盾构开仓换刀技术

盾构开仓换刀技术

王震

身份证号： 62042219910520****

摘要：随着可用土地资源的逐年递减，各个地区都在通过开发和利用地下空间来进一步提高土地资源利用率和利用价值，开展地铁工程建设是地下空间主要利用途径之一，在地铁工程隧道施工环节，对盾构施工技术的应用越来越广泛，盾构机在长时间的掘进施工中，不可避免的会出现刀具磨损现象，若不进行及时更换，将会大大影响掘进施工进度，严重情况下，还会危害盾构机使用寿命。而本文就主要分析并探讨盾构开仓换刀技术实施的方案流程，以期为同类作业提供参考。

关键词：盾构；开仓换刀；技术

引言

地铁工程凭借载客量大、不会堵车、方便快捷等特有交通优势而备受广大民众的青睐，从而在一二线城市中得到高速发展，不仅在提高城市交通效率及为民众出行提供便利等方面做出了突出贡献，也实现了对城市土地资源的充分利用，盾构机是地铁工程隧道施工中的主要施工机械设备，盾构机刀具可以说是掘进施工的先锋，由于不同的地质条件需要使用不同的盾构机刀具，再者也有盾构机刀具磨损现象的存在，因此在盾构施工中往往需要开展开仓换刀作业，所以很有必要进行盾构开仓换刀技术研究。

1工程概况

区间采用通用衬砌环类型（预制钢筋混凝土管片），隧道内径5800mm，外径6400mm。钢筋混凝土管片幅宽1500mm，厚度300mm。衬砌环由1个封顶块(K型)、2个邻接块(L型)、3个标准块(B型)组成。

2 开仓换刀作业流程

2.1仓门开启

完成气体检测之后，首要工作是对土仓压力进行检查，检查内容为通风状态下，土仓压力是否出现了明显的波动，土仓水位是否出现了异常现象，同时对人仓内的非防爆设备进行检查，同时对人仓空气质量在开仓前进行检查，全部符合标准后才能够开仓。

2.2 仓内工作环境要求

（1）土仓气体检测工作

在打开仓门后，开展检测的工作人员应当保证戴好测温枪，气体检测设备以及防爆手电筒。检查流程是先检查土仓顶部和人仓下方的空气质量，同时对仓内温度进行测量。此时，土建工程师和技术人员可以对刀盘掌子面面对的地层进行检查，检查内容包含该区域的涌水量以及地层稳定程度，并在此基础上进行评价，保证工作面处于稳定状态后，才能开展下一步操作。如果在检查的过程中，出现了断面土体存在涌水现象或呈现分散沙砾状态，就不能在该区进行换刀操作。只有地层环境符合换刀条件才能够开展刀盘检查工作。如果确实不具备刀盘检查条件就需要采取有效的措施来对土层进行稳定性改善工作，较为常见的方法是通过将木板打入刀盘和土层之间的缝隙，在打入木质支撑时应当保证有效的间隔，这是避免出现塌方而可能引发安全事故的重要措施。在进行温度检查时，仓内温度低于35度时才能进入涂层开展其他检测工作，完成全部检测流程之后对地层的稳定性以及空气质量进行评价，保证环境处于安全状态时才能够让工作人员进仓，完成安全灯具安装后才能够打开通风口盖板，通过风管进行通风工作，保证舱内具备良好的空气循环并关闭泡沫系统。通过鼓风机向盾中部的管路进行送风，就能够有效的排除仓内气体。开仓通风示意图如下：

图1开仓通风示意图

（2）作业过程中的施工环境要求

在刀具处理过程中，必须保证通风的连续性，并由气体检测人员对土仓内气体进行不间断检测，正常情况下宜1～2h检测一次，如有异常，应及时撤出土仓内人员，加强通风力度，待土仓内气体浓度合格后，方可继续进行进仓作业。

2.3刀具更换流程

（1）换刀流程：

① 拆卸流程：

拆卸滚刀时首先转动滚刀圆盘，将带拆滚刀刀具指向三点钟方向，然后对螺栓孔进行必要的清洗，拆掉滚刀压块螺栓，取出滚刀压块，再取出楔块，以土仓吊环为吊装点安装葫芦，用吊带捆绑滚刀，利用葫芦通过撬棍取出滚刀。

② 安装流程：

将替换刀具的位置旋转到三点钟放线，然后在该刀箱位置方人孔掏出200mm深度的孔，完成刀箱清理工作之后，通过葫芦吊装滚刀将其放入刀箱，然后加装楔块和压块，上紧压块螺栓。

（2）换刀过程：

①拆卸流程：切刀时首先将刀盘转动需要拆卸刀具至三点钟位置，然后卸下螺栓再取出刀具，更换边刮刀时需要借助葫芦进行更换流程。

②刀具安装：安装刀具时，首先将待拆刀盘转动至水平方向，然后对螺栓孔进行清洁工作，同时将周围结合面也做同步清理工作，完成清理后安装刀具，紧固螺栓。在具体的更换刀具过程中，要在刀具上方的土仓吊环作为支撑点固定好葫芦，然后在刀具更换位置下方搭建平台，并同时将刀具和刀座进行必要的清理。取刀过程中，应当依靠葫芦挂好刀具，然后用风炮拆开螺栓，完成刀具的取出工作。安装刀具时，首先将刀具转运至土仓内，然后依照与拆刀流程相反的步骤进行安装，保证螺栓紧固的扭矩值符合设计要求。

2.4刀具维保措施

在对刀具开展维保的过程中，要注意对滚刀刀圈进行必要的更换，同时要对滚刀的浮动密封进行更换，同时施加必要润滑处理。

2.5 仓门流程

在完成刀具的更换拆卸过程之后，要对刀盘前方和土仓进行必要的检查工作，避免出现工具或其他物体遗忘在土仓中，完成检查之后，就可以关闭土仓所包含的各个气孔，风口，阀门。最后关闭土仓舱门，关闭状态还应当指派技术人员进行完善的检查，全部符合要求之后，才能够恢复盾构机的正常掘进工作。

3换刀流程工作要点

（1）刀具运输

运输刀具时，该流程是指，从地面运送刀具至土仓中的全部流程。替换完成后的旧刀具在运送至地面上的全部过程中，需要对钢丝绳以及吊具的质量进行严格的检查，保证吊装设备和附属缆绳都处于正常的状态，不存在安全隐患，不会对施工现场的工作人员的人身安全构成威胁。对这些设施设备的严格检查，能够有效避免刀具在运输过程中可能出现的掉落事故。

（2）开仓换刀注意事项

更换刀具时需要进入土仓进行作业，在作业过程中需要保证土仓的排水和通风符合工作环境要求，这是保证参与更换刀具工作人员人身安全的重要措施。人员在进入土仓开展作业之前要做好安全防护设备的佩戴工作，特别需要强调的是工作人员应当在工作过程中随时保证安全带的牢固，防止出现跌倒事故，换刀过程中应当保证操作轻柔禁止对设备构件进行敲击，防止对周边设备造成损坏。进入土仓开展换刀作业的工作人员必须保证具有丰富的经验和健康的身体，以保证能够应对各类突发事件。为了能够有效的保证工作人员的安全在进行换刀时应当首先将站人平台固定安装于土仓内壁，然后才能够开展相应的拆卸换刀操作。在进行油管更换作业时，施工人员应当严格依照以下规定开展操作。工具应当选择气动设备并在作业的过程中严格佩戴安全防护措施，在启动气动机具设备之前应当对设备进行全面的检查以避免出现安全风险，拆卸管线之前首先要完成泄压工作。必须使用电动工具则应当指派专业的工作人员来进行设备操作和使用。要严格执行图层关闭相关规范，完成换刀操作之后，应当先行进行刀具更换标准的检查工作确认符合操作标准之后才能开展下一步作业流程。在对刀具进行安装的过程中应当指派专业的工程师清点刀具数量，保证不会有杂物或工具遗漏在图层内，完成上述检查工作之后才能够关闭土仓仓门。

结束语：近年来，地铁工程建设在各地城市中如火如荼的开展着，在此过程中，我国的地铁工程施工技术和整体水平都有了一定进展，但是由于我国地铁工程建设起步较为，在盾构机应用方面不可避免的会会有一些短板，鉴于在盾构掘进施工中必然会有开仓换刀作业内容，为了保证该项作业的有序开展，相关人员还需要合理分析盾构开仓换刀技术的实施流程。

参考文献

[1] 陈钦亮, 邹勇. 盾构开仓换刀如何进行风险把控[J]. 工程技术(文摘版), 2016, 000(003):00287-00287.

[2] 秦新宽. 福州地铁5号线盾构开仓换刀风险控制[J]. 工程技术研究, 2021, 6(21):2.