带压进仓作业指导书.

带压进仓作业指导书

规范操作程序，指导现场施工；确保区间隧道开仓检查、带压进仓、刀具更换快速安全完成；

一、开仓检查、带压进仓、刀具更换的必要性

由于本区间隧道穿越地层主要为单一的砂砾层，粒径比较大，在车站开挖中出现最大石块直径为1000mm，盾构在掘进过程中刀盘、刀具受地层的磨损严重。当刀盘、刀具磨损到一定程度时，无法正常工作，须进行必要的开仓检查，如地面条件不允许进行竖井施工，则需进行带压进仓，对刀盘、刀具进行修复、更换。此外在正常的掘进过程中，也要根据地质条件、地面条件进行有计划的刀盘、刀具检查，避免带压进仓的发生。

二、带压进仓的预防措施

1.进行合理的盾构选型

在进行盾构设备选型时，刀盘结构为面板式设计、刀盘开口率大于30％，以增强刀盘的对掌子面的有效支撑和保证碴土能流畅的进入盾构土仓，减少砾砂土对刀盘刀具的磨损。

选用镶嵌有碳化钨的、耐磨性比较高的刀具，增强刀具在卵石土地层的耐磨性，尽量做到盾构掘进过程不换刀。在螺旋输送机的不同部位堆焊耐磨钢板，增强螺旋输送机在砾砂土地层的耐磨性。

盾构机同时配备有泡沫（聚合物）系统、膨润土系统和加泥系统等碴土改良系统，通过添加泡沫、膨润土泥浆、泥浆等措施，增强碴土的流动性，减少砾砂土对刀盘、刀具的磨损。

盾壳上预留超前注浆孔，在施工过程可以根据需要，进行超前地质勘探、超前钻孔和注浆作业。

为防止盾构在饱含地下水的土地层掘进时螺旋输送机产生喷漏现象，在盾构设计时考虑预留保压泵碴装置的接口。

盾构机配备有可以进行带压作业的双仓压力仓，保证盾构在需要进行刀具检查、更换时可以随时进行。

2、盾构始发完成后，有计划的进行刀盘、刀具检查。根据试掘进的掘进情况，优化掘进参数。

3、有计划的刀具检查、维修与更换

预先采用在合适位置进行地层加固或带压作业等方式，有计划的进行刀具检查，并根据检查的结果进行刀具磨损分析、制定刀具维修与更换方案，进行有计划

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的刀具检查、维修与更换，确保设备完好率，提高施工效率，减少被动停机。

4、合理选择掘进参数。降低刀盘转速，减轻与卵石圆砾的碰撞冲击，减小盾构掘进对地层的扰动。适当降低掘进速度，加强盾构姿态调整与控制，保证盾构掘进方向满足规范及设计要求。

5、加强碴土改良。通过向土仓注入泡沫或添加膨润土泥浆加强碴土改良，降低圆砾石、卵石对刀盘、刀具的磨损，同时防止刀盘结成泥饼。

6、加强螺旋输送机维护与维修保养。降低螺旋输送机转速，向螺旋输送机添加泡沫、泥浆，减小卵石圆砾对螺旋输送机的磨损，减小震动。为避免因螺旋输送机震动造成故障频率升高，维修保养人员需加强对螺旋输送机的维修保养

7、在大直径的工作面，当工作面处于软土地层时，在开仓时，失去了工作面的衡保持，工作面的稳定是很困难的。为了保证刀具检查的安全，选定联络通道处作为刀具检查点。这样利用联络通道的加固区域，能确保开仓的安全。（奥～会区间）在距始发端头583.050米处的联络通道处（K16+919.000），埋深约23米。三、带压进仓的工作程序

带压进仓工作程序图

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四、带压进仓操作要点

1、超前地层加固

为确保刀盘前方周围地层的气密性和有效封堵刀盘后部来水，带压作业前需利用设备自带的超前注浆孔对刀盘前周围地层进行注浆加固，同时在施工过程中注意以下几点：

（1）在注浆前需向刀盘及土舱内注满膨润土，注入压力稍高于掘进时的土舱压力，一方面以保证刀盘、刀具不被注浆体固结，同时可使泥浆能在可注性较好的地层有一定的扩散范围和在掌子面形成一层封闭泥膜，增强刀盘前方地层的气密性和提高掌子面的自稳能力。

（2）注浆管采用自加工的小导管，小导管按作业允许空间分节加工，通过设备

自带的超前注浆孔分节打入地层，每节段间采用丝扣连接；每个孔注浆完成并等浆体初凝后，及时抽出注浆管。

（3）注浆浆液宜选用水泥-水玻璃扩散性好、凝结时间合理的双液浆，以达到充分加固地层和有效封堵刀盘后部来水（主要是对切口环及以后部位的封堵）的目的，提高掌子面地层在拟定压力范围的自稳能力和气密性。

（4）选择合适的注浆压力和终止压力，同时注意土舱压力变化，一方面保证地层的加固效果，另一方面不能因注浆压力过高导致浆液通过盾尾刷和铰接密封进入盾体内（以注浆压力瞬间值不大于盾尾和铰接密封的额定压力值为标准）。

（5）注浆完成后等待至少8h，这期间要不停地转动刀盘，防止刀盘凝结无法转动。

2、出土及气密性试验

为了确保带压进仓作业安全顺利进行，进仓前必须进行土舱压气试验、测定土舱渗水量和人员舱气密性试验等工作。

在超前注浆工作全部完成并达到需要的强度后，即可进行刀盘前和土舱内的碴土输出，在出碴过程中，边出碴边补充气压，并随时注意土舱压力变化，使土舱压力不小于停机前掘进时的土舱压力，直至出碴至土舱碴土面低于人仓口部以下（不能全部出空，以免发生螺旋输送机漏气现象）。在出土和进行气密试验过程中需注意以下几点：

（1）出土要分阶段进行，打开自动保压系统设定为设计值，将土舱中的碴土输出约1/3，观察土舱压力值的变化，同时安排人员观察江面上漏气是否严重，若

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土舱压力无法保持，则重新恢复注浆，若土舱压力保持2h没有变化，则继续出土至2/3，观察土舱压力值的变化，若土舱压力保持2h没有变化或不发生大的波动时（压力变化值＜0. 05bar），则表明土舱压气试验合格。

（2）土舱渗水量测定

注浆封水只能封堵盾壳周围岩层、管片背后岩层中的裂隙水，对于掌子面上较大的裂隙水在压气情况下仍会不断地进入土舱。根据现场经验，测定的渗水量若大于0.5m3/h，则不能安全地实施带压进仓作业，必须采取安全稳妥的排水措施。

（3）人员舱气密性试验

人员舱是人员出入土舱进行刀盘维修和刀具检查的转换通道，出入土舱的工具和材料也由此通过，通常情况下人员舱处于无压模式，带压作业时处于加压模式，而气密性试验是通过升压、降压试验来检查人舱门、土舱门、舱壁上各种管路是否漏气。根据现场经验，从0升压（不装消音器）至设计值不超过10min即为合格；降压操作过程中通常会出现土舱门漏气现象，造成气压降不到0，实践得出若降压后气压能小于0.3bar则为安全，若气压降不到0.3bar以下，则需要对带压进行土舱门密封的处理。

3、带压进仓检查

为了进一步判断掌子面的地质情况和刀盘刀具磨损情况，首先要由专业工程技术人员带压进仓对掌子面的地质情况和稳定性（掌子面地质情况素描、地层加固效果验证、掌子面出露水情况、地层取样，并综合以上因素对掌子面稳定性进行判定，同时拍摄工程照片）进行检查、确认。同时，对刀盘、刀具磨损情况（测各种刀具的磨损量、测刀盘面板的磨损量，拍摄细部照片等，并根据检查结果制定下一步工作方案）进行检查，确定换刀方案和带压换刀前的各项准备工作。

4、带压进仓作业

根据技术部门制定的工作方案，施工人员在专业操仓和救生人员的配合下进行换刀、处理断螺栓、凿刀槽（因旧刀在磨损后不能有效切割岩石而会在掌子面残留突出的岩石，在新刀安装前，一方面要人工凿出新刀安装所需要的空间位置；另一方面，为确保新刀在初始掘进时不发生异常损坏，需对原已磨损刀具轨迹上的突出岩石进行人工凿除）等工作。

（1）减压方案的确定

工程技术人员首先根据进仓检查情况和当前位置处的水土压力确定工作气压值，专业医务人员根据工作气压值、工作量大小、人员身体素质确定安全、稳妥的减压方案。

（2）加压程序

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首先由进舱人员把作业所需刀具、工具等放入人员舱，尽量把在一个作业组所需用的物品全部运入人员舱，以免出现作业中断的情况。然后作业人员进入人员舱，人舱管理员打开人员舱上的双倍条形记录器并检查它是否能正常工作，纸张是否充足。符合要求后由人舱管理员关闭人员舱的空气舱门并确保它正确锁好。进入人舱的作业人员检查压力挡板上的卸压球阀是否关闭（在EPB模式下一般都是关闭的）。人舱管理员通过电话一直与坐在人员舱中的人员联系。人舱管理员慢慢打开门阀，严格按照200ι/min的流量增加人员舱室的压力直到到达操作压力值。作业人员也可以根据自己身体的实际状况在人舱内操作门阀来增加人员舱室压力，但流量不得超过200ι/min。加压过程中，打开人员舱外的卸压球阀（逆时针旋转一圈半）以保证人员舱内一定的通风量。通风量必须保证至少30～40ι/min。当人员舱室的压力等于盾构机土舱的压力时，人员舱内人员缓慢打开人员舱和土舱之间的卸压球阀开关。在人员舱和土舱之间进行了压力补偿之后，并且当土舱和压力室之间的压力基本相等后可小心地打开中隔板的小门。操作时小心观察渣土的塌落。作业人员进入土舱后按照检查刀盘及换刀作业程序进行工作并详细填写刀盘检查情况及刀具磨损与损坏情况。人舱管理员停止条形记录器。

加压时的压力梯度为0.3bar，在每一压力梯度要作一短暂停留，加压速度主要以带压进仓作业人员不发生身体的适应性进行控制，并随时注意观察和了解仓内人员的身体反应情况，当有任何一人有不良反应时应立即停止加压，按既定的减压方案启动减压、出仓程序，将不良反应的人员进行更换，重新开始加压。

正常情况下，整个加压过程一般需时约为15～20min。

（3）更换刀具

刀具更换的原则是先易后难，螺栓拆除采用风动扳手，螺栓紧固采用扭矩扳手，确保刀具安装质量。

换刀过程中当遇到断螺栓时，一般采用以下两种处理方案：若断口在螺孔之外，则直接拆除；若断口在螺孔里面，则要用风动手钻打孔，用取丝器取出断螺栓，严禁采用电动工具。

当刀具发生偏磨后，在硬岩段掘进时就会在掌子面形成突出掌子面的岩石。为了使新安装的刀具在开始转动时以较小的贯入度切削岩石，同时避免新装刀具先接触岩面而出现局部偏载现象，必须将突出的岩石按技术要求凿除，否则就会很容易损坏新装刀具，将严重影响施工效率，甚至造成其它严重后果。

（4）减压出仓

一般情况下，每组有效带压作业时间为3h左右（在带压情况下作业人体很容易疲劳），工作结束后按既定的减压方案进行减压、出仓（减压程序详见附件一：

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人员减压），下一组人员进仓。减压过程根据带压作业时间长短进行控制，一般需时1.5～2.0h。

5、完成收尾工作恢复推进

换刀工作完成后，作业人员要将土舱内所有的铁制工具拿出仓外，机电技术人员要对所有的刀具安装质量进行检查，确认无误后关闭土舱门恢复推进。

五、带压进仓注意事项及技术措施

1、刀具检查开仓前注意事项

（1）到达停机位置前，观察掘进速度、推力、转速、压力的变化。

（2）必须由值班工程师或土木总工确认准备的停机位置，后才能停机。

（3）按照人行气闸文件中的相关章节，使工作人员适应开挖室内的压力条件，以便在压缩空气下进行工作，如果常压开仓，进入停止加压。

（4）对隧道开挖面和水位，予以严密监视。

（5）必须提供压缩空气设备，并且这些设备必须是完好可用的。

（6）只有当设备处于怠速备用状态下，方可进行维护工作；

（7）气闸室作为应急室使用，必须保证所有人员随时可以进入。门锁不得被管路、缆线或其它材料堵塞。

（8）所有人员均必需佩戴安全用具，并且必须将其固定到专用的固定点上，特别是在对刀盘作业过程中。

（9）开挖室内具备新鲜的气源。

六、质量保证措施

1 、各种准备工作

由于带压进仓作业的特殊性，要求施工前的各种准备工作必须做充分，并经过技术部门的严格检查、确认。

（1）各种设备的试运行

技术人员及操作工人对盾构上的自带设备进行检查、试运行；备用设备采用一列机车编组运至盾构拖车附近，正确连接后进行试运行。

（2）作业人员的身体检查、培训

该项工作应委托有经验的专业单位完成：按照规范严格对进仓人员进行筛选；并对进仓人员进行带压作业注意事项的交底培训。

2、注浆封水、加固

在带压作业前，首先要在盾构掘进过程中通过试验测定预定停机位置处地层的涌水量大小，并据此判断土舱与盾壳周围岩层、管片背后岩层的连通程度，从而确

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定注浆封水的工作量。注浆封水一般在两个部位进行，均采用水泥浆+水玻璃双液浆。

（1）管片背后封水

对邻近盾尾的1～3环管片，利用吊装螺栓孔进行周圈定压定量注浆，以封堵管片背后岩层中的裂隙水。

（2）切口环部位封水

利用盾构前体上的超前注浆孔进行注浆，以封堵盾壳周围岩层中的水，必要时在拱顶部位的孔中打入注浆芯管，同时对地层进行加固，具体步骤如下：

①利用铰接油缸向前掘进，行程达到80～110mm即停止，收缩铰接油缸使刀盘离开掌子面50～80mm，以便带压换刀。

②注浆前必须利用加泥系统将土舱内充满泥浆，泥浆量依据土舱压力来控制。

③自下而上利用超前注浆孔注浆，浆液采用定压不定量，凝结时间一般控制为1min。注浆过程中容易出现浆液流入土舱，凝结后造成刀盘无法转动，这时应采取保压注浆，即利用自动保压系统向土舱加入一定气压，气压值应选小于刀盘主轴承密封的承压值，略大于注浆设定的孔口压力值，防止浆液流入土舱，同时要不停地低转速转动刀盘。

④拱顶超前注浆孔注浆时要尽可能地将注浆芯管打入岩层，封堵切口环的同时对地层进行加固。

（3）浆液等强

注浆完成后等待龄期一般为8h，这时也要不停地转动刀盘，防止刀盘凝结无法转动。

七、安全措施

因带压作业属特种作业，在每次带压作业实施前所有进仓人员必须经过有丰富专业经验的单位严格的体检，只有体检合格的人员方可进行带压作业。同时在带压作业实施过程中，尚需注意以下事项：

1、升压和带压作业过程中的安全注意事项

（1）患有感冒或流感的人不能进入空气舱，否则可能有耳膜破裂的危险；进仓时带要些干燥的衣物，以备减压时穿，防止感冒。

（2）不要将可能膨胀的饮品或食物带入空气舱。

（3）当人员舱室在压力下工作时由于安全原因准备舱一般是没有压力的，准备舱的两个门都是关闭的；为了空气舱内人员的健康必须逐渐升高空气舱的压力，将压力缓慢上升到操作压力值。

（4）定期检查流速计以确保人员舱通风；随时监测空气舱人员的健康状况；

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一旦空气舱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舱。

（5）因在升压和带压作业过程中，压力仓/土舱内温度较高，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/加压期间禁止饮用二氧化碳饮料。

（6）舱内禁止存放可燃气体和氧气瓶。

（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，肥胖人员一般不允许在有压下进仓。

（8）在带压作业过程中，为确保作业人员安全，舱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）在带压作业过程中，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）由于在需带压作业地段，地层稳定性较差，虽然采取了一系列封堵加固措施和通过压缩空气来平衡掌子面的水土压力，但仍存在许多不确定因素，当界面条件发生变化时，掌子面仍存在有部分失稳或出现涌、漏水的可能，所以在检查刀盘和带压作业时仍具有一定的危险性，因此在这一过程中必须一直密切关注掌子面的稳定情况和涌水量的变化；出现异常情况时，应立即停止带压作业。

2、减压过程中的防病措施

减压期间必须释放溶解在体内的气体。减压期间必须按照减压方案减压，这样体内的气体就会通过血液循环和肺排出来。如果压力降低太快，会在人体液体和组织内形成气泡（二氧化碳—水反应），气体栓塞就是带压作业后最容易出现的组织病症根源。另外，释放的气体会造成暂时性或者永久性组织损伤。从压力状态下到常压下的转变周期过短，就会造成严重的压缩空气病症，经常会在减压期间或者几小时后出现。压缩空气病症主要体现为：肌肉和/或关节痛；皮肤骚痒和/或红蓝颜色；中央神经系统紊乱：眩晕﹑耳鸣﹑听力僵硬﹑呼吸困难﹑视力和语言紊乱﹑中风/麻痹﹑痉挛；手指和脚趾麻木等。因此在减压过程中，应注意以下事项：（1）人员舱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）为保证舱内作业人员的安全，减压过程中确保舱内通风量。

（3）减压期间注意事项：在减压期间舱内工作人员必须穿上干燥衣服，避免因冷感冒或者发抖，避免浅/轻呼吸，禁止非自然姿势；定期站立，移动胳膊/腿关

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节；如果有人出现压缩空气病症，或其它病症，必须立即停止减压，维持目前的压力状况，直到病症消失。几分钟以后，如果病症没有消失，就要将舱内压力升至原来的位置，同时人舱管理员必须立即通知值班医生，并仔细对病人减压。

（4）出仓后注意事项：工作人员减压后应禁止剧烈运动，注意多休息；禁止长时间热水浴；多饮水；加压后至少24小时后（完全没有压力了）才能乘坐飞机；带压作业后应随身携带应急工作卡，如果出现关节痛以及其它突发病症时要及时按照应急卡片联系负责医生，及时医治。

八、环保措施

本方案涉及的环境为某相对狭小的特定空间，对周围环境的不良影响很小。但因带压作业前，一般需对盾构切口环和后部管片采用水泥浆+水玻璃双液浆进行封水、加固措施，为保证废浆不污染环境，水玻璃需采用环保型水玻璃，废弃浆液需沉淀后才可进行排放。

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