復雜地層中開倉技術(shù)的應(yīng)用

復雜地層中開倉技術(shù)的應(yīng)用

1糾偏刀具更換問題在該項目的某區(qū)域內(nèi)，由于地質(zhì)條件的不利因素，該邊坡的傾斜位置發(fā)生了偏差。由于邊坡傾斜和傾斜，需要更換超挖掘刀，前后重復四個帶蓋的開放式窗口刀，每季度更換6個雙刃刀、8個邊緣刀和2個超挖角刀，然后更換原刀的配置。該地段粉細砂大量存在于隧道的中上部,隧道頂部幾乎全部為中粗砂。對氣壓的建立和保持難度很大,風險較高。2倉庫中的更換刀施工2.1壓刀開倉換刀檢查在盾構(gòu)掘進前,根據(jù)地質(zhì)條件,預計盾構(gòu)機在某個位置刀具磨損會比較嚴重,為了保證盾構(gòu)機的正常掘進,計劃在某個位置開倉進行刀具檢查并更換刀具。有計劃性換刀分為三種情況:計劃換刀位置土體穩(wěn)性好,一般為中風化巖層、微風化巖層,只需進行地層封水處理后就能滿足常壓開倉換刀條件;計劃換刀位置土體不穩(wěn)定,需在盾構(gòu)機到達該位置前進行土體加固封水,地面抽芯檢查及盾構(gòu)機內(nèi)超前鉆探檢查合格后,方可進行常壓開倉換刀;計劃換刀位置土體上部有較厚黏土層,可在該位置進行壓氣作業(yè),進行帶壓開倉換刀作業(yè)。2.2非計劃更換刀在盾構(gòu)掘進過程中遇到地質(zhì)情況變化而不得不進行開倉換刀作業(yè),該情況換刀作業(yè)存在一定風險,無計劃性換刀均需進行帶壓換刀作業(yè)。2.3膨潤土倉內(nèi)開倉、加壓倉內(nèi)注漿的操作開倉前先根據(jù)現(xiàn)場情況,制定有針對性的方案,在方案審查后,按照方案中各項要求和內(nèi)容,進行開倉前的人員和設(shè)備準備。在開倉作業(yè)前,對盾構(gòu)機的所有設(shè)備和地面?zhèn)溆冒l(fā)電機、空壓機進行詳細檢查;對開倉作業(yè)的人員進行健康檢查、購買意外保險和作業(yè)交底、培訓;利用盾構(gòu)機同步注漿系統(tǒng),經(jīng)過進漿管路改接,將注漿泵與進漿管進行連接,通過同步注漿系統(tǒng)將新制備的膨潤土漿液注入泥水倉內(nèi),通過下方的排漿口排漿置換掉原泥水倉內(nèi)泥漿,在經(jīng)過多次加壓和灌入新泥漿后形成泥膜;對倉內(nèi)的氣體進行自檢后,報請有相關(guān)資質(zhì)的第三方單位進行檢測。整個開倉作業(yè)過程中,每天開倉作業(yè)前必須進行一次。無誤后方可安排人員進入;在人員進入前,先利用各種通風設(shè)備對倉內(nèi)氣體進行置換和通風處理。并根據(jù)各項檢查情況簽訂《開倉程序簽認表》;在人員進入時,加壓操作由具有作業(yè)經(jīng)驗和資質(zhì)的相關(guān)人員來操作;第一個進入倉內(nèi)的人員必須拿對講機并佩戴較長的安全帶,安全帶外端留在加壓倉內(nèi)。當聽到進入的人員有異常報告時,及時將人員拖拽出作業(yè)面進入加壓倉,并馬上安排進行降壓出倉急救;人員在倉內(nèi)作業(yè)的時候,要嚴格按照各項壓氣作業(yè)要求進行。嚴格控制動火作業(yè);在人員離倉時,要嚴格按照國家規(guī)范時間進行減壓操作,并且從事過壓氣作業(yè)的人員在2d內(nèi)必須在身上明顯部位佩戴曾擔任壓氣作業(yè)的標志,方便由于壓氣作業(yè)帶來的后發(fā)癥狀而立即送入醫(yī)院及時診斷和處理。3復雜層的泥水結(jié)構(gòu)和開倉換液的制造技術(shù)3.1泥膜加壓注漿新泥漿置換流程如圖1所示。制漿采用易鉆(Hydraul-EZ)專業(yè)制漿膨潤土和配合劑,配合比根據(jù)不同的地質(zhì)條件,經(jīng)過現(xiàn)場試驗獲得,配合后的泥漿要求比重1.09～1.10,黏度79～80s;換漿前檢查好盾構(gòu)機上同步注漿的注漿泵及管路;新泥漿通過改好的管路注入泥水倉上部,所需置換新漿量為30m3。注漿時密切注意切口壓力及氣倉液位的變化,當氣倉液位滿后開始排漿,排完后繼續(xù)注漿,直至泥水倉中泥漿滿足制備泥膜的要求;增大氣壓,使切口壓力增至理論計算值,靜置12h后壓泥膜。切口壓力計算如下:切口壓力計算按靜止土壓力計算取上限,主動土壓力取下限,地面附加荷載取0。靜止土壓力計算:Pfu=p1+p2+p3=γwh+K0[(γ-γw)h+γ(H-h)](1)主動土壓力計算:Pf1=p1+p2+p3=γwh+Ka[(γ?γw)h+γ(H?h)]?2cKa???√(2)Ρf1=p1+p2+p3=γwh+Κa[(γ-γw)h+γ(Η-h)]-2cΚa(2)式中K0——靜止土壓力系數(shù),根據(jù)地層查表可得;Ka——主動土壓力系數(shù),Ka=tan2(45°-φ/2);H——至盾構(gòu)機頂部的地面高度;h——至盾構(gòu)機頂部的水位高度。泥膜加壓形成需要的壓力,比切口壓力增加0.5bar左右。注漿與加壓過程中注意地面監(jiān)測情況,隨時與下面保持聯(lián)系。3.2泥水倉下腔壓力檢測當新漿在設(shè)定好的氣壓下穩(wěn)定12h后,泥膜已經(jīng)形成,準備做開倉前降壓實驗,先將氣倉中泥漿液位降低,然后打開氣倉與泥水倉的連通閥,讓氣體通過連通閥進入泥水倉上部,繼續(xù)抽出氣倉中泥漿,當液位降至4點鐘位置時停止排漿,密切觀察盾構(gòu)機上切口壓力、氣壓以及液位的變化(切口壓力、氣壓是否波動較大,液位是否升高),地面監(jiān)測人員觀察地面如果有漏氣發(fā)生,立即將泥水倉與氣倉間連通閥關(guān)閉,向泥水倉中補充泥漿,將泥水倉中氣體通過放氣閥排出,重新制作泥膜。如沒有漏氣情況,將氣壓降至工作壓力。再觀察0.5h左右,盾構(gòu)機、地面都沒什么變化后,作業(yè)人員可以進倉作業(yè)。各倉室關(guān)系如圖2所示。3.3泥膜覆蓋作業(yè)降壓試驗成功后初步推斷泥膜制作成功,已經(jīng)具備作業(yè)人員進入泥水倉進行換刀作業(yè)條件,在作業(yè)前先必須對泥膜實際形成質(zhì)量進行檢查,泥膜要求全部覆蓋掌子面土體,泥膜平均厚度5cm左右。4在復雜地層下，向泥漿中添加壓力開倉變換刀的技術(shù)4.1員工加壓進倉庫4.1.1做好倉內(nèi)檢查,確保正常工作狀態(tài)人員進倉前對倉內(nèi)氣體進行最后一次有害氣體檢測,有條件的情況下做活體檢測;再對所有的氣壓增壓、保壓設(shè)備和管路進行檢查,確保正常工作狀態(tài);核對需要檢查更換刀具時使用的工具和需要更換的刀具;對進倉作業(yè)人員進行身體健康檢查和詢問;檢查進倉時的主室、應(yīng)急室的倉門氣密性、氣壓表儀表準確性,各個進排氣的閥門密封性等;地面緊急救援倉和應(yīng)急材料準備齊全,應(yīng)急人員到位,開倉作業(yè)上方地面進行臨時監(jiān)控;再次檢查倉內(nèi)外的聯(lián)系方式是否暢通。4.1.2放空參數(shù)的測定泥水倉排漿之后,保持工作壓P,P值根據(jù)該處切口壓力情況取值,持續(xù)半個小時,通過觀察倉內(nèi)氣壓的變化情況,監(jiān)視空壓機的供氣情況,同時在地面進行沉降觀測,檢查地面刀盤位置30m×30m范圍看是否有氣體泄漏,以判定切口面是否穩(wěn)定,從而確定是否具備開倉條件。采用送排氣體,對氣倉和泥水倉進行換氣0.5h以上,并通過第三方專業(yè)氣體檢測單位利用專業(yè)儀器檢測倉內(nèi)排除氣體是否符合相關(guān)專業(yè)技術(shù)要求,直到氣體滿足開倉要求。4.1.3人閘及刀板壓力室在一些準備工作完成后,施工人員開始進入人閘內(nèi),再次檢查工具是否都放進人閘內(nèi),然后關(guān)閉人閘的門,待人員都坐好后開始加壓。加壓過程嚴格按照帶壓作業(yè)操作相關(guān)規(guī)范要求,對加壓時間、速度、停頓時間進行嚴格控制,在加壓過程中,密切注意作業(yè)人員的身體情況,出現(xiàn)異常馬上終止加壓。人閘的加壓操作由經(jīng)過專業(yè)培訓的人閘安全管理員進行。人閘管理員需要的各種操作和顯示元件都安放在人閘的外部。只允許通過高壓空氣檢查和經(jīng)過相應(yīng)專業(yè)培訓的人員進入人閘。定義:P0為大氣壓力;P為支撐壓力。當滿足所有加壓條件后,即可以開始加壓,只向泥水倉和工作室加壓。進入前檢查顯示儀表、記錄儀、時鐘、溫度計、緊急電話、密封閥等,并檢查密封門的清潔狀況;人閘入口室和主室氣壓調(diào)至常壓,打開入口室和主室密封門,人員由入口室進入主室;關(guān)閉入口室的入口門以及主室與入口前室之間的隔離門,注意正確鎖閉;主室處于密封狀態(tài),人閘管理員和在主室中的人員建立電話聯(lián)系,隨時掌握加壓人員身體狀況;人閘管理員緩慢打開“FILLPRECHAMBER”,按照規(guī)定緩慢增加主室的壓力(加壓進程按程序進行),直至達到工作壓力P。定義:P2為P0與P之間的壓力。此時,P>P2>P0,注意:要始終向主室加壓,同時緊急室要始終保持無壓。對比主室壓力計“MINCHAMBERPRESSURE”和工作室壓力計“EXCAVATIONCHAMBERPRESSURE”,如果兩者壓力一致,則可小心開啟“PRESSUREEQUALISATIONTOEXCAVATIONCHAMBER”進行壓力補償,當工作室和主室壓力補償完成后必須關(guān)閉球閥。壓力補償之后,可以進入主室,此時P>P0,注意:主室已加壓,緊急室保持無壓。當主室的壓力和氣倉的壓力相同時,人閘中的人員緩慢打開主室和氣倉之間的密封門,進入氣倉,人閘管理員關(guān)閉記錄儀;進入氣倉后,先檢氣倉內(nèi)的水位、泥渣和氣倉與泥水倉連通情況等,確定無風險后再打開氣倉與泥水倉之前的倉門;如果要把挖掘刀具或其它工具材料送入挖掘室,則可使用起重設(shè)備把材料送入人閘入口室,然后關(guān)閉人閘入口室門向入口室逐漸增壓。壓力達到規(guī)定值并和主室壓力平衡后,打開前室和主室之間的密封門。把材料從前室移動到主室,然后打開壓力倉壁上的閘門,將刀具送入氣倉,再由氣倉轉(zhuǎn)入泥水倉。進倉步驟如圖3所示。4.1.4檢查海灘情況在作業(yè)前先必須對泥膜實際形成質(zhì)量進行檢查,泥膜要求全部覆蓋掌子面土體,泥膜平均厚度5cm左右,無滲漏點。4.2更換切割操作4.2.1雙刀方式固定、安裝如果具備換刀條件,則工作人員找到需更換刀具位置,通過刀盤旋轉(zhuǎn)將更換刀具轉(zhuǎn)至工作臺(工作臺搭設(shè)在3點鐘位置或9點鐘位置)。換刀工作人員進入泥水倉,先清洗待更換的刀具,然后按照下列步驟進行更換刀具:搭設(shè)和固定裝配平臺,并確保其穩(wěn)固和方便;將鉗子夾住刀具,擰入吊環(huán)螺栓并使用鏈條予以固定,防止意外打開或墜落;使用一個加長桿拆卸雙刃滾刀楔子及螺母,松開固定桿螺母,并向前推動楔子,直至其轉(zhuǎn)動90°并可以向后拉動為止;首先通過鉗子,沿被拆卸的楔子方向,橫向拉動雙刃滾刀,然后向后拉動至裝配平臺,并使用起吊裝置提起雙刃滾刀;清理刀座,并按相反順序的步驟安裝新的雙刃滾刀(超挖羊角刀);更換滾刀后,將固定桿的螺栓緊固至規(guī)定的力矩。蓋形螺母和鎖止螺母一樣,起到鎖止螺栓并保護螺紋的作用;邊緣刮刀通過螺栓固定的方式被固定在輻條上?？蓮哪嗨畟}內(nèi)卸下螺栓,更換邊緣刮刀,在緊固螺栓時,應(yīng)涂抹密封劑,并根據(jù)涂抹樂可泰密封劑時的螺栓尺寸,用適當?shù)呐ぞ剡M行緊固。在刀具更換完成后,清理泥水倉,清點作業(yè)工具并帶出,關(guān)閉泥水倉門。刀具更換順序按先外再內(nèi)的原則。4.2.2換刀時,換刀時,工更換刀具前,必須對刀盤停留的地層做充分的了解,包括穩(wěn)定性、水量的大小等,并與已有的勘察資料對比分析,如與預想的情況出入較大,則應(yīng)進行安全分析,以便對換刀的泥水倉模式做變換。4.3嚴把出倉,雜留出倉換刀或者檢查刀具等其它帶壓工作完成之后,施工人員要確保沒有任何工具、雜物遺留在倉內(nèi),關(guān)閉泥水倉門然后關(guān)閉氣倉門。一切都做好后,準備減壓出倉。減壓出倉過程同上,嚴格按照國家規(guī)范時間進行減壓操作。帶壓作業(yè)人員出倉后,按要求需要進行12h的觀察后,才可以恢復正常生活。5高壓壓泥罐、壓氣倉下注漿(1)帶壓開倉換刀取得成功,關(guān)鍵在于開倉換刀前泥膜的成功制作,完整的不透水的泥膜保證了掌子面的穩(wěn)定。進倉過程和加壓過程同時分步進行;降壓出倉過程也同樣如此;泥膜加壓形成需要的壓力比切口壓力高出0.5bar是合適的。(2)要保證開倉換刀施工安全,進倉前的降壓試驗以及地面監(jiān)測(制泥膜期間地面是否發(fā)生漏漿、壓氣作業(yè)期間地面是否發(fā)生漏氣)必須得到落實。(3)配置后的漿液參數(shù)為:比重1.09～1.10