盾构机换刀方案

盾构换刀作业施工方案

一、编制目的

为使刀盘刀具的布置形式满足盾构机所处各类地层的掘进要求，防止因刀具的过度磨损、未及时更换而破坏刀盘结构，确保盾构施工生产的顺利进行，制定本方案。

二、编制依据

⑴《岩土工程勘察报告》；

⑵《岩土工程补充勘察报告》；

⑶区杨区间平、纵面断面图；

⑷盾构机组装图纸；

⑸盾构机技术文件。

三、检查及更换刀具的作业筹划

3.1 概述

通过对沿线地质情况的分析，充分考虑到无气压换刀和气压换刀方式的适用条件，尽量避免在围岩含水量大和需带压作业地段进行换刀作业，根据检查情况确定是否需要对刀盘进行维护、更换磨损的刀具及清除泥饼作业。所选检查及换刀的作业地点具备以下条件。

①检查及换刀地段的隧道围岩较均匀,力学性质好,自稳性强；

②检查及换刀地段隧道埋深合适，且覆盖层无不良岩层。

换刀作业前，根据盾构机的运转情况，对其进行部件检修、维护，确保盾构机的正常运转。在盾构机掘进过程中如发生刀具必须更换且必须在加压条件下作业时，按照加压换刀操作规程作业。

3.2 作业内容：

检查及更换刀具的作业内容包括：刀具是否损坏及刀具的磨损情况；搅拌棒耐磨层的完好情况；刀盘耐磨层的磨损情况；刀具安装部件如楔块、安装块、螺栓保护帽是否松脱或损坏；更换已经磨损的刀具；根据盾构机将要掘进通过的地层更换刀具形式（正面单刃滚刀→正面齿刀；正面齿刀→正面单刃滚刀；中心双刃滚刀→中心齿刀；中心齿刀→中心双刃滚刀），检查刀盘是否粘结泥饼等等。

四、无气压条件下的换刀操作规程：

盾构机将要抵达计划换刀位置前的掘进采用慢速推进和慢转刀盘的方式掘进，以减小盾构机对隧道工作面土体的扰动。同时采用凝固时间短的浆液进行同步注浆，并利用吊装螺栓孔对连接桥附近的成形隧道进行二次补注浆，以增加盾尾附近成型隧道的稳定性。采用转动刀盘和敲击盾壳的方式防止注浆浆液与盾尾固结在一起。

在盾构机停止推进后打开承压壁上的卸水孔进行排水并记录水流量，报监理审批后实施刀具的检查及更换作业。

4.1 检查及更换刀具前的准备工作

①停止盾构机的推进，根据工作面地质情况，排出土仓内1/2--2/3的碴土，打开人闸与土仓间的闸门冷却土仓，释放土仓异味；

②检查盾构机承力墙上的球阀及闸阀，对堵塞的球阀及闸阀进行疏通，保证能够正常使用；

③对加压系统进行检查，保证其功能正常；

④对盾构机各系统进行检查，保证其功能完好；

⑤对进行换刀的操作人员进行换刀前的技术交底，对换刀的操作程序、安全事项等进行详细的交底；

⑥准备好需更换的刀具及其附件如螺栓、锁块等；

⑦准备好照明灯具、小型通风机、风镐、潜水泵、风动扳手、葫芦、木板、安全带等材料、工具及电焊机等机料具；

⑧对可能发生的突发事件作好充分的估计及应对措施；

4.2 换刀作业

1）、将刀盘操作切换到人闸刀盘点动控制面板进行操作；

2）、将刀盘需更换刀具的部位旋转到最佳换刀位置；

3）、在更换刀具部位上方前体上焊接吊装刀具用的吊耳；

4）、在刀盘更换刀具部位下方焊接支架挂耳，安装换刀作业支撑木板；

5）、将刀具及刀座清洗干净；

6）、利用葫芦将刀具挂好，用风动工具松开刀具螺栓，然后取出刀具；测量刀具高度，用风镐修整换刀位置的隧道工作面，保证有充分的刀具安装空间，做

好安装刀具前的安装座清洁工作；

7）、将刀具通过人闸运送出去，然后将须更换的刀具运送进去，按拆刀的相

反步骤将刀具装好、拧紧至设计扭矩值；

4.3 作业安全措施

1）、对参加的人员进行安全交底，人人作到心中有数，对进行换刀的操作人

员进行换刀前的技术交底；

2）、保证充足的照明，准备好换刀所需的材料、工具及机料具；

3）、对可能发生的突发事件作好充分的估计及应对措施；

4）、换刀前对刀盘前方的工作面进行认真细致的检查，确认地层条件稳定的

条件下进行换刀，在换刀过程中对工作面进行监视；特别应注意工作面突发性的涌水、涌沙现象；

5）、开仓前，对盾构机各系统进行检查，保证其正常运转；

6）、严格按以下检查程序操作：

（1）首先对换刀区域的渣土进行分析确认是否需要进行加固或降水等辅助措施，完成以上工作并拼装管片后进行排土；

（2）刀盘位置由00旋转到900然后旋转到2700；

（3）同时螺旋输送机运转将碴土排出；

（4）打开承压板上的泄水孔，进行泄水；

（5）在开始之前所有读数要求被记录如压力传感器指示的水土压力、所有推进油缸压力、推进油缸伸长量、VMT的测量距离，在检查期间经常监控以便任何变化能够被注意到；

（6）所有到刀盘和土仓承力墙上的水和泡沫阀人工关闭。

（7）所有从第2次刀盘转动每次漏掉的渣土增加量、变化情形都要记录。

（8）允许大约30分钟的土压力监控当土仓是空的时任何变化要被记录。

（9）在拼装完管片后，将木楔从推进油缸之间楔进管片与盾尾的空隙中，以支撑最后的拼装完成的管片，防止长时间停机造成管片运动；在竖曲线段进行

换刀作业时，为防止盾体、电瓶车、台车、管片进给小车后退，在台车行走轮和进给小车的前后方加防动楔块；

（10）从最后推进时用的浆液取出样品记录凝结时间；

（11）清洁并打开在承力墙上的人闸室门，使用手电筒进行外观检查；

（12）使用气动扳手和46 mm的套筒从承力墙上人闸门移开所有门闩。

（13）慢慢的从后面拿开保留的块并打开门。

（14）使用Samsons系统进行通风或者用2＂的空气管接在samsons上或者从盾构机通风机延伸管道。

（15）清洁并固定工作平台；

（16）在进入以前进行气压测试；

（17）安装照明装置；

（18）由具有资质的人员进行地层监视和所有情况的报告，例如进来的水、裂缝位置、碎片或者材料的破裂；

（19）记录所有地层的情形和低煤气监控；

（20）在推进完成后，如果需要加压缩空气到土仓需要遵循上述需要的压力；

（21）在检查期间提前进行地表沉降监控。控制室直接和监控人员保持联系。任何变化必须记录，并立即执行指令。

五、气压条件下的换刀作业

在施工过程中如发生必须换刀、且根据地质条件分析必须在加压条件下进行时采用加压换刀作业。作业时遵守以下操作规程。

5.1 进出人闸

人闸的操作由经过专业培训的人闸安全管理员进行。人闸管理员需要的各种操作和显示元件都安放在人闸的外部。只允许通过高压空气检查和经过相应专业培训的人员进入人闸。定期检查所有设施的功能（显示仪表，带式记录仪，暖气，时钟，温度计，密封阀等）。

5.2 进出人闸前室

前室用于在土仓和压力室加压空气中工作时送入材料或进入人员。前室的操作与主室相近。唯一的区别是使用的阀和显示仪表不同。人闸上前室的阀及仪表：“前室通入空气闸阀”、“前室排气闸阀”、“前室排气量流量计”、“前