开仓换刀施工方案(DOC)

**地下区间

左线S-589盾构机开仓换刀施工方案

1、编制依据

（1）《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2001）；

（2）《盾构法隧道施工与验收规范》（GB50446-2008）；

（3）《盾构施工技术》陈馈等主编，2009年05月北京人民交通出版社；

（4）《**盾构区间平、纵断面及特殊地段设计》图纸。

2、工程概况

本标段为**地下区间，该段区间采用盾构法分左、右线施工，盾构施工从眠山车站始发掘进至马街车站（到达）。盾构区间线路右线起止里程为YDK6+943.150～YDK8+606.750，长1649.471m（含14.129m短链），左线起止里程为ZDK6+943.150～ZDK8+606.750，长1669.189m（含5.589m长链），线路总长3318.660m。本标段右线最小半径R=350m，左线最小半径R=360m，线间距13～60m。最小坡度2‰，最大坡度12.486‰。盾构区间内设有2座联络通道。

区间采用通用衬砌环类型（预制钢筋混凝土管片），隧道内径5500mm，外径6200mm。钢筋混凝土管片幅宽1200mm，厚度350mm。联络通道处采用钢管片和钢筋混凝土管片组合的复合型管片。

3、地质水文条件

盾构机里程现在的里程为ZDK8+461.86，该里程距离硬岩段还有约5m的位置，在里程ZDK8+461.86的地质情况如下：

图1 ZDK8+461.86的地质情况

<4-4>粉质粘土：灰、灰褐、深灰色，可塑状，局部含角砾或夹薄层粉土，具高～中压缩性，钻探揭示层顶埋深4.4～19m，厚度为1.1～7.1m，平均厚度3.27m，在区段内较广泛分布，属Ⅱ级普通土。

<12-4>粘土：棕红、黄褐色，硬塑状，偶含风化角砾，具中压缩性，钻探揭示层顶埋深3～36.4m，厚度为0.5～35.4m，平均厚度6.01m，区段内部分地段分布。属Ⅱ级普通土。

从地质图以及地层岩性可以看出现在盾构机刀盘里程位置地质情况为：下层硬塑性的粉质粘土，上层为可塑状态的粉质粘土，从推进情况来看，水位线在盾构底以下，掘进时施工用水比之前土质用量增大很多，开挖面较干。根据实际情况判断，可以在此处进行换刀作业，并且该里程掌子面的情况稳定，初步拟定采用常压换刀作业流程。

如果经开仓检查后，发现不符合常压换刀作业流程，则采用带压换刀的施工方法，方案中对两种换刀的方法均做详细描述。

4、地面建筑物情况

盾构机目前的位置在人行道上，出了人行道后盾构机会掘进至春雨路，从外部环境考虑地面的安全问题，在此处换刀对比春雨路下发换刀是比较安全的，并且盾构机马上掘进至硬岩段，必须通过更换刀具以适应地质条件的变化。下图为在地面标出刀盘位置的示意图：图2 刀盘的现在位置（在图中用粗线标出，现场以油漆标识）

5、现有刀具的布置情况

根据本区间的地质情况，为了满足盾构始发段的掘进要求，始发时刀盘配置的部分刀具为羊角刀。下图中用粗线标识的刀具为羊角刀位置。

图3 刀盘示意图

6、需要更换的刀具

左线盾构掘进至里程ZDK8+463位置进入硬岩段，为了满足硬岩段的掘进需要，现把图3中用粗线标识的羊角刀全部换为滚刀。总共需要更换刀具17把。

7、换刀工具准备

换刀过程中所需的工具如下表所示：

表1 工具准备

8、常压换刀施工

8.1刀具更换程序

刀具的更换程序为：开仓→刀盘清理→刀具拆除→安装新的刀具→做好详细的刀具更换记录→整体检查→关闭仓门。

8.2开仓准备工作

开仓前必须准备充分，尤其是开仓前的检查工作，同时准备充足的应急物资确保开仓安全。

(1)开仓前须观察渣土，根据渣土分析目前土仓开挖面水文地质情况，并对照地质勘查报告是否有较大出入，确定开挖面土质良好后，逐渐出土降低土压，清空上部土仓内渣土；

(2)根据出土方量计算土仓渣土清空情况后，进入人闸通过土仓壁上的球阀观察孔观察土仓开挖面稳定性情况，在打开球阀时若土仓压力显示很小，则基本没有气体流动，若发现打开球阀后长时间气体流动，则说明开挖面不稳定，有泥水涌入土仓；

(3)通过观察孔确定土仓开挖面安全情况下，准备空压机通风，选定已交底人员做准备，并分工明确，开仓作业机具及应急物资准备到位后开仓作业。

8.3仓内换刀作业措施

(1)土仓人行闸门打开后，人员不能立即进入土仓，必须先观察开挖面土体情况及土仓底部渣土情况，有无泥水涌入或冒气泡等现象，若发现异常情况，应继续观察或关闭仓门继续推进一段距离后再

次确定开仓条件。

(2)在人员进入土仓前，用有害气体检测仪放入土仓底部进行检测，判断土仓内是否有有害气体存在，同时对土仓内温度进行检测，若发现有还气体或温度过高，应判断开仓条件是否具备，同时将盾构机空压机管插入土仓底部进行通风，待土仓内温度及空气条件适合人员进入时再进行土仓内作业。

(3)土仓内作业一次最多进入2人，并且作业时间不超过1个小时，人闸仓内必须有1～2个对应的接应和观察人员，盾构机上必须有安全员及项目部有经验的管理人员在场指挥监督，一旦发生异常情况立即停止开仓作业并及时处理。

(4)开仓作业人员禁止吸烟及饮酒，保持头脑清醒，一旦发生不适情况立即出仓到地面，不允许进仓作业。

(5)在换刀的作业过程中，须对使用的工具进行管理，防止作业过程中工具遗留在土仓内影响螺旋机及刀具等，换刀是通过导链将需要更换的刀具以及要还上的刀具运至仓内或刀盘指定位置。

(6)一般情况下仓内作业期间，保持推进油缸支撑在管片上，并保持一定推力以适当平衡开挖面土压，螺旋机土仓壁闸门处于半开状态，操作室必须有操作手值守，一旦发生情况，立即撤离仓内人员及设备关闭仓门，掘进恢复土仓压力，重新评估开仓条件。

9、带压换刀施工

9.1带压进仓作业程序

1）人员进入土仓流程

图4 人员进入土仓流程

2）人员、材料经过准备仓进入土仓流程

图5 人员、材料经过准备仓进入土仓流程图6人员离开土仓流程

人员离开土仓的作业流程见上图中的图6。

9.2带压进仓作业要点

（1）一般要求

1）人仓的操作应由受过训练的人仓管理员执行；

2）只有通过了体检和带压测试并经过了相关培训的人员才能带压进仓；

3）要做好带压进仓的技术交底工作；

4）必须遵守所有人仓前部和内部的警示和信息标志；

5）必须定期检查人仓所有部件（显示仪，条形记录器等）的功能；

6）必须定期检查电话和紧急电话设备是否能按照规定要求工作；

7）检查门密封和密封面是否干净和损坏，必要时更换密封；

8）使用人仓时测试条形记录器是否能正常工作。

（2）主仓升压

1）主仓未升压前应检查显示仪、条形记录器、加热系统、钟、温度计、电话、紧急电话和阀，密封是否干净。检查并保证主仓上的双倍条形记录器能否正常工作，检查主仓和中隔板上的密封门是否关闭并正确锁好；

2）人仓管理员要通过电话一直与空气仓中的人员联系。人仓管理员通过操作门阀使主仓室的压力值达到规定的操作压力。为保证人仓内人员的健康安全，应逐渐升高人仓的压力，将压力缓慢上升到操作压力值，人仓管理员应随时监测人仓中各人员的健康状况。一旦有人员出现任何微小的不适立即切断压缩空气中断人仓升压，并按操作规程减压，同时准备医疗救援；

3）主仓室内的人员可按照要求调节加热系统，人仓和土仓之间的密封面只有在二者压力达到平衡时才可被打开。当人员进入土仓后，人仓管理员停止条形记录器。

（3）主仓降压

1）准备降压的人员离开土仓进入人仓后应立即关闭压力挡板上的小窗和压力补偿门阀，降压前仔细检查人仓内的各密封门是否已关好；

2）人仓内的人员通过电话向人仓管理员报告人员情况。人仓管理员通过操作门阀逐渐降低人仓中的压力，同时应注意观察测压计和流速计的读数是否正常。与此同时，人仓管理员通过调节门阀开始向人仓通风；

3）通过调节门阀使压力稳定而缓慢的下降，直到压力仓内的压力变为正常为止。在降压过程中，人仓内人员可打开加热系统以适应环境温度，推荐的温度范围在15～28℃；

4）降压完成后人仓管理员停止条形记录器。

（4）带压进仓作业要点

1）检查工具、备件、记录器、加热器、钟表、温度计、紧急电话、进气阀、排气阀以及人仓门是否工作正常并清洁人仓门密封；

2）人员进入主仓室后，启动记录器检查功能是否正常；

3）关闭主仓闸门以及主仓室与应急仓室之间的闸门，并确认所有闸门均正确关闭；

4）使电话处于在线状态，随时与仓外人员联系；

5）缓慢打开进气阀，使主仓室内的气压升高，直至达到操作压力；

6）根据规定启动主仓室内的加热器，调整主仓室内的温度至适宜状态；

7）微调进气球阀和排气球阀，使得主仓室内的压力与土仓内的压力完全一致，关闭球阀，并小心地打开主仓室与土仓之间的闸门；

8）打开闸门后，人员进入土仓；

9）人员在土仓内进行带压作业，保持闸门为打开状态

9.3升压和带压作业过程中的安全注意事项

1）仓内禁止存放可燃气体和氧气瓶，患有感冒或流感的人不能带压进入人仓，否则可能有耳膜破裂的危险；

2）进仓人员要带些干燥的衣服，以备减压时穿，防止感冒；

3）不要将可能膨胀的饮品或事物带入空气仓；

4）人仓在压力下工作时由于安全原因准备仓一般是没有压力的，准备仓的两个门都是关闭的；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；

5）定期检查流速计以确保人员仓通风；随时监测空气仓人员的健康状况；一旦空气仓人员出现任何不适现象时，要立即中断压缩空气并降压让不适人员离开空气仓；

6）因在升压和带压作业过程中，压力仓/土仓内温度较高，因此在此期间要多饮水；否则，脱水会立即导致压缩空气病症，但加压前/加压期间禁止引用二氧化碳饮料；

7）由于压力越高人体吸入的气体越多，尤其是氮气首先就会在人体液体内溶解，然后溶解在人体组织中，其饱和程度取决于压力、维持的时间以及人体组织吸收氮气的能力，胖的人体组织特别容易吸收，因此肥胖人员不允许带压进仓作业；

8）在带压过程中，为确保作业人员安全，仓内压力要随时保持基本恒定，其波动值要控制在0.05bar以内；

9）在带压过程中，体能消耗要远远高于常压下作业，因此用力要适度，并注意做好自身的身体防护，尽量避免碰伤皮肤或发生身体扭伤现象；

10）出现异常情况时，立即停止带压作业。

9.4 减压过程中的防病措施

1）人仓管理员必须认真履行带压作业人员的减压程序，并做好时间记录，坚决杜绝减少减压时间的现象与跳期减压的现象；

2）为保证仓内作业人员的安全，减压过程中确保仓内通风量；

3）在减压期间仓内作业人员必须穿上干燥衣服；

4）出仓后工作人员禁止剧烈运动，注意多休息。

10、开仓换刀作业施工安全保证措施

（1）加强对开仓换刀人员安全及技术交底，异常情况施工需进行安全培训。

（2）开仓换刀程序必须经项目部经理与项目总工程师审核，报监理审批许可后方可启动开仓换刀程序。

（3）开仓换刀作业的准备工作必须提前做好，一旦开仓，必须保证作业立即开始。

（4）做好安全通道，确保通道的畅通；

（5）开仓后先观察掌子面的稳定情况，经判断稳定后，再进入土仓作业。

（6）由气体检测人员利用气体检测仪器检测施工环境气体质量，如果空气质量不达标，应暂缓进入工作面，继续通入空气，直至环境气体质量达到安全要求。

（7）在作业过程中必须有一名土木值班人员对掌子面稳定情况经常进行观察，如有异常应及时通知并要求人员撤至安全地点，采取处理措施。

（8）系紧安全绳，安全绳的另一端须牢系在入仓通道内，并安排专人监护；

（9）进仓人员必须戴好安全帽，土仓及隧道内禁止吸烟，严禁酒后作业易燃物品和有害物品不得带入仓内；

（10）盾构机内如需进行动火作业，必须由气体检测人员先对动

火区域内的气体进行检测，安全合格且得到安全员动火批准后，方可进行。

（11）在刀具更换过程中要持续通入空气。

（12）工作仓内用于照明的灯具必须使用安全电压，使用防爆灯具。

（13）盾构机后配套内布置干粉灭火器并在人仓外侧挂设干粉灭火器。

（14）做好现场施工组织，确保开仓作业的安全、有序、快速实施。

（15）测量室加强换刀期间地面沉降监测，并及时反馈监测情况。

（16）刀具检查更换结束后，操作手及机电工程师要对发泡剂的注入情况再次进行检查及确认，管路畅通方可封仓。

（17）安全应急救援措施

1）成立开仓作业应急救援领导小组。

2）准备担架及足够的应急药品及用具。

3）在施工现场标识正确的安全通道位置和应急灯具，以利于人员快速疏散。

4）遇有险情立即启动应急预案机制。

11、开仓换刀作业施工质量保证措施

（1）开仓前，通知监理对开仓全过程进行旁站、监督。

（2）应逐把检查刀具情况，以避免遗漏，换刀时刀具的螺栓必须认真复紧；

（3）应遵守“拆一装一”的换刀原则，换刀时各组人员应统一采用“逐臂更换”或“由外到内”或“由内到外”等换刀顺序；认真执行交接班制度，应清晰地反映所换刀具编号，螺栓拆除、紧固情况。

12、开仓换刀作业施工环境保证措施

环境保证方面的措施，具体分两步：

第一步：开仓前的通风换气

开仓前土仓内空气循环主要利用旋转接头的泡沫系统通过泡沫管路向刀盘前方吹入风，土仓隔板上的原有保压系统的管路作为排气通道，排风到盾构机后配套尾部，形成循环，稀释土仓内的气体，气体含量检测达到要求后，方可进行开仓作业。

第二步：开仓后仓内环境质量的保证

仓内作业过程中，土仓内空气循环主要利用土仓隔板上的孔口（原有的土仓隔板上预留的水电入口）将风吹入，土仓出入口为排气口，形成循环，保证土仓内的空气质量。

洞内通风主要利用洞外的压入式通风机供风，形成循环。洞内及仓内通风的同时进行气体检测，保证作业人员作业环境的安全。13、应急预案

为保证开仓换刀作业过程中的安全，制定相应的应急预案。确保在开仓换刀作业过程中出现突发事件时能够处理得当，有效的控制事态发展，将突发事故造成的损失降到最低。

13.1应急领导机构

13.1.1目的

为了保护本项目从业人员在经营活动中的身体健康和生命安全，保证本项目在出现生产安全事故时，能够及时进行应急救援，从而最大限度地降低生产安全事故给本项目及本项目员工所造成的损失，成立项目经理部分部安全生产事故应急救援小组。

13.1.2适用范围

适用于所在项目经理部分部实行生产经营活动的部门及个人。

13.1.3应急救援小组组成及职责

项目经理部分部应急预案领导小组及其组成见图7。

⑴.组织检查各施工现场及其它生产部门的安全隐患，落实各项安全生产责任制，贯彻执行各项安全防范措施及各种安全管理制度。

⑵.进行教育培训，使小组成员掌握应急救援的基本常识，同时具备安全生产管理相应的素质水平，小组成员定期对职工进行安全生产教育，提高职工安全生产技能和安全生产素质。

⑶.制定生产安全应急救援预案，制定安全技术措施并组织实施，确定现场的安全防范和应急救援重点，有针对性的进行检查、验收、监控和危险预测。

13.2应急组织的分工职责

13.2.1组长职责

①.决定是否存在或可能存在重大紧急事故，要求应急服务机构提供帮助并实施场外应急计划；

图7 应急组织机构框图

②.组织复查和评估事故可能发展的方向，预计其可能的发展方向及过程；

③.与场外应急机构取得联系及对紧急情况的应对作出安排；

④.在场内实施交通管制，协助场外应急机构开展服务工作；

⑤.确保所有伤害者都能得到足够的重视；

⑥.在紧急状态结束后，控制受影响地点的恢复，并组织人员参加事故的分析处理。

13.2.2副组长职责

①.评估事故的规模和发展态势，建立应急步骤，确保员工的安全和减少设施和财产损失；

②.如有必要，在救援服务机构来之前直接参与救护活动；

③.安排寻找受伤者及安排非重要人员撤离到安全地带；

④.设立与应急中心的通讯联络，为应急服务机构提供建议和信息。

13.2.3通讯联络组职责：

①.确保与项目经理和外部联系畅通、内外信息反馈迅速；

②.保持通讯设施和设备处于良好状态；

③.负责应急过程的记录与整理及对外联络。

13.2.4技术支持组职责

①.提出抢险抢修及避免事故扩大的临时应急方案和措施；

②.指导抢险抢修组实施应急方案和措施；

③.修补实施中的应急方案和措施存在的缺陷；

④.绘制事故平面图，标明重点部位，向外部救援机构提供准确的抢险救援信息资料。

13.2.5保卫协助组职责

①.设置事故现场警戒线、岗，维持工地内抢险救护工作正常运行；

②.保持抢险救援通道的畅通，引导抢险救援人员及车辆的进入；

③.协助交警部门疏导交通；

④.抢险救援结束后，封闭事故现场直到收到明确解除指令。

13.2.6抢险抢修组职责：

①.实施抢险抢修的应急方案和措施，并不断加以改进；

②.寻找受害者并转移至安全地带；

③.在事故有可能扩大进行抢险抢修或救援时，高度注意避免意外伤害；

④.抢险抢修或救援结束后，直接报告项目经理并对结果进行复查和评估。

13.2.7安全检查组

负责进行岗前安全教育培训、工作中日常安全检查及事故分析，严格安全操作程序，督促检查安全防护品的佩带和使用，安全设施的设置与使用；作好职业健康安全管理工作，并保存各种记录，保证其畅通、有序、有效运行；负责安全考核制度的实施。

13.2.8医疗救护组职责

①.在外部救援机构未到达前，对受害者进行必要的抢救(如人工呼吸、包扎止血等)；

②.使重度受害者优先得到外部救援机构的救护；

③.协助外部救援机构转送受害者至医疗机构，并指定人员护理受害者。

13.2.9后勤保障组职责

①.保障系统内各组人员必须的防护、救护用品及生活物质的供给；

②.提供合格的抢险抢修或救援的物资及设备。

13.2.10义务救援队职责：

按照预案启动要求，及时召集救援人员到达指定场所，在项目救援组的组织下开展救援工作。

13.3应急响应方案的制定

项目部在制定和识别应急响应方案时，主要考虑因素有：

(1)各单位环境因素和危险源辨识控制的结果；

(2)安全事故和突发紧急事件的类型，以及编制好的与事故有关的应急预案；

(3)有关的法律、法规或其它要求；

(4)事故现场的实际情况和应急响应准备情况；

(5)本单位以往事故、事件处理的经验及做法或类似企业以往事故、事件处理经验及做法。

13.4应急保障

项目部要做好应对安全事故和突发紧急事件的人力、财力、物资、通信、医疗卫生、交通运输等应急保障工作。

1、人力保障

项目部全面负责应急救援的人力保障，对本工程安全事故和突发紧急事件应急工作基本人员力量进行摸底检查，监督落实应急救援人员的配备并确保应急人员数量充足。

2、资金保障

项目部财务部门全面负责保障应急救援所需的资金，根据本单位安全事故和突发紧急事件的实际情况，对应急所需资金储备进行统一规划。监督落实应急救援所需的资金储备。

3、物资、设备、交通运输保障

应急所需的物资、设备、交通运输保障由公司和项目部财务、物设管理等部门共同负责，相关部门组织落实。项目根据本单位施工生产的性质、特点以及应急救援工作的实际需要有针对、有选择地配备应急救援物资、设备，并对应急救援物资、设备进行经常性维护、保养。启动应急救援预案后，项目部的机械设备、运输车辆统一纳入应急救援工作之中。

4、医疗卫生保障

项目部可根据实际情况与当地医疗卫生部门签定协议，建立应急救援医疗卫生保障体系，配备常用的应急救援药品及救援器材等。

5、应急人员安全

应急响应人员自身的安全是安全事故和突发紧急事件应急预案应予考虑的一个重要因素，在应急功能中应明确保护应急人员安全所做的准备和规定：

(1)应急队伍或应急人员进入和离开现场的程序，包括向现场总指挥报告、有关培训确认等；

(2)根据事故的性质，确定个体防护等级，合理配备个人防护装备，并在收集到事故现场更多的信息后，应重新评估所需的个人防护装备，以确保选配和使用的是正确的个人防护装备；

(3)应急人员的消毒设施及程序；

(4)对应急人员有关保证自身安全的培训安排，包括各种情况下的自救和互救措施，正确使用个人防护装备等。

13.5事故报告与事故处置

1、事故报告

(1)报告原则

应遵循“迅速、准确”的原则，在第一时间上报建设工程安全事故或突发紧急事件情况。

(2)报告程序

发生建设工程安全事故或突发紧急事件后，现场人员应立即向所在项目部领导报告，项目部应立即将事故情况按集团公司职业健康安全监督管理办法(试行)的有关规定组织上报。

(3)报告内容

发生建设工程安全事故或突发紧急事件报告的内容包括：

①事故或突发紧急事件发生的时间、地点、事故类别、人员伤亡情况；

②建设工程事故中的建设、勘察、设计、施工、监理等单位名称、资质等级情况，施工单位负责人、项目部经理、监理单位有关人员的姓名及执业资格等情况；

③事故的基本情况和简要经过，紧急抢险救援情况，伤亡人数、直接经济损失等；

④原因的初步分析；

⑤采取的措施情况；

⑥事故报告单位、报告人及报告时间。

2、事故处置

一旦发生安全事故或突发紧急事件，项目部应急领导小组在接到报告后，应迅速组织应急人员赶赴现场，在第一时间内项目部应急领导小组负责事故现场的指挥，组织人员、物资设备、车辆、通讯系统使用、调度工作，按应急预案组织抢救，启用应急响应和紧急疏散措施，并及时向上级单位报告。另外可直接向社会救助系统请求援助。

根据救援预案，按不同的受伤原因、伤害部位、伤害程度，对受伤者采取相应的救护措施，并及时做好伤员的转送工作。

在救护伤员的同时，应注意保护事故现场，及时组织人员疏散、撤离危险区域，防止事故进一步扩大。凡与事故、突发事件有关的物件、痕迹、残留物等应保持原样，如抢救伤员需要移动某些物件改变状态时必须做出标识和记录。

13.6监督管理

(1)在发生紧急或突发事故时,任何发现险情的人员必须向有应急领导小组汇报,提供事故的所有信息,并采取适当的应急行动.

(2)有项目领导及办公室电话号码、其他部门管理人员手机号码，手机24小时不关机，以保证应急救援系统的各个机构之间保持联系。

(3)发生事故时，安全员要安全有序的疏散现场人员。

(4)当事故现场应急行动结束以后，应该立即使在事故中一切被破坏后耽搁的人、物和事得到恢复，进入正常动作状态。

13.7应急物资

现场备齐木材、钢材、砂袋、止水材料和一定数量的备用支撑以备抢险急用。应急小汽车2辆、对讲机8部、担架2个、常备药品2箱、止血带等。

表2 主要应急物资及设备清单