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1、泥水平衡盾构中带压作业施工操作技术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1.01.5bar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 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
2、水平衡盾构机是在机械式刀盘的后侧，设置一道封闭隔板，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
3、具由于磨损等原因，会产生失效情况，这时就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
4、导致了多起地面坍塌事故，造成不好的社会影响，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。 3.1 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
5、、条形记录器、加热系统、钟、温度计、电话、紧急电话和阀等是否完好，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 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
6、压力的设定需要依据盾构机埋深、地层状况、水位以及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1.01.5bar,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
7、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 4.2 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，关闭主仓和气垫仓之间的仓门。准备好后，通知操作人员开始减压作业，减压时要严格按照减压时间表（见表2）操作，直至压力降低为
8、零时，打开主仓仓门人员离开。 表2 人仓减压时间表 5 带压作业时注意事项 带压作业是具有一定危险性的作业，作业过程中需要注意的事项有：犯有感冒或流感的人不能进入人仓，因为可能有耳膜破裂的危险；作业人员需带足饮用水、毛巾和其他防护用品，严禁将可能膨胀的物品带入空气仓；在带压工作时由于安全原因准备仓常常是没有压力的，准备仓的两个门都必须关闭并密封好；为了空气仓内人员的健康必须逐渐升高空气仓的压力，将压力缓慢上升到操作压力值，严禁随意操作；定时检查流速计以确保主仓通风顺畅；随时监测人仓人员的健康状况，一旦人仓人员出现任何微小的不适现象立即中断加压并让不适人员采取适当的措施以缓解不适，如仍无好转应减
9、压离开人仓；作业中密切关注设备的运转情况，如设备出现故障应及时切换至备用设备。发生断电情况时，立即通知启动柴油空压机，打开相应的阀门，维持压缩空气的供给，并通知作业人员开始撤离程序；作业中需要严格遵守进仓作业时间，不得延长工作时间。 6 总结 在泥水平衡盾构中，带压作业是进行换刀作业或处理异常情况的首选方法，在实践应用中证明带压作业在维持土体稳定、减少涌水和土体坍塌方面有着明显的作用，保证了工程施工中安全顺利的要求。但同时带压作业属于特种作业，具有危险性，有着严格的程序和限制条件。在实际操作中，需要充分准备各种条件，严格按照要求的流程进行操作，建立安全质量责任制，带压作业现场需要有医护人员值班
10、。作业人员必需经过特殊的岗前培训，在作业人员上岗前针对作业的特点进行安全教育，让其树立起安全作业的意识，注重带压作业人员的培养，并定期到医院进行身体检查。在带压作业时公司领导实行24小时现场值班制度，保证现场材料供应，值班工程师现场24小时值班，并在值班过程中做好带压作业的各种记录。在作业过程中，发现隐患及时沟通解决，保证带压作业的安全顺利进行。 参考文献 1 徐文平，钟志全. 盾构施工带压进仓的安全措施 J.建筑机械化，2008，(4)：54-56 2 贺霄飞. 压气作业在地铁盾构施工中的应用 J.山西建筑，2007，(11):309-310 3 项兆池，楼如岳，傅德明. 最新泥水盾构技术.2001.12 4 周文波. 盾构法隧道施工技术及应用.2004.11-分享文档，传播知识，赠人以花，手自留香。
