闸
清理积水并对控制箱及接线 进行干燥处理并重新连接
28
C.典型诊断技术和方法
• 振动诊断技术 • 声诊断技术（声和噪声、超声波、声发射） • 温度诊断技术 • 铁谱分析技术 • 光谱分析技术 • 其它诊断技术
29
D.现场故障诊断技术开展的工作程序
• 设备勘查 • 机器选择（定机组） • 选择最佳状态监测方法（定参数、定测点、定仪器、
定周期） • 建立预测维修系统（定人员、定回路、定方案） • 设定和研究允许的状态数据和极限值（定标准） • 机器的初始测量 • 定期测定机器状态 • 状态分析 • 故障整治
日常保养内容（十字作业方针）：
• 清洁 • 紧固 • 润滑 • 调整 • 防腐
7
清洁与防腐内容
• 整机清洁 • 密封 • 轴承 • 相对运动部件 • 注浆系统 • 电气元件 • 液压元件 • 油漆
8
主机区域内的清洁
9
4、状态检测与故障诊断
• 什么是状态监测与故障诊断？
借助辅助工具对设备的温度、压力、油液、 电流、振动、等状态进行监测，及时发现设备中 人感官不能发现的问题，并及时的作出对设备有 针对性的保养措施和计划，解决设备的潜在故障， 控制设备的进一步损坏，（如轴承的振动润滑监 测，油液的污染分析等）；并准确的作出配件计 划，减少因配件计划不及时或盲目配件计划带来 的损失。
行程传感器故障（接触不 好）使行程在78㎜和148 ㎜间跳变
维修行程传感器线路
主控室内各泵故障显示灯
闪烁，齿轮油及主油箱油 温显示107℃；故障信息出
现卷筒限位报警，齿轮油温报 警等。
出现故障显示系统的控制 线由8-14F2开关提供24V 直流电源，且电源线由于 有水无法合闸
清理积水并对控制箱及接线 进行干燥处理并重新连接
28
C.典型诊断技术和方法
• 振动诊断技术 • 声诊断技术（声和噪声、超声波、声发射） • 温度诊断技术 • 铁谱分析技术 • 光谱分析技术 • 其它诊断技术
29
D.现场故障诊断技术开展的工作程序
• 设备勘查 • 机器选择（定机组） • 选择最佳状态监测方法（定参数、定测点、定仪器、
定周期） • 建立预测维修系统（定人员、定回路、定方案） • 设定和研究允许的状态数据和极限值（定标准） • 机器的初始测量 • 定期测定机器状态 • 状态分析 • 故障整治
日常保养内容（十字作业方针）：
• 清洁 • 紧固 • 润滑 • 调整 • 防腐
7
清洁与防腐内容
• 整机清洁 • 密封 • 轴承 • 相对运动部件 • 注浆系统 • 电气元件 • 液压元件 • 油漆
8
主机区域内的清洁
9
土压盾构土仓压力设定与控制ppt课件
p仓’=γ仓htg2(45°+φ仓/2)+2c仓tg(45°+φ仓/2) 则：p仓1=p仓1’=2c仓tg(45°+φ仓/2)，
p仓2=p仓2’=γ仓Dtg2(45°+φ仓/2)+2c仓tg(45°+φ仓/2)
30
土仓内土体是开挖面土体经刀盘切削后，受不同程度 压缩和混合后的重塑土，土仓内土体物理力学性质与开挖 面土体相比发生了一定的变化。
9
2.3 土压力与墙身位移的关系 （右图）
2.4 墙体位移对土压力的影响 土压力的类型取决于：墙体是
否发生位移以及位移的方向； 墙后土体所处的应力状态。 _
H
挡土墙所受土压力的大小并不 是一个常数，而是随位移量的 变化而变化。
土压力 E Ep
H
1~5%
21
3.2.1 盾构推进状态土压力类型分析 （1）盾构推进的某一瞬时，土仓内充满碴土，当土仓内
土体推挤前方土体时，开挖面前方的土体对土仓内土体 产生被动土压力；当土仓内土体相对前方土体静止不动 即位移为零时，开挖面土体处于弹性平衡状态，此时开 挖面前方的土体对土仓内土体产生静止土压力；当土仓 内土体在开挖面前方土体推力作用下向土仓隔板方向移 动时，开挖面前方土体对土仓内土体产生主动土压力。 （2）盾构推进的某一瞬时，土仓内充满碴土，盾构机向 前产生了一定的位移，盾构土仓隔板对土仓内土体产生 推挤，土仓内的土体对土仓隔板产生的土压力为被动土 压力。
6
1.4 研究土仓压力的意义 实际工程实践中土仓压力设定采用经验数据的现
象较多，往往会出现土仓压力设定时或大或小的偏差， 不利于施工控制。因此，掌握土仓压力设定和控制方 法，对盾构施工具有一定的指导意义。
p仓2=p仓2’=γ仓Dtg2(45°+φ仓/2)+2c仓tg(45°+φ仓/2)
30
土仓内土体是开挖面土体经刀盘切削后，受不同程度 压缩和混合后的重塑土，土仓内土体物理力学性质与开挖 面土体相比发生了一定的变化。
9
2.3 土压力与墙身位移的关系 （右图）
2.4 墙体位移对土压力的影响 土压力的类型取决于：墙体是
否发生位移以及位移的方向； 墙后土体所处的应力状态。 _
H
挡土墙所受土压力的大小并不 是一个常数，而是随位移量的 变化而变化。
土压力 E Ep
H
1~5%
21
3.2.1 盾构推进状态土压力类型分析 （1）盾构推进的某一瞬时，土仓内充满碴土，当土仓内
土体推挤前方土体时，开挖面前方的土体对土仓内土体 产生被动土压力；当土仓内土体相对前方土体静止不动 即位移为零时，开挖面土体处于弹性平衡状态，此时开 挖面前方的土体对土仓内土体产生静止土压力；当土仓 内土体在开挖面前方土体推力作用下向土仓隔板方向移 动时，开挖面前方土体对土仓内土体产生主动土压力。 （2）盾构推进的某一瞬时，土仓内充满碴土，盾构机向 前产生了一定的位移，盾构土仓隔板对土仓内土体产生 推挤，土仓内的土体对土仓隔板产生的土压力为被动土 压力。
6
1.4 研究土仓压力的意义 实际工程实践中土仓压力设定采用经验数据的现
象较多，往往会出现土仓压力设定时或大或小的偏差， 不利于施工控制。因此，掌握土仓压力设定和控制方 法，对盾构施工具有一定的指导意义。
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21
六 、辅助工法
4、盾壳后部止水辅助工法宜采用同步注浆、管片背后二次注 浆和盾体径向注浆组合的注浆方式，应满足以下规定：
• 同步注浆饱满，充分填充超挖间隙。 • 管片背后二次注浆宜采用双液浆，且至少封堵盾尾后2～5环全环管片 • 盾体径向注浆宜采用聚氨酯等化学浆液，在盾壳外形成封闭止水带。 • 应防止注浆固结盾体。
(min)
停留 时间
减压 时间
(0，0.12] 0～4
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(0.12，0.15] 2
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3
4
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3
1
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13
四 、开仓作业
一般规定 准备工作
1、常压作业前应检查确认盾构下列设备运转正常
1、盾构安全设备
•隧道内的通风设施 •盾构上的风、水、电系统 •通讯系统 •洞内运输系统 •各种防护设备和装备 •气压调节、自动保压系统
2 、盾构监控设施
•视频监控系统 •开挖仓内各种压力传感器 •气体检测仪器
3、 应急设备
11
三 、设备配置
1、一般规定 2、人闸
3、气压作业动力、通讯和辅助系统
照明设施的电压应采用不高于24V 的照明灯具，应在开挖仓外设置开 关。
开仓作业通讯工具应符合以下要求：
•应在开挖仓外、主仓和副仓内分别设置电话 •应配备应急通讯设备 •在人闸内应放置书写工具
12
四 、开仓作业
一般规定
1、 当盾构处于稳定的地层时，可在常压下直接 进入开挖仓作业。 2、 需实施气压作业时，盾构设备应满足带压进 仓作业的要求 3、 气压作业开仓前，应确认地层条件满足气体保 压的要求，不得在无法保证气体压力的条件下实施 气压作业
3、在开挖面无法自稳、且地层气密性差的地层，采用泥膜护壁辅助工法，应满足以下规定： • 施做泥膜护壁时应采用高粘度、高质量泥浆 • 高粘度泥浆宜采用专用设备拌制，经充分膨化后 利用注浆泵注入仓内 • 对于气密性差的地层，为加强泥浆护壁的制作质 量，宜在高粘度泥浆中加入填充材料，以充填层 中较大的裂隙或通道
讲义目录
1 术语 2 基本规定 3 设备配置 4 开仓作业 5 应急管理及辅助工法
2
一 、相关术语
1. 盾构 : 盾构掘进机的简称，是在钢壳体保护下完成隧道掘进、拼装作业，由主机和后配套组成
的机电一体化设备。
2. 开挖仓 : 土压平衡盾构的土仓，泥水盾构的泥水仓。 3 . 开挖面 : 刀盘前方掘进开挖的裸露土体，随着掘进进度而移动。
3
一 、相关术语
4 . 开仓作业 : 盾构停止掘进后，工程人员进入开挖仓施工作业的过程。包括常压作业和气压作业。 5 . 气压作业 : 在高于大气压条件下进行的开仓作业。 6 . 人闸 : 进行气压作业时，能实时实现升、降压功能，并能使作业人员、物资安全出入盾构开挖仓
的设备。进行常压作业时，此设备仅作为进入盾构开挖仓的一个通道。
3、气压作业时，当出现以下情况，应立即终止气压开仓作业，并启动应急预案： •当出现6.0.2所列情况 •仓内压力无法稳定 • 气体保压设备故障
20
六 、辅助工法
1、 开仓作业前，宜根据工程及水文地质资料，结合盾构施工实际情况选择泥膜护壁、盾壳后 部止水、地层加固、仓内回填、降水等辅助工法。 2、地层加固可采用水平或垂直加固两种形式。采用旋喷或注浆工法时，应防止加固体固结盾构刀 盘或盾体。
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4
5 3 15 3 20 3 30 3
4
一 、相关术语
7 . 主仓 : 人闸中与开挖仓直接相连的仓室。 8 . 副仓 : 人闸中与主仓相连的辅助仓室。 9. 医疗仓: 在高于大气压的密闭仓对气压作业不适的人进行应急治疗的设备。 10 . 自动保压系统 : 能实时调节、并使盾构的人闸和开挖仓压力维持设定压力值的系统。
5
一 、相关术语
11 . 工作压力 : 气压作业时开挖仓内压力。 12 . 带压工作时间 : 气压作业人员从开始加压到开始降压的时间。 13 . 加压 ：对开挖仓或人闸通入压缩空气，使压力提升到设定数值的过程。 14 . 减压 : 作业人员完成带压作业后，按规定的程序和要求逐步降低压力至常压的过程。
8
三 、设备配置
1、1、一一般般规规定定 2、人闸
3、气压作业动力、通讯和辅助系统
1 、 盾构开仓相关设备应充分结合工程地质、水文条件进行设置与选型，并与 盾构的设计相适应。
2 、 进仓通道的设计应结合人体特点、与盾构刀具以及盾构其它前部仓内设施相适应。
3 、 开仓相关设备应在出厂前与盾构主机联合组装，并进行联合调试。
•应急照明 •应急通讯、交通设备 •排水、消防设备 •应急备用电源 •应急保压气源设备
14
四 、开仓作业
一般规定 准备工作
2、气压作业工作压力确定方法： 根据准备开仓作业位置的地质和水文条件，计算出开挖仓理论工作压力； 根据计算所得的理论工作压力进行现场试验，如果能保证开挖面稳定，则可确定为工 作压力。
6
一 、相关术语
15. 减压病 : 参与气压作业的人员由于减压不当而引起的以身体组织内发生气泡为病因导致的疾病。 16. 操仓员 : 控制人闸加压和减压的操作人员。 17.辅助工法 : 开仓作业前，为保证地层的稳定性或气密性要求而对盾构周边地层进行处理的施工方法。
7
二 、基本规定
1 、开仓作业前，应对选定的开仓位置进行地质环境风险辨识，编制开仓作业专项方案；
9、 开仓程序应严格执行开仓作业专项方案，进仓人员工作时间和减压时间应符合规定
18
分段减压压力(MPa)
0.24
0.21
0.18
0.15
0.12
0.09
0.06
工作压力 (MPa)
工作完毕 工作时 第一次减 停留 减压 停留 减压 停留 减压 停留 减压 停留 减压 停留 减压 间(h) 压时间 时间 时间 时间 时间 时间 时间 时间 时间 时间 时间 时间 时间
2 、 开仓作业时，应对开挖仓内持续通风，仓内气体条件应符合要求；
序号 1 2 3 4 5
气体 一氧化碳 co
二氧化碳 甲烷 硫化氢 氧气
含量（%，按体积计） 不大于0.0024 不大于0.5 不大于1 不大于0.00066 19－22
3 、 作业人员应体检合格，并经专门的培训且考核合格后，方可上岗作业； 4 、 开仓作业时，应做好地面沉降、工作面的稳定性、地下水量及盾构姿态的监测和反馈； 5 、人员在开挖仓内时，严禁进行危及仓内作业人员安全的操作； 6 、开仓作业时，仓内应设置临时的上下通道，并保证进出开挖仓的通道的畅通； 7 、 撤离开挖仓前，应确认工具全部带出。
2、 人闸内的加压速度宜控制在0.05-0.1MPa/10min
3 、在加压过程中，进仓人员若发现身体不适，应立即 通知操仓员停止加压，若身体仍然不适，则应减压出仓
4、 在确认人闸内压力达到工作压力后，进仓人员应再次 确认人闸与开挖仓连接门的安全性，才能进入开挖仓。
5 、 人闸与开挖仓的连接门必须保持开启。
10
三 、设备配置
1、一般规定 2、人闸
3、气压作业动力、通讯和辅助系统
气压作业时提供压缩空气的空气压缩机应选用无油型空气压缩机。
供气系统动力源除采用电网电源外， 应配备备用发电机。
空气压缩机的容量配备应满足 维持工作压力稳定的要求
供气系统应配备备用空气压缩机。
现场备用发电机负荷应满足： •空气压缩机的负荷 •水泵的负荷 •照明负荷 •其他应急设备的负荷
5、地层加固可采用水平或垂直加固两种形式。采用旋喷或注浆工法时，应防止加固体固结 盾
构刀盘或盾体。 6、仓内回填材料宜采用强度低于M5的砂浆，回填前应防止回填砂浆凝固并包裹刀盘。
22
引用标准名录
GB/T 17870 《减压病加压治疗技术要求》 GB/T 17871 《氮氧饱和或空气饱和-空气巡回潜水减压程序》 GB12130 《医用高压氧仓》 GBZ/T 205 《密闭空间作业职业危害防护规范》 GB18435 《潜水呼吸气体及检测方法》 GB50446 《盾构法隧道施工与验收规范》 GB20827 《职业潜水员体格检查要求》 TB10204/J163 《铁路隧道施工规范》
六 、辅助工法
4、盾壳后部止水辅助工法宜采用同步注浆、管片背后二次注 浆和盾体径向注浆组合的注浆方式，应满足以下规定：
• 同步注浆饱满，充分填充超挖间隙。 • 管片背后二次注浆宜采用双液浆，且至少封堵盾尾后2～5环全环管片 • 盾体径向注浆宜采用聚氨酯等化学浆液，在盾壳外形成封闭止水带。 • 应防止注浆固结盾体。
(min)
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四 、开仓作业
一般规定 准备工作
1、常压作业前应检查确认盾构下列设备运转正常
1、盾构安全设备
•隧道内的通风设施 •盾构上的风、水、电系统 •通讯系统 •洞内运输系统 •各种防护设备和装备 •气压调节、自动保压系统
2 、盾构监控设施
•视频监控系统 •开挖仓内各种压力传感器 •气体检测仪器
3、 应急设备
11
三 、设备配置
1、一般规定 2、人闸
3、气压作业动力、通讯和辅助系统
照明设施的电压应采用不高于24V 的照明灯具，应在开挖仓外设置开 关。
开仓作业通讯工具应符合以下要求：
•应在开挖仓外、主仓和副仓内分别设置电话 •应配备应急通讯设备 •在人闸内应放置书写工具
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四 、开仓作业
一般规定
1、 当盾构处于稳定的地层时，可在常压下直接 进入开挖仓作业。 2、 需实施气压作业时，盾构设备应满足带压进 仓作业的要求 3、 气压作业开仓前，应确认地层条件满足气体保 压的要求，不得在无法保证气体压力的条件下实施 气压作业
3、在开挖面无法自稳、且地层气密性差的地层，采用泥膜护壁辅助工法，应满足以下规定： • 施做泥膜护壁时应采用高粘度、高质量泥浆 • 高粘度泥浆宜采用专用设备拌制，经充分膨化后 利用注浆泵注入仓内 • 对于气密性差的地层，为加强泥浆护壁的制作质 量，宜在高粘度泥浆中加入填充材料，以充填层 中较大的裂隙或通道
讲义目录
1 术语 2 基本规定 3 设备配置 4 开仓作业 5 应急管理及辅助工法
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一 、相关术语
1. 盾构 : 盾构掘进机的简称，是在钢壳体保护下完成隧道掘进、拼装作业，由主机和后配套组成
的机电一体化设备。
2. 开挖仓 : 土压平衡盾构的土仓，泥水盾构的泥水仓。 3 . 开挖面 : 刀盘前方掘进开挖的裸露土体，随着掘进进度而移动。
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一 、相关术语
4 . 开仓作业 : 盾构停止掘进后，工程人员进入开挖仓施工作业的过程。包括常压作业和气压作业。 5 . 气压作业 : 在高于大气压条件下进行的开仓作业。 6 . 人闸 : 进行气压作业时，能实时实现升、降压功能，并能使作业人员、物资安全出入盾构开挖仓
的设备。进行常压作业时，此设备仅作为进入盾构开挖仓的一个通道。
3、气压作业时，当出现以下情况，应立即终止气压开仓作业，并启动应急预案： •当出现6.0.2所列情况 •仓内压力无法稳定 • 气体保压设备故障
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六 、辅助工法
1、 开仓作业前，宜根据工程及水文地质资料，结合盾构施工实际情况选择泥膜护壁、盾壳后 部止水、地层加固、仓内回填、降水等辅助工法。 2、地层加固可采用水平或垂直加固两种形式。采用旋喷或注浆工法时，应防止加固体固结盾构刀 盘或盾体。
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一 、相关术语
7 . 主仓 : 人闸中与开挖仓直接相连的仓室。 8 . 副仓 : 人闸中与主仓相连的辅助仓室。 9. 医疗仓: 在高于大气压的密闭仓对气压作业不适的人进行应急治疗的设备。 10 . 自动保压系统 : 能实时调节、并使盾构的人闸和开挖仓压力维持设定压力值的系统。
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一 、相关术语
11 . 工作压力 : 气压作业时开挖仓内压力。 12 . 带压工作时间 : 气压作业人员从开始加压到开始降压的时间。 13 . 加压 ：对开挖仓或人闸通入压缩空气，使压力提升到设定数值的过程。 14 . 减压 : 作业人员完成带压作业后，按规定的程序和要求逐步降低压力至常压的过程。
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三 、设备配置
1、1、一一般般规规定定 2、人闸
3、气压作业动力、通讯和辅助系统
1 、 盾构开仓相关设备应充分结合工程地质、水文条件进行设置与选型，并与 盾构的设计相适应。
2 、 进仓通道的设计应结合人体特点、与盾构刀具以及盾构其它前部仓内设施相适应。
3 、 开仓相关设备应在出厂前与盾构主机联合组装，并进行联合调试。
•应急照明 •应急通讯、交通设备 •排水、消防设备 •应急备用电源 •应急保压气源设备
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四 、开仓作业
一般规定 准备工作
2、气压作业工作压力确定方法： 根据准备开仓作业位置的地质和水文条件，计算出开挖仓理论工作压力； 根据计算所得的理论工作压力进行现场试验，如果能保证开挖面稳定，则可确定为工 作压力。
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一 、相关术语
15. 减压病 : 参与气压作业的人员由于减压不当而引起的以身体组织内发生气泡为病因导致的疾病。 16. 操仓员 : 控制人闸加压和减压的操作人员。 17.辅助工法 : 开仓作业前，为保证地层的稳定性或气密性要求而对盾构周边地层进行处理的施工方法。
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二 、基本规定
1 、开仓作业前，应对选定的开仓位置进行地质环境风险辨识，编制开仓作业专项方案；
9、 开仓程序应严格执行开仓作业专项方案，进仓人员工作时间和减压时间应符合规定
18
分段减压压力(MPa)
0.24
0.21
0.18
0.15
0.12
0.09
0.06
工作压力 (MPa)
工作完毕 工作时 第一次减 停留 减压 停留 减压 停留 减压 停留 减压 停留 减压 停留 减压 间(h) 压时间 时间 时间 时间 时间 时间 时间 时间 时间 时间 时间 时间 时间
2 、 开仓作业时，应对开挖仓内持续通风，仓内气体条件应符合要求；
序号 1 2 3 4 5
气体 一氧化碳 co
二氧化碳 甲烷 硫化氢 氧气
含量（%，按体积计） 不大于0.0024 不大于0.5 不大于1 不大于0.00066 19－22
3 、 作业人员应体检合格，并经专门的培训且考核合格后，方可上岗作业； 4 、 开仓作业时，应做好地面沉降、工作面的稳定性、地下水量及盾构姿态的监测和反馈； 5 、人员在开挖仓内时，严禁进行危及仓内作业人员安全的操作； 6 、开仓作业时，仓内应设置临时的上下通道，并保证进出开挖仓的通道的畅通； 7 、 撤离开挖仓前，应确认工具全部带出。
2、 人闸内的加压速度宜控制在0.05-0.1MPa/10min
3 、在加压过程中，进仓人员若发现身体不适，应立即 通知操仓员停止加压，若身体仍然不适，则应减压出仓
4、 在确认人闸内压力达到工作压力后，进仓人员应再次 确认人闸与开挖仓连接门的安全性，才能进入开挖仓。
5 、 人闸与开挖仓的连接门必须保持开启。
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三 、设备配置
1、一般规定 2、人闸
3、气压作业动力、通讯和辅助系统
气压作业时提供压缩空气的空气压缩机应选用无油型空气压缩机。
供气系统动力源除采用电网电源外， 应配备备用发电机。
空气压缩机的容量配备应满足 维持工作压力稳定的要求
供气系统应配备备用空气压缩机。
现场备用发电机负荷应满足： •空气压缩机的负荷 •水泵的负荷 •照明负荷 •其他应急设备的负荷
5、地层加固可采用水平或垂直加固两种形式。采用旋喷或注浆工法时，应防止加固体固结 盾
构刀盘或盾体。 6、仓内回填材料宜采用强度低于M5的砂浆，回填前应防止回填砂浆凝固并包裹刀盘。
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引用标准名录
GB/T 17870 《减压病加压治疗技术要求》 GB/T 17871 《氮氧饱和或空气饱和-空气巡回潜水减压程序》 GB12130 《医用高压氧仓》 GBZ/T 205 《密闭空间作业职业危害防护规范》 GB18435 《潜水呼吸气体及检测方法》 GB50446 《盾构法隧道施工与验收规范》 GB20827 《职业潜水员体格检查要求》 TB10204/J163 《铁路隧道施工规范》