盾構(gòu)施工過程中進(jìn)倉技術(shù)若干探討關(guān)鍵詞：盾構(gòu)；施工；進(jìn)倉；加壓 目前，盾構(gòu)在砂卵石地層中掘進(jìn)刀具磨損嚴(yán)重，因此選擇合適的時機(jī)進(jìn)倉對刀具進(jìn)行檢查及更換就成了一項(xiàng)無法回避的任務(wù)。 在盾構(gòu)工法施工中，進(jìn)倉對刀具進(jìn)行檢查處理大致有三種方法：一是加壓進(jìn)入土倉進(jìn)行檢查；二是對前方土體進(jìn)行土體進(jìn)行加固后在常壓情況下進(jìn)倉檢查；三是從地面向下做豎井到刀盤前方從而實(shí)現(xiàn)對盾構(gòu)刀具的檢查和維修。 我單位在進(jìn)行北京地鐵五號線17標(biāo)段盾構(gòu)推進(jìn)的過程中，成功采用了前兩種方法進(jìn)倉對盾構(gòu)刀具進(jìn)行了檢查和更換。1 加壓進(jìn)艙檢查及操作 北京地鐵盾構(gòu)施工主要采用的是土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)。在盾構(gòu)機(jī)正常施工時，利用土艙內(nèi)流動的土體來維持工作面上的土壓平衡，見圖1。
在施工過程中，根據(jù)具體施工情況有幾點(diǎn)需要注意的是： （1）加壓操作采用分階段排土、分階段加壓的方式進(jìn)行； （2）工作面最終壓力要求比設(shè)定土壓力高0.1~0.2bar左右； （3）在開艙作業(yè)過程中，應(yīng)盡量維持此壓力，并通過進(jìn)氣閥的操作使氣壓的變化值控制在可控范圍之內(nèi)； （4）當(dāng)需要加入添加材料以保證土體氣密性時，應(yīng)向向艙內(nèi)加注膨潤土漿液，轉(zhuǎn)動刀盤使艙內(nèi)砂土內(nèi)與膨潤土能較好的混合，并能較深地滲入地層中，在開挖面形成一層比較厚的泥皮，從而達(dá)到保證氣密性的效果； （5）土建工程師確定開挖面的穩(wěn)定性，確認(rèn)安全后，方可進(jìn)土倉工作；當(dāng)開挖面有異常情況時，應(yīng)立即組織工作人員退出土倉，關(guān)好倉門； （6）設(shè)置兩條以上通訊線路，保持壓力倉內(nèi)倉外、地面及外界相關(guān)單位、部門聯(lián)系暢通，如有異常，及時聯(lián)系； （7）設(shè)專人對地面房屋及地下管線進(jìn)行監(jiān)控和巡視，發(fā)現(xiàn)異常，及時請示處理。2 無壓開艙維修2.1 無壓開倉土體加固技術(shù)措施 首先根據(jù)開倉所在位置的地質(zhì)分析選擇合理的加固方法，對地層進(jìn)行地質(zhì)改良，使松散土體得到充分填充及密實(shí)，形成具有一定支撐保護(hù)能力的復(fù)合地基，達(dá)到加固的目的。確保拱頂上部管線及建筑物的安全，從而保證盾構(gòu)機(jī)無壓開艙檢修施工順利進(jìn)行。我方在施工過程中采用了注漿加固土體的方法作為地質(zhì)改良措施以確保無壓開倉的正常進(jìn)行。 （1）注漿加固區(qū)域的確定 根據(jù)盾構(gòu)機(jī)的停機(jī)位置，所要加固的注漿加固區(qū)域見圖2所示。 （2）注漿施工工藝及效果 根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)條件，漿液選取詳見表1所示。溶液由A、B液組成；懸濁液由A、C液組成。 注漿加固的效果良好，原拱頂位置存在的空洞已回填密實(shí)。2.2 無壓開倉施工作業(yè)面處理 對周圍土體進(jìn)行地面注漿加固之后，在無壓開艙進(jìn)行刀盤修復(fù)和刀具更換前還須對開挖面前方和盾構(gòu)機(jī)上方的土體進(jìn)行支護(hù)，以保證施工人員的安全。具體做法為： （1）從刀盤與盾體之間的空隙插入木板，同時從刀盤開口處向前進(jìn)行一定的開挖，作為進(jìn)倉施工作業(yè)面，見圖3。 （2）為了保證開挖面的穩(wěn)定，最大限度地不擾動工作面前方和上方的土體，在前方和上方噴射混凝土處理，然后再做支撐。3 刀具檢查和更換方案3.1 刀具檢查 進(jìn)倉后對刀具檢查的步驟如下： （1）刀具外觀檢查 檢查刀盤上所有刀具螺栓是否有脫落現(xiàn)象；刀圈是否完好，有無斷裂及弦磨現(xiàn)象；刀體是否有漏油現(xiàn)象；擋圈是否斷裂或脫落，著擋圈脫落，還應(yīng)檢查刀圈是否發(fā)生移位。 （2）刀具螺栓的檢查用手錘敲擊螺栓墊，聽其聲音來辨別螺栓的緊固程度，或一邊敲擊一邊用手感覺其振動情況來辨別螺栓的緊固程度。 （3）刀具檢查過程中，應(yīng)對加壓的全過程壓力進(jìn)行記錄；刀具檢查的同時，對每刀具進(jìn)行編號，記錄刀具的磨損量，并提供刀具檢查報告。3.2 刀具更換的標(biāo)準(zhǔn)及更換操作 根據(jù)相關(guān)介紹，盾構(gòu)刀具磨損的建議標(biāo)準(zhǔn)是：周邊刀磨損量為5~10mm，齒刀磨損量為8mm左右時就必須進(jìn)行更換。這個指標(biāo)的確定和刀具耐磨層厚度有很大關(guān)系。更換刀具步驟如下。 （1）每次更換時，工作人員先將刀具周圍的泥土清掉，保證留有一定的工作空間。 （2）由刀盤外側(cè)向內(nèi)逐個檢查刀具的磨損情況，確定需要更換時，用相應(yīng)標(biāo)號的刀具進(jìn)行替換。 （3）用套筒及加力桿卸下固定螺栓，將拆下的螺栓及附件放入隨身攜帶的工具袋內(nèi)，以防丟失。 （4）將換下的刀具遞到人閘內(nèi)，同時將固定螺栓和固定座用水清洗干凈，并檢查一下是否有裂紋，如有裂紋必須更換新螺栓，以確保新裝刀具有足夠的固定強(qiáng)度。 （5）將新的刀具按原來的位置安裝好，并將固定螺栓擰緊。 （6）每次帶一批刀具和螺栓進(jìn)艙，每批刀具換完后，把廢刀具和沒有安裝的新刀放進(jìn)料閘內(nèi)。 （7）同時操作手轉(zhuǎn)動刀盤。工作人員通過料閘把下一批刀具送入土艙內(nèi)，再繼續(xù)更換下一組刀具。 （8）每換完一批刀具后，由值班機(jī)械工程師檢查一遍安裝質(zhì)量，并檢查是否有漏掉的或者沒有固定好的。機(jī)械工程師確認(rèn)無誤后方可繼續(xù)作業(yè)。 （9）更換速度按實(shí)際情況定，必須以保證安裝質(zhì)量為前提。 更換速度：齒刀基本上為每個30~40mm周邊刀則依據(jù)換刀人員的具體情況來定。3.3 施工注意事項(xiàng) （1）配置足夠數(shù)量的低壓空氣壓縮機(jī)以保證壓縮空氣的供給； （2）組織機(jī)構(gòu)上應(yīng)備有在訓(xùn)練有素的班組管轄下的手動氣閘，以便能夠進(jìn)入切削倉進(jìn)行修理作業(yè)，包括更換刀具和人工排除意外的困難和障礙； （3）壓縮空氣下施工應(yīng)按現(xiàn)行法規(guī)和條例進(jìn)行，尤其是有關(guān)醫(yī)療保護(hù)和衛(wèi)生保健條例以及壓縮空氣中工作時間及減壓時間等方面的輔助與安全方面的法規(guī)。
在施工過程中，根據(jù)具體施工情況有幾點(diǎn)需要注意的是： （1）加壓操作采用分階段排土、分階段加壓的方式進(jìn)行； （2）工作面最終壓力要求比設(shè)定土壓力高0.1~0.2bar左右； （3）在開艙作業(yè)過程中，應(yīng)盡量維持此壓力，并通過進(jìn)氣閥的操作使氣壓的變化值控制在可控范圍之內(nèi)； （4）當(dāng)需要加入添加材料以保證土體氣密性時，應(yīng)向向艙內(nèi)加注膨潤土漿液，轉(zhuǎn)動刀盤使艙內(nèi)砂土內(nèi)與膨潤土能較好的混合，并能較深地滲入地層中，在開挖面形成一層比較厚的泥皮，從而達(dá)到保證氣密性的效果； （5）土建工程師確定開挖面的穩(wěn)定性，確認(rèn)安全后，方可進(jìn)土倉工作；當(dāng)開挖面有異常情況時，應(yīng)立即組織工作人員退出土倉，關(guān)好倉門； （6）設(shè)置兩條以上通訊線路，保持壓力倉內(nèi)倉外、地面及外界相關(guān)單位、部門聯(lián)系暢通，如有異常，及時聯(lián)系； （7）設(shè)專人對地面房屋及地下管線進(jìn)行監(jiān)控和巡視，發(fā)現(xiàn)異常，及時請示處理。2 無壓開艙維修2.1 無壓開倉土體加固技術(shù)措施 首先根據(jù)開倉所在位置的地質(zhì)分析選擇合理的加固方法，對地層進(jìn)行地質(zhì)改良，使松散土體得到充分填充及密實(shí)，形成具有一定支撐保護(hù)能力的復(fù)合地基，達(dá)到加固的目的。確保拱頂上部管線及建筑物的安全，從而保證盾構(gòu)機(jī)無壓開艙檢修施工順利進(jìn)行。我方在施工過程中采用了注漿加固土體的方法作為地質(zhì)改良措施以確保無壓開倉的正常進(jìn)行。 （1）注漿加固區(qū)域的確定 根據(jù)盾構(gòu)機(jī)的停機(jī)位置，所要加固的注漿加固區(qū)域見圖2所示。 （2）注漿施工工藝及效果 根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)條件，漿液選取詳見表1所示。溶液由A、B液組成；懸濁液由A、C液組成。 注漿加固的效果良好，原拱頂位置存在的空洞已回填密實(shí)。2.2 無壓開倉施工作業(yè)面處理 對周圍土體進(jìn)行地面注漿加固之后，在無壓開艙進(jìn)行刀盤修復(fù)和刀具更換前還須對開挖面前方和盾構(gòu)機(jī)上方的土體進(jìn)行支護(hù)，以保證施工人員的安全。具體做法為： （1）從刀盤與盾體之間的空隙插入木板，同時從刀盤開口處向前進(jìn)行一定的開挖，作為進(jìn)倉施工作業(yè)面，見圖3。 （2）為了保證開挖面的穩(wěn)定，最大限度地不擾動工作面前方和上方的土體，在前方和上方噴射混凝土處理，然后再做支撐。3 刀具檢查和更換方案3.1 刀具檢查 進(jìn)倉后對刀具檢查的步驟如下： （1）刀具外觀檢查 檢查刀盤上所有刀具螺栓是否有脫落現(xiàn)象；刀圈是否完好，有無斷裂及弦磨現(xiàn)象；刀體是否有漏油現(xiàn)象；擋圈是否斷裂或脫落，著擋圈脫落，還應(yīng)檢查刀圈是否發(fā)生移位。 （2）刀具螺栓的檢查用手錘敲擊螺栓墊，聽其聲音來辨別螺栓的緊固程度，或一邊敲擊一邊用手感覺其振動情況來辨別螺栓的緊固程度。 （3）刀具檢查過程中，應(yīng)對加壓的全過程壓力進(jìn)行記錄；刀具檢查的同時，對每刀具進(jìn)行編號，記錄刀具的磨損量，并提供刀具檢查報告。3.2 刀具更換的標(biāo)準(zhǔn)及更換操作 根據(jù)相關(guān)介紹，盾構(gòu)刀具磨損的建議標(biāo)準(zhǔn)是：周邊刀磨損量為5~10mm，齒刀磨損量為8mm左右時就必須進(jìn)行更換。這個指標(biāo)的確定和刀具耐磨層厚度有很大關(guān)系。更換刀具步驟如下。 （1）每次更換時，工作人員先將刀具周圍的泥土清掉，保證留有一定的工作空間。 （2）由刀盤外側(cè)向內(nèi)逐個檢查刀具的磨損情況，確定需要更換時，用相應(yīng)標(biāo)號的刀具進(jìn)行替換。 （3）用套筒及加力桿卸下固定螺栓，將拆下的螺栓及附件放入隨身攜帶的工具袋內(nèi)，以防丟失。 （4）將換下的刀具遞到人閘內(nèi)，同時將固定螺栓和固定座用水清洗干凈，并檢查一下是否有裂紋，如有裂紋必須更換新螺栓，以確保新裝刀具有足夠的固定強(qiáng)度。 （5）將新的刀具按原來的位置安裝好，并將固定螺栓擰緊。 （6）每次帶一批刀具和螺栓進(jìn)艙，每批刀具換完后，把廢刀具和沒有安裝的新刀放進(jìn)料閘內(nèi)。 （7）同時操作手轉(zhuǎn)動刀盤。工作人員通過料閘把下一批刀具送入土艙內(nèi)，再繼續(xù)更換下一組刀具。 （8）每換完一批刀具后，由值班機(jī)械工程師檢查一遍安裝質(zhì)量，并檢查是否有漏掉的或者沒有固定好的。機(jī)械工程師確認(rèn)無誤后方可繼續(xù)作業(yè)。 （9）更換速度按實(shí)際情況定，必須以保證安裝質(zhì)量為前提。 更換速度：齒刀基本上為每個30~40mm周邊刀則依據(jù)換刀人員的具體情況來定。3.3 施工注意事項(xiàng) （1）配置足夠數(shù)量的低壓空氣壓縮機(jī)以保證壓縮空氣的供給； （2）組織機(jī)構(gòu)上應(yīng)備有在訓(xùn)練有素的班組管轄下的手動氣閘，以便能夠進(jìn)入切削倉進(jìn)行修理作業(yè)，包括更換刀具和人工排除意外的困難和障礙； （3）壓縮空氣下施工應(yīng)按現(xiàn)行法規(guī)和條例進(jìn)行，尤其是有關(guān)醫(yī)療保護(hù)和衛(wèi)生保健條例以及壓縮空氣中工作時間及減壓時間等方面的輔助與安全方面的法規(guī)。
