盾构法施工开仓换刀风险管控重点研究

Engineering and Technology

工程技术第46卷第4期

2019年2月

盾构法施工开仓换刀风险管控

重点研究

田 宇

（中建八局轨道交通建设有限公司，沈阳 110000）

［摘 要］盾构法施工过程中，刀盘磨损严重或遇到复杂地层从而导致盾构机掘进参数出现异常，无法正常施工作业时，有可能需要进行开仓换刀作业，开仓换刀作业存在着较大的危险性。研究盾构法施工开仓换刀风险管控重点对盾构施工安全生产具有重要意义，结合沈阳市地下综合管廊工程盾构区间常压开仓换刀作业，通过对开仓换刀时风险管控重点的详尽阐述，为同类工程提供参考。

［关键词］盾构法施工；常压；开仓换刀；风险管控［中图分类号］U 455.43　　　　　［文献标志码］A　　　　　［文章编号］1001–523X（2019）04–0097–02

Study on Risk Control Focus of Technology Replaces

Shield Cutters

Tian Yu

［Abstract］The cutter teeth wears badly or encounters complicated stratum，which causes the abnormality of the tunneling parameters of the shield machine in the shield construction. The cutter teeth needs to be replaced when the shield is not working properly.Cutter change operation is risky. It is of great significance to study the risk management and control focus in the process of cutter teeth change and the safe production of shield construction. Combined with the normal pressure replacement cutterhead operation in the shield section of Shenyang Underground Comprehensive Pipe Gallery Project，it provides a reference for similar projects by expounding the key points of risk management and control during the cutter change process.［Keywords］shield construction；normal pressure；replacing of cutting teeth；risk management随着城市轨道交通的飞速发展，地下空间的利用成为了现代化城市发展的重要途径之一，地铁、地下综合管廊的近几

收稿日期：2018–10–10作者简介：田宇（1979—）󰀃，男，吉林长春人，工程师，主要研究方向为

隧道施工。

年的飞速建设充分体现出地下空间无限的发展潜力。盾构法施工中，刀具的磨损情况直接决定着各项掘进参数是否正常，当磨损到一定程度后无法满足正常施工作业时则需要进行开仓换刀作业。研究盾构法施工中开仓换刀风险管控重点具有重要意义。本文以沈阳市地下综合管廊（南运河段）工程为例，主要阐述现如今地下综合管廊盾构法施工中开仓换刀的安全

（6）问题：销钉、削片等紧固件安装疏漏，导致模板加固不到位，造成胀模。措施：加强现场验收，并在混凝土浇筑期间安排专人护模，以便出现问题能及时采取相应措施。（7）问题：混凝土楼面标高偏差过大，导致竖向铝模板无法正常安装。措施：由于铝模板尺寸定型，即墙柱铝模板高度是固定的，若板面标高偏差过大，则会导致层高整体发生偏差。因此需严格控制板面标高，对超高部位及时进行剔凿处理，以免标高误差持续累积。对较低部位需待铝模板安装完成后及时用砂浆封堵。

5 结束语

铝合金模板现阶段作为建筑行业推广使用的新材料、新工艺，其本身对工程质量的提升还是较为明显，主要问题大多出现在应用管理方面，其应用过程中一定要从细节抓起，通过不断总结和完善铝合金模板应用管理技术，在满足工程质量和进度的前提下更进一步提高铝合金模板的使用率和回收率，增加其应用优势。

参考文献

[1] 陈传为，吴缤璇，李慧萍.浅述54型铝合金建筑模板的经济、技术特点[J].中国建筑金属结构，2009（4）.[2] 王清勤，赵基达，程岩.《建筑业10项新技术（2017版）》修订情况介绍[J].建筑技术，2018，49（3）：228–233.[3] 张良杰，马利军.《建筑业10项新技术（2017版）》模板脚手架技术综述[J].建筑技术，2018，49（3）：244–254.[4] 蔡燕江.高层建筑工程铝合金模板的施工技术要点探析[J].江西建材，2016（10）：61，60.[5] 周祖伟，秦培成，姜博等.铝合金模板样板房承载力试验及理论分析[J].四川建筑科学研究，2017，43（5）：139–142.[6] 陈康健，秦培成.铝合金模板技术在装配式混凝土剪力墙结构中的应用[J].河南科技大学学报（自然科学版），2018，39（4）：63–66，72.

4 回收、保养阶段

4.1 回收

铝合金模板正常情况下可周转使用300次以上，施工过程中应定期清点标板及配件，避免遗失。主体结构施工完成后，应及时归类收集并堆码至现场指定位置，由各相关方现场清点，共同签字确认后打包回收至铝合金模板厂家。4.2 保养

铝合金模板不但在施工过程中要做好成品保护工作，回收至铝模板厂家后还应进行二次清理、保养并封存，以待后期周转使用。

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第46卷第4期

2019年2月

Engineering and Technology

工程技术建 筑 技 术 开 发

Building Technology Development管理工作重点。

1 工程概况

沈阳市地下综合管廊（南运河段）工程单线长约12.6 km，为国内首个在老城区采用盾构法施工的地下综合管廊，国家 PPP 项目。管廊依傍南运河沿线，起始于南运河文体西路桥北侧，终点位于和睦公园。途经五座人群密集公园，上跨沈阳地铁2号线、10号线，下穿公路隧道、铁路专用线，临近、侧穿多座市政桥梁以及建筑物，地质情况复杂，施工难度系数较高。部以及人仓附近左下、右下方空气进行检测，现场值班的土建工程师要持续关注地层情况，确认地层无异常情况后，方允许检测人员进入土仓内进行下一步检测，全面检测完毕后需经现场负责人复核确认地层稳定、空气质量合格。

在开仓后及人员进仓作业的全过程中，加强内外通风，必须保证仓内与仓外空气的流动性，保证人员作业环境的安全。确保土仓内安全后，维保人员进入土仓，安装照明工具并打开通风口处仓内盖板，接入风管对土仓内进行通风，使空气根据盾构施工过程中掘进参数所反应的情况，J27-J26区间左线盾构机掘进过程中出现推力大、扭矩大、速度慢、出渣存在大量卵石情况等异常情况，通过组织专家咨询会决定常压开仓对刀盘进行检查改造

2 盾构开仓前准备

2.1 土体加固

隧道主要通过的岩土为中粗砂和圆砾地层，工程地质条件稳定性较差，周边临近南运河，地层富水性较强，采用常压法开仓。为保证掌子面稳定性，在刀盘前段3 m处采用直径600 mm素混凝土灌注桩进行土体加固，钻孔深度25 m，C15混凝土浇筑。桩心间距900 mm，总数17根。为防止桩间土开仓过程中出现坍塌情况，桩间及开仓位置注浆加固采用后退式注浆机加固，桩径500 mm，水平方向间距500 mm，垂直方向间距400 mm，梅花形布置（图1）。

原素混凝土桩

055900

1

29003

4

5

6

7

49回填

南运河

005845891011121314151617181950

54

运河 32 7146202122232425262728293031325155

0047433343536373839404142434452

565357图1 梅花形布置示意

2.2 施工降水

因开仓位置临近南运河，为满足开仓条件，防止开仓施工过程中河水渗入土仓内，采取换刀位置前后回填南运河，并新增设4口降水井，降水井间距小于等于6 m，目的就是使盾构刀盘底面以下一定深度土层疏干并排水加固，便于开仓检查更有助于提高周围土体的强度和刚度，以确保盾构的顺利开仓和后期盾构复推施工，通过施工降水来降低浅层潜水的地下水位，增强土体的抗剪能力，同时降低土体的含水率，防止发生流砂、刀盘前方土体流失失稳现象。2.3 进仓人员筛选

进仓人员首先要提供体检报告，无职业健康疾病则可进行三级安全教育，特殊工种需提供特殊工种操作证件，证件查询真伪后，配备好相应的安全防护用品，电焊作业前进行动火作业审批手续，严格控制气瓶与气瓶、气瓶与动火点的安全距离，所有条件满足后方可允许进仓作业。

3 盾构开仓过程管控

3.1 气体检测及仓内通风

开仓前应先对土仓内气体进行检测，且进行泡沫系统压风排气，经第三方气体检测单位气体检测合格后，对通风过程中土仓压力以及水位情况进行关注，对人仓内非防爆设备进行清点。开仓前再次检测人仓内的空气质量，检测合格后方可打开仓门。

打开仓门后，需先进行活体试验，放入两只鸽子，等待一段时间后，观察鸽子的生命迹象，确保无异常情况后，检测人员方可携带气体检测仪器、防爆手电等工具对土仓的顶

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循环起来，与此同时停止泡沫系统的压风（图2）。

Ⱚѿ󰜬Ⰴ󰜬Ⰴ≊󰹂䔭䷺󰣋ԉ󰢷㈧㐋䬬䬔̶∍∍⇗㈧⇗㐋䔭䷺󰱋Ͽ∔󰚑≊󰚱䷺≭󱓖⣛㈧㐋ネ䌛󰣋ԉ󰢷󱂀󰀖󰤣󰤜䒒󰤺󰀔N≊󰚱䷺≭󱓖⣛󱢸󱁼䲎图2 仓内循环通风示意

3.2 开仓换刀环境监测

进行土仓清理的过程中，需有一名值班技术人员对掌子面稳定情况进行巡查并不间断的进行气体监测。为防止清渣及刀盘隔栅割除时产生振动导致刀盘上部土体掉入土仓内，在土仓内方木及脚手架搭设管棚。经安全员检测合格后，方可施工。施工人员进入土仓后，首先仔细查看土仓内及掌子面土体稳定情况，若发现有微量细砂涌出时，应当立即停止作业，将人员撤离出人舱内。土仓清理过程中，杜绝一次性将土仓内的渣土全部清理出去。清理土仓内搅拌棒周围渣土及刀盘上半部分渣土，清理完成后进行刀盘上半部分隔栅割除，每切割一处将切割后的隔栅通过人舱移至土仓外，禁止将隔栅遗留在土仓内，避免后期清理遗漏。待上半部分隔栅割除后，将人撤出土仓，低速转动刀盘。将未切割隔栅侧的刀盘转动至上半部分，继续割除隔栅。

开仓过程中对除去对仓内通风情况、临时照明、气体含量、人员状态实时监控外。对盾构机停机处地表土体情况、降水井水位情况仍需要进行监测，开仓前需提前储备应急发电机、水位监测仪器、强光手电等应急物资至盾构机停机处，开仓过程中实时监测地表沉降量，当沉降量达到预警值时需立即停止作业，撤离人员。开仓后水位每隔1 h测量1次，并做好管井降水记录，保证土体稳固性，发现地下水位超过安全临界值立即停止作业。

4 开仓结束管控

将全部的格栅处理完毕后，则需要全面检查土仓内及刀盘前方，查看是否有工具、杂物遗留在土仓内。检查完毕由当班班长签认，负责机械工程师确认，确认后关闭仓门，仓门关闭情况由负责机械工程师确认，完成后及时恢复掘进 施工。

5 结束语

对本工程管廊隧道常压开仓换刀时风险管控重点的研究，有效阐明了常压开仓换刀时需要注重的重点难点，通过对该风险管控重点的详尽阐述，可为以后同类工程提供参考价值。

参考文献

[1] 孟宪彪.软硬不均地层盾构机开仓换刀状态下开挖面稳定控制技术[J].铁道建筑技术，2017（12）.[2] 任晓龙，王创元，魏百术.盾构机换刀点加固及开仓换刀技术[J].水利水电施工，2016（5）：98–101.[3] 陈文进.浅析地铁盾构施工中开仓换刀施工技术[J].门窗，2016（3）：118.