TBM开仓换刀施工

目 录

1 编制依据 ....................................................... - 1 -

2 工程概况 ....................................................... - 1 -

工程概述 ....................................................... - 1 -

换刀位置选择 ................................................... - 1 -

主动换刀 .................................................. - 1 -

被动换刀 .................................................. - 2 -

刀盘概述 ....................................................... - 2 -

3 施工计划 ....................................................... - 5 -

4 危险源辨识...................................................... - 8 -

5 开舱换刀施工工艺 ................................................ - 8 -

地基加固区无压开舱换刀方案 ..................................... - 8 -

开舱前准备 ................................................ - 8 -

无压开舱土体加固技术措施 .................................. - 8 -

南 京 地 铁 工 程

承包单位：中国建筑第八工程局有限公司 合同号：D4—TA15

监理单位：天津新亚太工程建设监理有限公司 编 号：DG-A3.11 –(2014)-

安全交底记录 A3.11

工程名称 南京地铁四号线TA15标

交底部位 出入段线盾构区间 工序名称 盾构机开仓换刀安全交底

交底提要：

南京地铁四号线出入段线盾构区间盾构机开仓换刀安全交底

交底内容：

1、作业人员必须身体健康，有进仓作业经验，并提前做好体能准备。进舱时必须穿着防滑鞋，系好安全带，戴好安全帽等个人防护措施。

2、在支撑面安全的情况下方可开始进行刀具的清洁、检查和更换。人员进舱前，必须对舱内进行充分的通风换气，用气体测试仪探测确认安全后，人员才能进入舱内。

3、必须按交底要求拆卸隔舱闸门螺栓，闸门松动后使之逐渐掀开，确认无泥水涌入，由现场负责人下达开舱指令后，才能旋下剩余螺栓，最后打开舱门；舱门开启时，除开舱门人员外，其余人员严禁站在舱门正前方，并由专人锁住舱门并清除舱门口泥土。

4、舱门打开后人员先不要急于进舱，经有经验技术人员明确掌子面和切口处地层稳定后方可进舱进行刀具检查。土仓内的作业人员最多不超过4个人。进舱后根据开挖面土体情况，先将换刀用的站人平台运进土仓并安装在仓壁上，并在工作平台上方做好防护，防止作业人员被上方塌落土体伤害。

5、开舱前必须准备好各种工具、材料和急救药品、器具，并有专人检查 工具性能及材料到位情况。开舱前及开舱初期严禁在现场吸烟，现场须配备足量灭火器。

6、搬运刀具进入土仓时要注意轻拿轻放，不能摔碰刀具，并且要注意做好保护措施，不能碰坏盾构机的任何元件，如吊挂拉链葫芦尽量不要挂在推力千斤顶的活塞杆上，当必须挂在活塞杆上时，必须将活塞杆用布包好，以免刮伤其表层；底部千斤顶要铺好走道板。 7、滚刀的挡圈必须朝向刀盘圆心，刀具安装好后必须确保锁紧螺栓。舱内必须使用低压照明并配备应急照明灯，若使用交流电焊机其空载降压保护器必须灵敏可靠，并经施工用电负责人确认后方可使用。

液氮冻结加固止水在开仓换刀施工新技术应用

摘要：本盾构机掘进施工过程中，因刀盘刀具的磨损或损坏，需要进行更换刀具，因地质条件复杂，周边环境的限制，需要在较短的时间内完成刀具检查和换刀作业，采用了液氮冻结法对刀盘周边加固止水，从而达到开仓换刀的目的。

关键词：刀盘、土仓、加固止水、液氮冻结

一、工程概况

本工程为广州市轨道交通十四号线支线工程【施工5标】土建工程【枫下站～知识城站】区间左线刀盘土仓液氮冻结加固止水处理，盾构刀盘位于左线掘进1276环（刀盘1281环），里程为ZDK51+968遇孤石。

停机检查及处理情况，目前刀具检查和更换已完成，刀盘前方孤石已使用旋转钻机抽芯处理7孔，目前盾体已脱困，刀盘未脱困。刀盘先已尝试高压旋喷法脱困，然后使用旋挖机成槽助盾构推至槽内使刀盘转动脱困，均未达到预期效果。现到盘位于宽1米、长7米深21米的泥浆槽内，为了确保刀盘顺利脱困，现需要将土仓及刀盘周围清理干净，拟采用液氮冻结法对刀盘周边加固止水。

二、地质条件及盾构机能够承受低温情况

1、盾构机停机位置地层情况见下表：

三、冻结加固总体思路

为确保盾构刀盘顺利脱困，须对刀盘周边土体进行加固止水，同时为保证盾构施工工期要求，采用液氮冻结加固方式。即：在盾构机、刀盘上部及刀盘前方利用垂直冻结孔冻结加固地层，使盾构、刀盘左右侧、上部和前方范围内土体冻结，形成“∩”状冷冻加固体。盾构底部建议总包方根据现场地质情况采取其他措施（降水或者注浆加固），确保开仓时盾构底部的安全。

为保证土仓顺利开仓清理，清除土仓内及刀盘障碍物，拟在刀盘前方设置两排冻结管,盾构两边布置两排冻结孔，盾构上部土仓位置布置一排冻结孔，采用液氮进行冻结,短时间内形成冻结体。

冻结壁的作用是在盾构土仓开仓时，起到加固周边土体及封水的作用。以满足土仓清理的要求,为此，要求冻结壁需能承受刀盘处水土压力的作用。

硬岩隧洞掘进机（TBM）刀具的管理

硬岩隧洞掘进机(TBM)刀具的管理

TBM盘形滚刀简介

硬岩TBM的盘形滚刀有三种类型，它们是边刀(gage cutter)、面刀(face cutter)和中心双刃滚刀(double disk or center cutter)。以美国ROBBINS公司所生产的TBM为例，滚刀的尺寸一般分19英寸(483

mm)和17英寸(432 mm)两种，直径较大(一般大于7 m)的TBM安装l9英寸的滚刀，直径较小(一般小于7 in)的TBM安装l7英寸的滚刀。这三种滚刀被科学地布置在刀盘面上，随着刀盘的转动，它们就以刀盘中心为中心被动地进行同心圆转动。这些滚刀在强大的推进力和扭矩作用之下，通过挤压将隧洞岩石切削下来，完成了隧洞的开挖工作。其中边刀是按照不同的角度被安装在刀盘的边缘，负责隧洞轮廓的开挖工作，其刀刃较厚，更耐磨损。面刀是按照一定的比例被均匀地安装在刀盘面上，负责隧洞掌子面岩石的开挖工作，其刀刃较薄，有利于切削岩石。中心双刃刀是被安装在刀盘的中心位置，负责掌子面中心岩石的开挖工作，其是由两个面刀被特殊地并列安装在同一个转动轴上而得名，例如山西省的引黄人晋水利工程和辽宁省的大伙房水利工程所使用的ROBBINS硬岩TBM上就都安装有4个这样的双刃刀，这4个双刃刀在克服转动半径小、扭力巨大的不利情况之下，能有效地将掌子面中心处的岩石切削下来。

这三种不同类型的滚刀总成均是由刀圈、转动轴、轴承和密封圈组成，是由特种钢材制造而成，它们硬度适中，具有耐磨、抗高温的特性。这种特种钢材是由生产厂家经过长时间大量的试验后制造出来的，现在还属于技术垄断状态，目前在我国还没有合适的替代产品，所以它们的价格昂贵，每一个滚刀总成折合人民币数万元；另外刀具属于消耗品，其消耗量在每一条隧洞的掘进中都非常大。所以加强刀具管理将有利于降低生产成本，提高生产效率。

3 TBM刀具的机械管理 硬岩隧洞掘进机在掘进一段时间以后，刀具就会逐渐磨损变小或者破损，经TBM刀具工测量、检查确认某些刀具不能继续使用以后，就需要对其进行更换，否则会影响TBM的正常掘进。TBM刀具的磨损、破损情况有许多种形式，认真分析每一种破损形式可以帮助刀具工正确掌握刀具的更换时间，有利于使每个刀具发挥出最大的能量，更有利于TBM的正常掘进，对于降低生产成本、节约检修更换时间，将起到积极的作用。