盾構(gòu)施工過(guò)程中進(jìn)倉(cāng)技術(shù)若干探討關(guān)鍵詞：盾構(gòu)；施工；進(jìn)倉(cāng)；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(shí)機(jī)進(jìn)倉(cāng)對(duì)刀具進(jìn)行檢查及更換就成了一項(xiàng)無(wú)法回避的任務(wù)。 在盾構(gòu)工法施工中，進(jìn)倉(cāng)對(duì)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(cāng)進(jìn)行檢查；二是對(duì)前方土體進(jìn)行土體進(jìn)行加固后在常壓情況下進(jìn)倉(cāng)檢查；三是從地面向下做豎井到刀盤(pán)前方從而實(shí)現(xiàn)對(duì)盾構(gòu)刀具的檢查和維修。 我單位在進(jìn)行北京地鐵五號(hào)線17標(biāo)段盾構(gòu)推進(jìn)的過(guò)程中，成功采用了前兩種方法進(jìn)倉(cāng)對(duì)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(shí)，利用土艙內(nèi)流動(dòng)的土體來(lái)維持工作面上的土壓平衡，見(jiàn)圖1。
在施工過(guò)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(kāi)艙作業(yè)過(guò)程中，應(yīng)盡量維持此壓力，并通過(guò)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(shí)，應(yīng)向向艙內(nèi)加注膨潤(rùn)土漿液，轉(zhuǎn)動(dòng)刀盤(pán)使艙內(nèi)砂土內(nèi)與膨潤(rùn)土能較好的混合，并能較深地滲入地層中，在開(kāi)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(kāi)挖面的穩(wěn)定性，確認(rèn)安全后，方可進(jìn)土倉(cāng)工作；當(dāng)開(kāi)挖面有異常情況時(shí)，應(yīng)立即組織工作人員退出土倉(cāng)，關(guān)好倉(cāng)門(mén)； （6）設(shè)置兩條以上通訊線路，保持壓力倉(cāng)內(nèi)倉(cāng)外、地面及外界相關(guān)單位、部門(mén)聯(lián)系暢通，如有異常，及時(shí)聯(lián)系； （7）設(shè)專(zhuān)人對(duì)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(shí)請(qǐng)示處理。2 無(wú)壓開(kāi)艙維修2.1 無(wú)壓開(kāi)倉(cāng)土體加固技術(shù)措施 首先根據(jù)開(kāi)倉(cāng)所在位置的地質(zhì)分析選擇合理的加固方法，對(duì)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(wú)壓開(kāi)艙檢修施工順利進(jìn)行。我方在施工過(guò)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(wú)壓開(kāi)倉(cāng)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(jiàn)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(jiàn)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(wú)壓開(kāi)倉(cāng)施工作業(yè)面處理 對(duì)周?chē)馏w進(jìn)行地面注漿加固之后，在無(wú)壓開(kāi)艙進(jìn)行刀盤(pán)修復(fù)和刀具更換前還須對(duì)開(kāi)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(pán)與盾體之間的空隙插入木板，同時(shí)從刀盤(pán)開(kāi)口處向前進(jìn)行一定的開(kāi)挖，作為進(jìn)倉(cāng)施工作業(yè)面，見(jiàn)圖3。 （2）為了保證開(kāi)挖面的穩(wěn)定，最大限度地不擾動(dòng)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(cāng)后對(duì)刀具檢查的步驟如下： （1）刀具外觀檢查 檢查刀盤(pán)上所有刀具螺栓是否有脫落現(xiàn)象；刀圈是否完好，有無(wú)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(tīng)其聲音來(lái)辨別螺栓的緊固程度，或一邊敲擊一邊用手感覺(jué)其振動(dòng)情況來(lái)辨別螺栓的緊固程度。 （3）刀具檢查過(guò)程中，應(yīng)對(duì)加壓的全過(guò)程壓力進(jìn)行記錄；刀具檢查的同時(shí)，對(duì)每刀具進(jìn)行編號(hào)，記錄刀具的磨損量，并提供刀具檢查報(bào)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(shí)就必須進(jìn)行更換。這個(gè)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(shí)，工作人員先將刀具周?chē)哪嗤燎宓簦ＷC留有一定的工作空間。 （2）由刀盤(pán)外側(cè)向內(nèi)逐個(gè)檢查刀具的磨損情況，確定需要更換時(shí)，用相應(yīng)標(biāo)號(hào)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(shí)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(lái)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(méi)有安裝的新刀放進(jìn)料閘內(nèi)。 （7）同時(shí)操作手轉(zhuǎn)動(dòng)刀盤(pán)。工作人員通過(guò)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(méi)有固定好的。機(jī)械工程師確認(rèn)無(wú)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(gè)30~40mm周邊刀則依據(jù)換刀人員的具體情況來(lái)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(dòng)氣閘，以便能夠進(jìn)入切削倉(cāng)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(shí)間及減壓時(shí)間等方面的輔助與安全方面的法規(guī)。
在施工過(guò)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(kāi)艙作業(yè)過(guò)程中，應(yīng)盡量維持此壓力，并通過(guò)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(shí)，應(yīng)向向艙內(nèi)加注膨潤(rùn)土漿液，轉(zhuǎn)動(dòng)刀盤(pán)使艙內(nèi)砂土內(nèi)與膨潤(rùn)土能較好的混合，并能較深地滲入地層中，在開(kāi)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(kāi)挖面的穩(wěn)定性，確認(rèn)安全后，方可進(jìn)土倉(cāng)工作；當(dāng)開(kāi)挖面有異常情況時(shí)，應(yīng)立即組織工作人員退出土倉(cāng)，關(guān)好倉(cāng)門(mén)； （6）設(shè)置兩條以上通訊線路，保持壓力倉(cāng)內(nèi)倉(cāng)外、地面及外界相關(guān)單位、部門(mén)聯(lián)系暢通，如有異常，及時(shí)聯(lián)系； （7）設(shè)專(zhuān)人對(duì)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(shí)請(qǐng)示處理。2 無(wú)壓開(kāi)艙維修2.1 無(wú)壓開(kāi)倉(cāng)土體加固技術(shù)措施 首先根據(jù)開(kāi)倉(cāng)所在位置的地質(zhì)分析選擇合理的加固方法，對(duì)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(wú)壓開(kāi)艙檢修施工順利進(jìn)行。我方在施工過(guò)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(wú)壓開(kāi)倉(cāng)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(jiàn)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(jiàn)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(wú)壓開(kāi)倉(cāng)施工作業(yè)面處理 對(duì)周?chē)馏w進(jìn)行地面注漿加固之后，在無(wú)壓開(kāi)艙進(jìn)行刀盤(pán)修復(fù)和刀具更換前還須對(duì)開(kāi)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(pán)與盾體之間的空隙插入木板，同時(shí)從刀盤(pán)開(kāi)口處向前進(jìn)行一定的開(kāi)挖，作為進(jìn)倉(cāng)施工作業(yè)面，見(jiàn)圖3。 （2）為了保證開(kāi)挖面的穩(wěn)定，最大限度地不擾動(dòng)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(cāng)后對(duì)刀具檢查的步驟如下： （1）刀具外觀檢查 檢查刀盤(pán)上所有刀具螺栓是否有脫落現(xiàn)象；刀圈是否完好，有無(wú)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(tīng)其聲音來(lái)辨別螺栓的緊固程度，或一邊敲擊一邊用手感覺(jué)其振動(dòng)情況來(lái)辨別螺栓的緊固程度。 （3）刀具檢查過(guò)程中，應(yīng)對(duì)加壓的全過(guò)程壓力進(jìn)行記錄；刀具檢查的同時(shí)，對(duì)每刀具進(jìn)行編號(hào)，記錄刀具的磨損量，并提供刀具檢查報(bào)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(shí)就必須進(jìn)行更換。這個(gè)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(shí)，工作人員先將刀具周?chē)哪嗤燎宓簦ＷC留有一定的工作空間。 （2）由刀盤(pán)外側(cè)向內(nèi)逐個(gè)檢查刀具的磨損情況，確定需要更換時(shí)，用相應(yīng)標(biāo)號(hào)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(shí)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(lái)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(méi)有安裝的新刀放進(jìn)料閘內(nèi)。 （7）同時(shí)操作手轉(zhuǎn)動(dòng)刀盤(pán)。工作人員通過(guò)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(méi)有固定好的。機(jī)械工程師確認(rèn)無(wú)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(gè)30~40mm周邊刀則依據(jù)換刀人員的具體情況來(lái)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(dòng)氣閘，以便能夠進(jìn)入切削倉(cāng)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(shí)間及減壓時(shí)間等方面的輔助與安全方面的法規(guī)。