盾构带压换刀施工方案(

述盾构机带压进仓换刀流程摘要：盾构机带压换刀危险性比较大，本文介绍了在深埋隧道的情况下带压换刀，采用带压换刀施工工艺及优点, 可供今后类似工程参考借鉴。

关键词：盾构；带压换刀；深埋隧道1.地质情况地质情况为砾砂，砾质粘性土、全风化粗粒花岗岩，地面无建筑物，无管线，埋深19.7米。

2.带压进仓准备工作（1）总体规划：在盾构始发后的日常工作中加强对施工区段地质情况的研究，并与地质情况报告相对比，看实际的地质是否与地质报告中所描述的地质情况相符合，充分估计特殊地段对刀具的破坏程度，同时根据实际的地质情况，制定刀具及刀具配件的采购计划[1]。

（2）成立开仓检查、换刀工作领导小组：根据总体规划的情况，适时成立换刀领导小组，负责换刀的总体工作进行部署。

（3）带压进仓检查、更换刀具人员由掘进班、工程部、设物部、安质部人员组成，当班电瓶车司机、调车员负责材料、机具等供应。

（4）编制实施性盾构常压开仓检查、换刀安全专项施工方案、应急预案并且上报相关部门审批。

（5）进仓操作人员必须经过体检且持证上岗，体检单位出具体检结果符合有关规程要求。

（6）组织换刀工作小组的成员进行相应的岗前培训，对正常换刀过程中各自的工作内容进行详细的交待。

尤其是进仓作业的人员，必须经过专门的培训，并做好相应的安全技术交底。

（7）设备物资的准备：设备与材料的准备，是实现快速换刀的基本保证，从而减少土体开挖面在外暴露的时间。

在确保常用设备（机具）、材料到位的情况下，优先使用更为先进的工具同时要对可能在使用过程中损坏的设备、工具等有库存。

（8）保证盾构机各项性能完好：在日常做好盾构机日常维修保养的情况下，加强对换刀过程中需要用到的系统的维护保养，如，刀盘旋转液压系统、电气系统、通风系统、循环水系统、污水排出系统、压气系统、双轨梁、管片拼装机、后配套系统，从而保证换刀工作的顺利进行[2]。

（9）通过相关部门的同意后方可开仓。

（10）人仓操作员要按照要求做好施工记录。

1. 引言盾构机是一种用于隧道掘进的特殊工程机械设备。

在长时间运行过程中，盾构刀具会因为磨损和老化而需要更换，这对于盾构机的正常运行非常重要。

本文将介绍盾构换刀的一些方案，以提高工作效率和减少停机时间。

2. 盾构刀具的种类盾构刀具主要包括刀盘、刀片和刀架等组成部分。

根据工程需要，选择合适的刀具种类非常重要。

•刀盘：常见的刀盘种类有开式刀盘和封闭式刀盘。

开式刀盘通常用于非饱和软土层掘进，封闭式刀盘适用于饱和软土和固结土层掘进。

•刀片：根据地质条件和掘进需求，可选择硬质合金刀片、钢制刀片或钢丝刀片等。

•刀架：常见的刀架有单刀架和多刀架两种形式。

单刀架适用于一次性换刀，多刀架可同时装载多个刀片以减少换刀时间。

3. 换刀方案为了提高换刀效率和减少停机时间，以下是两种常见的换刀方案。

3.1 单刀架换刀方案使用单刀架的换刀方案比较简单，操作起来相对容易。

步骤如下：1.安全停机：在开始换刀前，确保盾构机已经停止运行，并采取相应的安全措施，如设置警示标识和隔离措施等。

2.卸下旧刀：使用专门的工具，将旧刀片和刀架从刀盘上卸下。

注意在操作过程中需要小心操作，以避免损坏刀盘。

3.清洁和检查：卸下旧刀后，对刀盘进行清洁和检查工作。

检查刀盘是否存在异常磨损或损坏情况，并及时修复或更换。

4.安装新刀：将新刀片和刀架安装到刀盘上，并确保安装牢固。

在安装过程中，要注意对刀片的正确安装方向和角度。

5.启动测试：完成换刀后，启动盾构机进行测试运行，确保新刀片的正常使用。

3.2 多刀架换刀方案多刀架换刀方案可以大大缩短停机时间，提高工作效率。

具体步骤如下：1.安全停机：同样，首先需要对盾构机进行安全停机并采取相应的安全措施。

2.卸下旧刀：使用专门的工具，将旧刀片逐个从刀盘上卸下，并将它们安置在刀架上。

这样可以保证刀片在换装过程中不受损坏。

3.清洁和检查：同样需要对刀盘进行清洁和检查工作，确保刀盘和刀架的状态良好。

4.安装新刀：逐个将新刀片和刀架安装到刀盘上，并确保安装稳固。

城市轨道交通工程盾构施工中开仓换刀的流程及注意事项宋福疆随着我国轨道交通的不断发展，盾构施工为目前最安全、最有效的区间施工工艺。

盾构法施工较适用软土地层，在存在孤石、硬岩的地层施工较困难，施工难度较大。

其中盾构刀具的磨损和更换，是盾构掘进过程中的重中之重。

2 换刀方案的选择目前采用较多的换刀方法主要有两种：气压换刀和常压换刀，其中常压换刀又分为预处理常压换刀和注浆常压换刀两种。

1) 气压换刀利用盾构机自带的两台空压机或辅助压气设备，对土仓进行加气压，，将土仓内的水、土用空气进行置换，用气压代替原来的水土压力，建立土仓内气压和仓外水土压力平衡，然后人员进入土仓内带压作业，进行刀具更换。

2) 常压换刀在不加气压的情况下，利用土体的自身稳定性平衡仓外的水土压力，然后人员在常压下进入土仓进行刀具的更换作业。

常压分两种：预处理常压换刀和注浆常压换刀。

预处理常压换刀：提前确定换刀地点，在地面预先采用三轴搅拌桩、旋喷桩等土体加固措施提前对土体进行加固，增强土体的自稳性能，然后盾构机进入加固区后，进行常压开仓换刀的施工方法。

注浆常压换刀：通过刀盘注浆孔，向土仓内注入水泥浆，采用水泥浆替换原状土，辅助盾构机超前地质钻孔钢花管注浆，利用注浆体形成帷幕，并增加土体的自稳性能，然后进行常压清仓和刀具更换的施工方法。

3) 换刀方法比较3 开仓前的准备工作1）开仓换刀地点的选择换刀地点应尽量避免在建筑物、城市主干道及管线下方。

按照成都轨道交通现在的刀具配置和换刀距离，要求施工单位最多500米必须进行一次刀具检查或更换。

2）沉降监测开仓检查更换刀具时，为了及时准确的了解地表沉降情况，需要在开仓里程地面加密布置地面监测点，详见图3-1开位置地面监测点布置图。

图3-1开仓位置地面监测点布置图3）审批程序在盾构开仓前，施工单位必须编制专项施工方案和应急预案，方案必须按照相关规定，组织专家论证，并经过监理单位和建设单位审批同意后方可开仓换刀。

泥水平衡盾构带压开仓专项施工方案目录一、编制依据 (1)二、工程概况 (1)2.1盾构区间概况 (1)2.2换刀区域概况 (1)2.3换刀区域周边环境 (1)2.4工程地质及水文地质 (1)2.5隧道结构设计 (2)2.6盾构机概况 (2)三、带压换刀位置及时机的选择 (6)四、带压进仓作业程序 (6)4.1施工准备 (6)4.2超前注浆加固 (13)4.3泥膜护壁 (14)4.4带压开仓施工流程 (16)4.5清理泥饼、检查刀具刀盘 (22)4.6换刀作业 (23)4.7出仓 (23)4.8施工注意事项 (24)五、施工监测 (27)5.1地面监测 (27)5.2隧道监测 (28)5.3盾构机姿态监测 (29)5.4气体检测 (29)5.5掌子面稳定监控 (29)六、开仓安全保证措施 (29)6.1组织保障 (29)6.2技术保障 (30)6.3换刀作业安全措施 (32)七、应急预案 (35)7.1应急组织机构 (35)7.2职责 (35)7.3救援报警和联络电话 (37)7.4应急事件处理流程 (37)7.5应急决策、响应 (38)7.6开仓作业风险源分析 (39)7.7风险应对措施 (40)7.8培训和演练 (41)7.9周边应急物资 (42)7.10突发事故的应急处理 (44)附件2：进仓条件验收表 (49)附件3：进仓作业人员作业时间表 (52)一、编制依据（1）《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》（住建部令第37号）；（2）住房城乡建设部办公厅关于实施《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》有关问题的通知（建办质〔2018〕31号文）。

（3）《盾构法隧道施工与验收规范》(GB 50446-2017)；（4）《城市轨道交通地下工程建设风险管理规范》（GB50652—2011）；（5）《密闭空间作业职业危害防护规范》（GBZ/T 205-2007）；（6）《生产安全事故报告和调查处理条例》国务院493号令；（7）《生产区域受限空间作业安全规范》（HG 30011-2013 ）；（8）《有限空间作业安全技术规范》（DB11T852-2019）；（9）广东省、深圳市有关地方法规、标准等；（10）本工程设计资料、地质勘察资料、业主相关规定等；（11）《盾构法开仓及气压作业技术规范》 CJJ217-2014；（12）《水利水电工程施工作业人员安全操作规程》SL401-2007；（13）《水利水电工程施工安全管理导则》(SL721-2015)；二、工程概况2.1盾构区间概况本工程盾构隧洞坡度0.05%、最小半径600m，洞顶埋深最大36m、最小埋深19.9m，为单线盾构隧洞。

刀具更换施工方法与技术措施为保证盾构机顺利掘进，同时处理异常情况，本工程设定2种刀具更换方式，即常压换刀方式、带压换刀方式。

施工中若必须进行刀具更换时，尽量利用预先设定的主动换刀点进行常压换刀，当主动换刀点无法满足盾构施工需要时采用带压换刀。

1）常压换刀（1）施工工艺流程见下图。

及时反馈信息常压换刀施工流程（2）常压换刀施工方法及要点详见下表。

常压换刀施工方法及要点根据地质资料、补勘岩芯和掘进碴土等情况，对所处地层的稳定性进行分析，初步确认地层在常压下能够自稳，具体包括土体强度分析、土体整体性分析、地下水水量和来路分析、是否避开了松散带等。

经分析确定能够自稳地层，）利用联络道位置进行换刀，联络通道位置在盾构施工前完成地层加固，并考虑换刀范围）对除联络通道位之外的非全断面自稳地层，采用盾构机内超前注浆或地面注浆进行加）视地层的稳定性和渗透性，调整好各种浆）仓内作业情况确认安全后，按正常程序进行仓内刀具检查、更换，作业过程中要随时对地层的发展状况进行观察和分析，谨防麻痹大）当开挖面渗露水较小时，完全通过土仓底部的放水阀进行排放至隧道内，再通过排污系统排出洞外；如果开挖面渗露水较大，放水阀放不及，而仓内积水还继续上涨，则要采取工作一段时间，液位上涨后，关闭仓门并撤出人员，反复加压抽排和卸压来达到常压工作条件；如果工作时间太短，应考虑进行开挖面止水处（1）施工工艺流程详见下图。

及时反馈信息图1.1.1-1 带压换刀工艺流程（2）带压换刀施工方法及要点详见下表。

带压换刀施工方法及要点）认真研究分析相应地点地勘资料，水位条件、盾构机械设备易出现盾构推进压力低、盾构推进系统无法动作等质量通病，其主要预防技术措施详见下表。

盾构机械设备质量通病及预防技术措施。

目录1编制依据、原则及范围.............................................................. 错误!未指定书签。

编制依据 .................................................... 错误!未指定书签。

编制原则 .................................................... 错误!未指定书签。

编制范围 .................................................... 错误!未指定书签。

2工程概况....................................................................................... 错误!未指定书签。

设计概况 .................................................... 错误!未指定书签。

地质情况 .................................................... 错误!未指定书签。

水文条件 .................................................... 错误!未指定书签。

拟定开仓检查或换刀处环境情况............. 错误!未指定书签。

盾构机刀具情况 ........................................ 错误!未定义书签。

3施工重难点及对策 ...................................................................... 错误!未指定书签。

4盾构进仓、更换刀具方法.......................................................... 错误!未指定书签。

目录一、编制目的和原则 (1)二、编制依据 (1)三、工程概况 (1)四、开仓刀具检查前准备工作和作业时通风 (1)4.1开仓前的准备工作 (1)4.2开仓作业时仓内通风 (4)五、开仓刀具检查 (5)5.1刀具、刀盘检查作业 (5)5.2换刀、刀盘修复作业 (7)5.3刀具维修作业 (8)六、施工监测 (8)七、施工注意事项 (9)常压换刀方案一、编制目的和原则1、指导盾构施工中的开仓换刀作业工作；2、保证作业人员、作业环境的安全；3、保证开仓换刀工作的安全、有序、快速进行。

二、编制依据1、《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299-1999。

2、《工作场所有害因素职业接触限值化学有害因素》。

3、《盾构施工常压开仓作业人安全管理规定的通知》穗铁建总质安【2009】894号。

4、广州轨道交通六号线天天盾构区间详勘报告。

5、广州轨道交通六号线天天盾构区间施工图。

三、工程概况本工程为广州市轨道交通六号线盾构7标段，共有2个区间，主要包含【天平架～燕塘】和【燕塘～天河客运站】两个盾构区间及位于广州市洒水车队的盾构始发井兼中间风井三个单位工程。

线路走向为从天河区天平架站出发，向东下穿天平架农贸市场、沙河涌、水果批发市场、奥斯卡技能学校，横穿兴华直街到达燕塘站，过燕塘站，沿燕岭路往东穿燕岭路，220千伏麒麟天河送电工程7号、5号、4号电缆工作井、北环高速A、B匝道、银河园、到达广州市洒水车队中间风井。

【天平架站～燕塘站～天河客运站】盾构区间隧道洞身主要位于<5H－2>、<6H>地层中，局部范围隧道洞身中下部穿越<7H>、<8H>、<9H>地层，出现硬岩、上软下硬、软硬不均等不良地质情况，对盾构施工影响很大。

因此在地层条件较好，地下水较少，掌子面比较稳定时采取常压换刀，反之则采用压气换刀。

四、开仓刀具检查前准备工作和作业时通风4.1开仓前的准备工作开仓流程如图4.1-1所示。

土压平衡盾构刀具更换工艺工法1 前言1.1工艺工法概况随着我国城市地铁的飞速发展，盾构法在地铁施工中应用越来越广。

快速、及时更换损坏或磨损超限的刀具，对提高复杂地层中盾构掘进的工效至关重要。

目前，国内还没有成熟的盾构刀具更换工法。

本工法针对盾构刀具在常压和气压两种情况下进行更换。

1.2 工艺原理保证掘进掌子面稳定的情况下，人员在土仓内将损坏或磨损超限的刀具的安全、快速更换为新刀，以保证盾构机正常掘进。

目前国内采用换刀方法主要有两种：常压换刀和气压换刀。

常压换刀：在不加气压的情况下，利用土体的自稳性或提前注浆加固土体，人员在常压下进入土仓进行刀具更换作业。

常压分两种：地层不需处理常压换刀和地层注浆加固常压换刀。

气压换刀：利用盾构机自带的两台空压机和压气设备，对土仓内加气压，将土仓内的渣土用空气进行置换，用气压平衡水土压力，建立土仓内气压和掌子面水土压力平衡，人员进入土仓内带压作业，进行刀具更换。

2 工艺工法特点2.1 根据掘进掌子面稳定情况和地层透气情况，选择采用常压或者气压换刀。

2.2 通过刀具更换记录，可以分析出刀具损坏的规律，为盾构掘进的参数选择提供依据。

2.3 标准化作业、换刀速度快、安全有保障。

3 适用范围本工艺工法适用于常压或气压下对德国海瑞克盾构机和日本小松盾构机滚刀更换。

4 主要引用标准4.1 盾构区间工程相关施工、设计图纸。

4.2 盾构区间地质详勘和补充地质勘察报告。

4.3 盾构区间施工调查资料。

4.4《盾构掘进隧道工程施工及验收规范》（GB 50446）4.5《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299）4.6刀具设计图纸、技术参数及刀具更换指导书等。

5 施工方法刀具更换方法为：在保证掌子面稳定的前提下，换刀人员进入土仓内将损坏或磨损超限的刀具的安全、快速更换为新刀。

换刀步骤分为：根据地质情况、掘进参数和渣土分析情况，判断掌子面稳定性，选择换刀方式，人员进入土仓，检查刀具磨损情况并做好记录，拆出旧刀，安装新刀，刀具更换完后重新检查复紧刀具螺栓，人员出仓，关仓恢复掘进。

成都地铁4号线一期工程土建6标盾构技术交流之成都地区盾构换刀中铁一局集团有限公司成都地铁4号线一期工程土建6标项目经理部二〇一三年六月二十一日目录1引言 (1)2工程概况 (1)2.1工程概述 (1)2.2 设计概况 (1)2.3工程地质 (1)2.4水文地质 (3)3换刀施工总体安排 (4)3.1换刀方法 (4)3.2换刀工艺流程 (5)3.3预计换刀地点 (5)4常压换刀方案 (7)4.1换刀点地层加固 (7)4.2降水井施工 (7)4.3开仓换刀 (8)4.4盾构恢复掘进措施 (14)5施工人员和机械设备 (14)5.1施工人员组织 (14)5.2机具设备 (15)6安全施工措施 (15)7换刀应急措施 (16)1引言成都地铁砂卵石地层石英含量高，刀具磨损快，据施工统计，每掘进300～400 m就需进行刀具的检查与更换，因此进仓进行检查和更换刀具是成都地铁盾构法施工的关键工序。

但由于成都地铁的砂卵石地层含水丰富且气密性差，且成都地铁线路埋深较浅，带压作业易造成地面喷发和引起地表坍塌，特别是在城市主干道上带压进仓，风险极其巨大，一旦失败将带来灾难性的后果，这就决定了带压进仓技术应用的难度。

目前，在地面有条件的情况下，成都地铁在施工中大多数采用降水辅以地面加固手段为主的常压进仓的换刀办法，该方法的安全性比较适合成都的地层特点，同时成本小于其它换刀方案。

2工程概况2.1工程概述成都地铁4号线土建6标区间包含骡马市站～太升路站～省文联站区间，区间设计范围内为盾构隧道。

骡马市站～太升路站区间，起止里程为YDK29+617.444（ZDK29+617.444）～YDK30+488.600（ZDK30+488.600）；线路出骡马市站后沿羊市街到玉带桥（已拆除），在快到玉带桥处以R-400m的曲线右拐至白丝街、一直向前经过忠烈祠西街到达太升路站。

2.2 设计概况骡马市～太升路站区间线路曲线半径R=400m，最大线间距15m，线路在该区间线间距由15m过渡到13m。

盾构施工开仓换刀施工方法
1、刀具更换标准
保径刀具磨损量控制5mm，其他周边刀磨损量控制在10mm，面刀磨损量控制在15mm，磨损量超出上述标准时，必须进行更换。

刀具出现偏磨、刀具异常损坏时，全部更换并调整刀具配置。

2、开仓换刀方案简述
参照国内盾构施工技术，常用换刀方案有：常压换刀、带压换刀及砂浆置换换刀地面加固四种。

表8.5 盾构换刀方案统计表
3、仓换刀地点的选择
由于盾构施工存在一定的不可预见性，具体开仓换刀位置应结合施工实际确定。

开仓换刀地点应尽量避免地面周边存在重要建构筑物及车辆人流密集的交叉口路段，优选经过预加固处理的区段。

地铁盾构施工软弱地层带压进仓换刀风险控制技术摘要：目前我国的城市轨道交通建设取得了飞速发展，施工项目越来越多，地铁区间多为盾构施工，盾构带压进仓换刀施工安全风险因素很多。

本文就济南地铁轨道交通建设为背景，讨论地铁盾构施工为何要带压进仓换刀、带压进仓换刀存在的风险及如何进行风险控制，可供今后类似工程参考借鉴。

关键词：盾构；带压进仓；风险控制盾构施工带压进仓是指操作人员在高于常压的环节中进行工作，完成指定的工作内容。

在盾构机工作仓内要进行刀具的检查及更换，必须在工作仓内建立适当的压力支撑掌子面，保持掌子面的稳定，及工作人员的安全。

作业人员进仓前仓内进行加压，完成加压后打进仓门进入工作仓，完成本仓的刀具检查及更换任务，当达到预定在压下工作时间后返回人员仓进行吸氧减压、出仓。

作为安全管理人员，如何落实风险控制措施，保证施工人员人身安全，做到防患于未然，是本文探讨的关键问题。

一、项目简介济南轨道交通R2线一期工程，全长36.4公里，共设19个站，总投资229亿元。

我单位承建长途汽车站站、生产路站、长途汽车站站～生产路区间、生产路站～历黄路站（不含）区间，其中长生区间全长1725.789米，生历区间全长1379.6米，均采用盾构法施工。

地铁盾构区间由于一次掘进距离长，盾构机刀盘磨损量超过临界值时，需要进仓换刀。

二、换刀方案比选方案总体有两种，一种为常压进仓换刀，另一种为带压进仓换刀：常压进仓换刀：周期短，操作简便且较为安全，适用于地质条件好的封闭地层，或进行加固的软弱地层换刀段。

带压进仓换刀：周期长，程序繁琐且机械设备保压性能要求高，适用于地基软弱的封闭地层。

由于本标段沿北园大街布置，地面交通流量大，区间沿线离北园高架桥较近，且侧穿众多的建构筑物，地面管线错综复杂，对地面沉降要求高，地下水丰富，且无条件进行换刀段加固，因此考虑当前地质情况及建筑物、管线等情况。

对比之下，我单位决定采用带压进仓换刀的方案。

三、带压进仓换刀风险分析在掘进过程中，盾构带压进仓换刀主要存在以下风险：1.坍塌事故。

盾构机换刀作业指导书一、编制目的明确盾构施工中换刀作业工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范换刀作业施工,保障换刀操作人员安全和换刀作业的有序进行，满足盾构施工设计和规范要求。

二、编制依据（1）盾构机图纸，盾构机使用维护技术文件；（2）区间地质勘查报告和详堪报告；（3）其它相关技术文件及图纸等。

三、合用范围合用于区间盾构施工中自稳地层的开仓换刀和非自稳地层的带压换刀。

四、换刀程序4。

1总体规划在日常的工作中负责刀盘的工程师与土木工程师密切沟通，加强对施工区段地质情况的了解，对地质资料中反映的施工重点和难点要特殊留心。

在制定刀具、刀具配件计划时，充分估计特殊区段对刀具的破坏程度,同时在制定换刀计划时,及时、有效地与土木工程师、掘进司机沟通，确定最佳的开仓地点。

初步提出刀具的更换方案的同时，提前做好材料的准备，人员的培训等。

4。

2设备物资供应设备与材料的准备，是实现快速完成换刀任务的根本保证。

在确保常用设备（机具)、材料到位的情况下,使用更为先进的工具，例如：风动吊机，手拉葫芦，风动扳手等,是很必要的。

开仓换刀前对盾构各个系统进行检查，作好风水电等各个方面的协调工作，保证换刀过程中良好的工作环境。

4.3人员培训培训的内容包括:换刀工具的操作及维修;各种类型刀具更换的作业文件;换刀人员熟悉刀盘刀具的布置,并具有对刀具使用状态做出合理判断的能力.能判断一把待安装刀具是否满足安装条件.具备对紧急情况的对付能力。

未经培训或者培训不合格的人员不得进行换刀作业.4。

4成立紧急求援小组换刀是一种非常危（wei）险的作业程序，成立必要的紧急救援小组，防止意外发生.4。

5开仓审批开仓技术方案要经过讨论，由机电总工和土木总工确认,报经理签发，业主和监理同意后方可开仓,责任落实到人，按严格的开仓程序进行.4.6刀具更换程序(1）刀盘清理打开仓门后，先向渣仓内输送高压风5—10分钟，用以给刀盘降温和输送氧气，然后用水将刀盘冲洗干净,特殊是需要更换的刀位。