盾构开仓检修更换刀具施工技术要点分析

田广积， 储 冬， 刘 翔

(中铁四局集团有限公司，广东 广州 511400)

0 引 言

随着城市化的不断加深，地铁建设行业的规模也在不断扩大。在地铁建设施工中盾构施工技术得到广泛应用。在地下施工过程中由于刀具的耐磨性以及受到地层条件的影响，在使用盾构机施工过程中很容易出现刀具磨损的情况[1]。此时如果不对刀具进行更换，而是继续进行隧道施工，会影响施工的进度以及效率，还会损伤盾构机，降低盾构机的使用时间。在实际的施工中，需要及时进行开仓检修以及更换刀具，避免对盾构机造成损伤。在实际操作中可以使用不带压换刀以及带压换刀两种方式。一般在地层的稳定性比较高，没有出现有毒气体，没有大量地下水的情况时，可以使用不带压的开仓换刀，否则需要使用带压换刀，避免在换刀过程中出现安全事故。在实行开仓换刀过程中，需要尽可能选择合适的地层条件。

1 换刀前的准备工作

1.1 总体规划

在盾构机开始工作后，可以在施工中进一步加强对当地施工地质情况的了解，还可以与施工前得到地质报告进行对比，判断实际地质地层的情况是否符合报告中地质地层的情况。在特殊情况下需要对盾构机中刀具可以产生的破坏力实行充分评估，还需要根据地质的情况，制定合适采购刀具以及配件的计划[2]。

1.2 成立换刀工作领导组

根据总体规划的情况，建立换刀领导小组，从而更好部署换刀工作整体情况。

1.3 准备设备物资

在施工过程中想要快速进行换刀，需要准备好换刀过程使用的材料以及设备，从而有效缩短土体开挖后面暴露在外的时间。确定常用的材料到位，设备，机械到位，还需要有限使用先进的工具。在施工过程中需要准备好备用设备以及物资，如果在施工中出现设备损伤，工具损坏的情况，可以进行及时更换。

1.4 保证盾构机的各项性能完好

盾构机在日常使用过程中需要做好保养维修工作，在实行换刀过程中需要进一步加强维护保养。比如污水排出系统，循环水系统，电气系统，管片拼接机，通风系统等，从而促进换刀的顺利进行。

1.5 成立换刀的工作组以及地表的检测组

由换刀的领导组确定好盾构机换刀的时间后，建立换刀的工作组。小组成员主要包括换刀工作操作人员，隧道外的指挥人员，配合换刀的工作人员以及机动人员等，详细明确这个小组成员的日常分工。还需要建立地表检测组，在换刀过程中实时检测地表发生的情况，并向换刀的负责人进行随时汇报。

1.6 人员培训

定期对换刀工作组的工作人员实行岗前的培训，详细介绍换刀过程中需要进行工作内容，让工作人员掌握换刀的工作流程[3]。对于需要进仓施工的工作人员，需要进行进一步的培训工作，提高安全技术，避免出现安全事故。

1.7 开仓审批工作

制定开仓技术方案需要由技术部门以及工程部门经过讨论后确定，还需要由总工程师进行确定，再报项目经理进行审批。

2 开仓换刀工作的流程

2.1 检查土仓情况

在实行开仓换刀前，首先进行检查土仓的情况。如果使用螺旋机进行排土，可以先使用螺旋机将土仓中的渣土排出干净，之后观察土仓中的压力是否出现上升的情况，进一步判断在实行注浆加固后掌子面的土体的稳定性以及止水效果的情况。

2.2 仓内气体检测

在确定气体检测位置时根据盾构机的构造实行，气体检测位置一般在土仓的隔板上的球阀上。首先，气体检测人员需要确定球阀周围的气体安全，掘进班的人员将连接球阀处的管线拆除，将球阀打开，之后在土仓中伸入抽气管，并检测仓内的气体的含量，并详细做好记录[4]。

2.3 开仓前压风排气以及气体检测

在气体检测过程中需要使用泡沫系统管道，向土仓内压风，将气体排出，压入新鲜的空气，从而将土仓内的空气进行稀释，一起排出。经过检测确定土仓中的气体合格后，进行超过20 min的通风，每间隔1 h需要检测一次仓内的空气，保证仓内的空气质量。如果土仓内的气体没有达标，需要继续进行排气，一直到达标。

2.4 土仓内通风以及气体检测

在将仓门打开后，先检测仓内的气体，还需要进行活体动物试验，确定仓内安全后才能进入仓内进行施工[5]。在实行气体检测过程中需要由携带气体检测仪器的专业人员进行检测，先对土仓顶部的空气进行检测，再检测土仓右下方以及左下方的空气，从而初步判断地层的稳定性。确定土仓的安全后，还需要进一步进行检测，最后由项目的总工程师进行复核确认。在确定安全后，维修保养的人员进入土仓中，实行循环通气。保证管路中的空气通畅。通风一般使用中压式的风机，使用电压380 V，每分钟26m3的风量。

2.5 开仓清理

将土仓仓门打开，需要观察土仓内的情况，在掌子面上打几个孔，认真观察是否出现涌砂、涌水等情况，确定没有出现异常的情况，并且掌子面稳定性较强后，可以对土仓中的土体进行清理。如果出现喷涌的情况，需要实行注浆加固操作，直到可以进行开仓为止。在清仓过程中需要使用铁锹、洋镐等工具，使用编织袋将土仓中的土运出去，再放到皮带机上，皮带机将土送到渣土车上。在清仓过程中需要将切口环处以及刀盘开口处的土体保留，尽可能不要影响对切口环处以及刀盘开口处的土体的稳定性。比如在进行凿除土体时，如果凿除得过多，需要使用快硬水泥进行封堵。如果出现异常的情况，让工作人员快速撤除，避免出现安全事故。如果在清仓过程中出现水流渗入的情况，需要使用水泵进行抽水。

2.6 作业过程中通风以及气体检测

在开仓更换刀具的过程中，需要保证仓内的通风性，气体检测人员需要不间断检测仓内的空气。如果其中出现异常，需要将仓内人员及时撤除，将通风的力度加大，等到土仓内气体达到标准后，再进入仓内进行清仓、更换刀具的工作。

2.7 关闭仓门

在进入仓内完成作业后，需要让仓内工作人员完全撤出，并有专门人员对刀具螺栓紧固的情况进行检测，对于刀盘前方、土仓的情况进行全面的检测，避免土仓中出现落下杂物、工具的情况。确定没有差错后，将排气口、预留送气口、阀门、仓门关闭[6]。在关闭后优技术人员再次进行检查，由机电的总共进行复核，在确定符合要求后，才能恢复盾构机的施工。

3 结束语

随着盾构技术逐渐得到广泛的应用，盾构机的开仓检修以及更换刀具的情况也逐渐得到人们的关注。在盾构机工作后，刀具很容易出现磨损，需要及时更换刀具，避免损伤设备。在换刀过程中需要选择合适的地质段，并严格按照更换刀具的流程实行。