1、正本城市地铁建设区间盾构机刀盘刀具更换及人工挖孔桩施工设计方案编 制： 审 核： 批 准： 版 本 号: ESZAQDGF001 编制单位： 编 制: 审 核： 批 准： 目 录1 编制依据及编制原则41.1 编制依据4（2）盾构机操作手册4（4）XX公司提供的技术文件及传真资料41.2 编制原则41.3 编制目的42 工程概况52.1 地表环境条件52.2 工程地质概况62.3 水文地质72.4 地下管线的分布72.5 降水概况73 刀具更换方案73.1 刀具更换的原因分析7（1）刀盘扭矩7（2）出土的温度83.2 换刀地点83.3 换刀方案的选择84 人工挖孔施工94.1 人工挖孔技术参数2、9（1）工作井尺寸9（2）工作井护壁厚度验算9（3）护壁配筋10（4）护壁模板设计参数：104.2 人工挖孔施工11（1）工艺流程11（2）工作井施工步骤114.3质量保证措施15（1）挖孔前复核测量基线、水准点及井位。154.4 技术保证措施154.5 安全保证措施154.5.1保证措施164.5.2安全事故原因及应对措施174.6 文明施工措施184.7 冬季施工措施18（3）砂石骨料在存放中不得夹有冰块雪团。18（5）搞好防滑措施，井口周围冰霜要及时清扫。185 盾构机刀具更换施工195.1施工部署及各项准备195.1.1作业层组织机构195.1.2工期安排20设备、材料及机具计划表203、劳动力计划215.2刀具检查及刀具更换施工215.2.1刀具检查及更换施工步骤215.2.2竖井内检查225.2.3换刀检查准备225.2.4刀具更换、修复235.2.5其他部分的检查和清理245.3质量保证措施245.4安全保证措施245.4.1 下井后如发现坍塌、水量过大等情况的处理措施245.4.2 刀具检查、更换期间地表沉降的监测245.4.3 安全保证措施256 盾构机刀具更换施工紧急预案256.1建立应急救援组织机构266.2事故调查处理程序26（1）速向主管上级及地方有关部门报告26（2）组织抢救伤员并保护好事故现场26（3）成立事故调查组266.3施工过程中可能出现的突发事件24、76.4应急措施27（1）工作井塌方：27（2）孔内人员中毒：28（3）施工人员触电：28（4）坠物伤人或地面施工人员坠落：28（5）刀盘转动挤破护壁：286.5 应急程序291 编制依据及编制原则1.1 编制依据（1）XX地铁一号线铁西广场站至XX峰北街站区间工程盾构施工组织设计（2）盾构机操作手册（3）XX地铁一号线铁西广场站至XX峰北街站段线路工程岩土工程勘察报告（4）XX公司提供的技术文件及传真资料（5）建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB 50202-2002）（6）建筑工程施工质量验收统一标准（GB 50300-2001）（7）建筑桩基技术规范JGJ 94-94（8）实用桩基工程5、手册（9）专家会讨论意见（10）其他相关规范及规定1.2 编制原则（1）严格执行国家和XX市有关工程建设的各项方针、政策、规定和要求；（2）遵守、执行招标文件各条款的具体要求，确保实现业主要求的工期、质量、安全、环境保护、文明施工和职业健康等各方面的工程目标。（3）在认真、全面理解设计文件的基础上，结合工程情况，应用新技术成果，使施工方案具有技术先进、经济合理的特点。（4）充分研究现场施工环境，妥善处理施工组织与周边接口问题，周密安排交通疏导和管线保护，使施工对周边环境的影响最小化。1.3 编制目的XX地铁一号线第九标段铁XX区间隧道里程为DK9551.396DK10+426.795。整个盾构6、区间地质情况均为全断面中、粗砂及砾石层，截至2月24日盾构机已推至238.37米，但从近盾构机的推进状况看，盾构机刀盘扭矩增幅较大，土仓排出渣土温度过高，上述参数的变化都是刀盘刀具磨损严重的迹象，为了确保盾构顺利掘进，保证在合理的推进位置进行刀具更换，在右线盾构机掘进至238.37m进行了开仓刀具检查作业（对应环号为193环），检查结果发现周边刀磨损严重，部分耐磨块已经磨掉，已经达到了换刀的标准，为了保证盾构连续顺利通过东环国际小区，所以必须进行更换刀具作业，特制定此方案。换刀位置平面图如图1所示。图1 换刀位置平面图另外根据盾构掘进193环时刀具磨损情况推断在穿过东环国际小区后即盾构机推进至7、576环左右时，需对盾构机进行开仓刀具检查，根据检查情况确定是否需要开仓换刀，如果需要进行开仓换刀作业，按此方案进行施工，在实际施工过程中，适当的调整各设计参数即可。2 工程概况本工程为铁西广场站至XX峰北街站区间，起止里程DK9+551.396DK10+426.795，左线区间长847.404m，右线区间长为875.399m，隧道覆土深10.9218.40m，施工方法为盾构法，盾构机采用XX土压平衡盾构机，刀盘形式为面板式。目前盾构右线已推至193环，根据盾构机推进参数变化情况，在DK10+189.807处进行了开仓刀具检查作业，进而确定是否更换刀具。2.1 地表环境条件盾构机刀具更换位置地8、面对应位置为XX峰北街主路中间。附近最近处建筑物为XX油漆厂办公楼，距离楼房基础最近水平距离为15m左右。刀具更换位置断面附近4米内无管井，西侧有一南北走向污水管沟，管沟埋深在2.5米左右，管沟断面为直径700mm混凝土管，开仓位置隧道覆土埋深为14.625m。2.2 工程地质概况更换刀具处DK10+188.425右线土层如图2所示，自上而下依次描述如下：图2 刀盘位置地质剖面图（1）杂填土，主要由碎石类土、砂类土、粘性土、建筑垃圾及生活垃圾组成，稍湿,松散稍密。厚度1.84m。（2）中、粗砂-3：黄褐色，级配不良，石英长石质，含1.024.0砾石，偶见卵石，可见最大粒径约30mm，稍湿，稍密9、密实，以中密状态为主。厚度为5.160m。（3）砾砂-4：黄褐色，级配一般良好，石英长石质，卵、砾石占2550，其中含2.017.0卵石，一般粒径210mm，可见最大粒径约50mm，湿饱和，中密很密，以密实状态为主。厚度为4.947m。（4）圆砾-5：黄褐色，级配良好，次棱角状亚圆形，母岩主要由中、微风化花岗岩及脉岩砾屑等组成，岩质坚硬，卵、砾石占5065，其中含520卵石，一般粒径220mm，可见最大粒径约50mm，中、粗砂充填，饱和，中密很密，以密实状态为主。厚度为2.34m。（5）中、粗砂-5-3：黄褐色，级配不良，石英长石质，含砾石约5-20，偶见卵石，可见最大粒径约50mm，饱和，中10、密密实。厚度为2.93m（6）中、粗砂-3：黄褐色，级配不良，石英长石质，含2-20砾石，偶见卵石，可见最大粒径约30mm，饱和，稍密密实，以中密状态为主。厚度为5.922m。2.3 水文地质在DK9+807.40DK10+400.00段，由于上更新统浑河老扇粉质粘土层（-1）分布不连续，地下水主要赋存于第四系浑河新扇冲洪积砾砂层（-4）和上更新统浑河老扇冲洪积砾砂、园砾层（-4、-5）中，属孔隙潜水含水层，其初见水位埋深为7.809.70m，稳定水位埋深为7.4010.00m。但由于在换刀位置四周开挖了四口降水井进行降水，所以换刀位置稳定水位为地表以下22m左右。2.4 地下管线的分布区间从11、应昌街偏离建设东路斜穿XX峰北街，爱工北街，地下管线主要为高压电缆线，地表相间地段有数根电柱。地下管线多为向工厂区、住宅区延伸，下水、上水、煤气、供暖、通讯、电缆等往往迭置交错，打结。埋深一般在地下-3m深范围内，在换刀位置里程主要地下管线主要涉及到一条污水管线，具体位置如图1所示，其距离人工成孔边缘为1.0m。次污水管线埋深为2.5m，管径700mm，为混凝土管。2.5 降水概况为了保证开仓检查时盾构机前上方土体的稳定，对盾构前方土体进行降水处理，在开仓位置周围开四口降水井，井深33m，钻孔直径为800mm，井管直径为400mm，选择无砂水泥管，滤网数为80目，滤料为24mm。降水周期7天，12、水位降至地面以下22m，保证了开仓无水作业的要求，具体详见无压开仓方案。3 刀具更换方案3.1 刀具更换的原因分析刀具更换原则：根据盾构机推进过程中的刀盘扭矩，出土温度以及开仓检查后对刀具的磨损状况而定（1）刀盘扭矩XX土压平衡盾构施工在推进过程中，正常扭矩在150180bar之间，但本区间在170环以后，盾构机推进过程中刀盘扭矩增幅较大，通常刀盘扭矩达到200bar以上。（2）出土的温度盾构机在出土温度一般用人的手温来感觉，在前段时间的盾构推进的过程中，出土温度使人受感觉烫手，判断可能是刀盘与砂层摩擦所致。从以上两个原因判断刀盘道具可能磨损严重，为此在盾构推进至193环时采取了无压开仓方式对13、盾构机刀具进行了检查，检查结果发现边刀的耐磨块磨损很严重，部分边刀的耐磨块已经磨掉，为了保证盾构机下步的顺利推进，必须对现有刀具进行更换。刀盘磨损图如图3所示。图3 刀盘磨损图3.2 换刀地点此次盾构开仓位置选择在DK10+188.607处，开仓后，为了建立土压和保持盾构刀盘前方的土体稳定，盾构继续向前推进至DK10+188.425处，离始发238.37m，进行刀具更换。3.3 换刀方案的选择本项目使用的是德国XX6260土压平衡盾构机，外周边刀和齿刀采用螺栓连接，人闸设在中部偏上，排土量大，而且从个人健康角度考虑，不允许带压焊接，常规做法是地面加固后常压进仓更换或地面做竖井到刀盘前面更换。如14、采取地面注浆后排土从人闸进到刀盘前进行换刀，首先盾构机停机位置所处地层为砂卵石，附近管线较多，根据XX现有经验该地层主要以中砂为主，由于渗透系数大易造成窜浆，加固效果不佳。同时为了满足安装刀具的操作空间需要在刀盘前掌子面上掏一猫耳洞，这就严重扰动本来加固效果不佳的土体，极易造成塌方发生工程事故。而且加固区域管线较多，注浆加固需要避让管线，加固效果必然减弱，同时地面注浆加固耗时过长、造价高，再考虑到盾构机停机地点处在XX峰北街主路上，钻孔注浆加固也不利于环境保护，经过项目部技术部门反复研究，结合已有的工程经验，决定采用人工挖孔施工工艺对盾构机刀具进行更换。 4 人工挖孔施工4.1 人工挖孔技术参15、数（1）工作井尺寸根据对刀具磨损的检测分析，确定本次需要更换的刀具为周边刀以及外周齿刀，因此，工作井原则上开挖到隧道拱顶往下1m，即工作井深15.7m，继续向下开挖的深度根据齿刀的磨损状况而定。更换过程中可以通过转动刀盘来更换所需要的刀具。工作井直径按照一个专业换刀工所需工作空间进行设计，本次工作井直径设计为1800mm，工作井护壁厚度采用150mm，工作井护壁用C30混凝土和8钢筋浇注，密实早强，配合比以实验室配合比为准，必要时添加少量速凝剂，现场实际称量。（2）工作井护壁厚度验算混凝土护壁厚度t可按下式计算：式中：作用在混凝土护壁截面上的压力（N/m2），N=pD/2安全系数，一般取K=116、.65；混凝土轴心抗压强度（MPa）；土和地下水对护壁的最大侧压力（MPa）；此次人工挖孔的计算参数分别取值为：，工作井开挖直径为1800mm，深度15.7m，土层为杂填土，中、粗砂，砾砂，圆砾，中、粗砂，。式中：土的重度（kN/m3）；挖孔护壁深度（m）；土的内摩擦角（）；用C30混凝土，fc14.3N/mm2，D1.8m.t=1.65101.961031.8/2/14.3106=1cm150mm因此，工作井护壁厚度采用150mm，密实早强，配合比以实验室配合比为准，必要时添加少量速凝剂，现场实际称量。（3）护壁配筋工作井深度范围内中粗砂层较厚，考虑到砂层特点是较为松散，自立性差，为加强护壁17、安全性，护壁按构造配筋，护壁形式采用外齿式护壁，作为施工用的衬体，以增加抗塌孔能力，护壁主筋8200，圆形箍筋8200，主筋握成弯钩上下钩结形成整体。详见图4工作井井口护筒大样图，图5工作井护壁大样图。 图4 工作井井口护筒大样图 图5 工作井护壁大样图（4）护壁模板设计参数：模板采用4mm厚钢板弯弧而成，内侧加肋板，肋板高40mm，厚3mm，间距30mm。每一套模板由七块组成，模板间用卡口连接紧固。4.2 人工挖孔施工（1）工艺流程人工挖孔施工流程见图6所示。测量放线定井位井口护筒土方开挖架设垂直提升系统注浆小导管施工换刀完毕后凿除及回填施工检查验收井口护筒模板支护井口护筒混凝土浇筑检查井位18、（中心）轴线土方开挖护壁模板安装护壁混凝土浇筑逐层进行施工检查（中心）轴线图6 人工挖孔施工流程图（2）工作井施工步骤1）放线定井位。根据盾构机刀盘与工作井所在位置进行测量放线，定出井位及尺寸如图7和图8所示。2）按现场实际情况，确定原材料堆场、机具棚等搭设工作。3）工作井井口护筒施工，详见图4所示。按要求确定井位线后应严格复查，无误后方能作下道工序的施工。图7 刀盘前方工作井剖面图图8 刀盘前方工作井立面图定位井位线应待井口护筒完工并复查无误后拆除。井位轴线偏差应20mm。井口护筒应建在竖实的土层上，井口护筒高200mm，厚度为200mm。用C30混凝土浇筑，浇筑前以定位井为圆心，以0.8m19、为半径划圆作为井圈内径，清除此范围内浮土。当井口护筒施工无误后应在圆孔内壁十字轴线大约位置范围内作四至五块面积约200mm300mm水泥砂浆抹灰面以备作井位轴线及孔口标高标记，井位轴线及标高标记宜用红色油漆涂刷。施工中应严格保护好轴线和标高标记。4）挖取土方施工及浇筑护壁护壁是关系到施工安全的关键工序，必须严格按设计要求及施工规范浇注每节护壁，保证每层护壁的壁厚、工作井尺寸及牢固性。土方施工每节开挖深度为1000mm左右，开挖面上口应以井圈内沿下挖，下口护壁外型尺寸呈八字形。每节应按护壁下口外沿尺寸作修边处理，成型后的上面成水平状。为装模灌注护壁作好准备。井孔内挖出的土方应运至井10m以外或指20、定地点存放，不允许乱堆。护壁模板采用拆上节、支下节重复周转使用。模板之间用卡具、扣件连接固定，必要时可以在每节模板的上下端各设一道圆弧形的用槽钢或角钢做成的内钢圈作为内侧支撑，防止内模因涨力而变形。不设水平支撑，以方便操作。护壁砼每挖完一节以后要立即浇筑混凝土。混凝土采用人工现场拌制，人工浇筑，人工捣实，砼强度为C30，配合比由试验室确定，坍落度控制在80100mm，确保孔壁的稳定性。混凝土拆模时间控制在10小时以上，原则保证混凝土拆模强度达到混凝土设计强度的70%以上。护壁混凝土所需水泥、砂石料采用袋装运输、堆放，挖出的土方堆放需铺垫铁皮，避免污染路面，注意保持环境卫生和现场文明施工。每节护21、壁做好以后，必须将井位十字轴线和标高测设在护壁的上口，然后用十字线对中，吊线坠向井底投射，以半径尺杆检查井壁的垂直平整度。随之进行修整，井深必须以基准点为依据，逐根进行引测。保证工作井轴线位置、标高、截面尺寸满足设计要求。5）架设垂直运输架第一节井孔成孔以后，即着手在井孔上口架设垂直运输支架，要求搭设稳定、牢固。6）安装吊桶、照明和活动盖板在安装吊桶时，注意使吊桶与井孔中心位置重合，作为挖土时直观上控制井位中心和护壁支模的中心线。井底照明必须用低压电源(12V、100w)、防水带罩的安全灯具。井口上设围护栏。井孔口安装水平推移的活动安全盖板，当井孔内有人挖土时，要掩好安全盖板，防止杂物掉下砸人22、。无关人员不得靠近井孔口边。吊运土时，再打开安全盖板。7）开挖吊运第二节井孔土方(修边)，从第二节开始，利用提升设备运土，井孔内人员要戴好安全帽，地面人员要拴好安全带。吊桶离开孔口上方1.5m时，推动活动安全盖板，掩蔽孔口，防止卸土的土块、石块等杂物坠落孔内伤人。吊桶在小推车内卸土后，再打开活动盖板，下放吊桶装土。8）逐层往下循环作业，将井孔挖至设计深度，清除虚土；井孔挖至规定的深度后，用支杆检查井孔的直径及井壁圆弧度，上下要垂直平顺，修整孔壁。9）在工作井护壁下部1m范围采用长度500mm注浆锚杆对地层进行加固处理，小导管注浆范围根据现场实际情况予以加大，以确保施工安全。10）最后四节护壁施23、工时必须调整长度，保证倒数第二节下沿正好骑在盾构机拱顶上，最后一节护壁只做刀盘前部，同时需要在护壁内测增加半圈钢套筒护壁，钢套筒壁厚5mm，护壁与刀盘之间的间隙采用木板作为临时支撑用丝杠顶住，需要转动刀盘时拆掉临时支护，待刀盘转到下一修复位置、观察到土体稳定时再恢复临时支撑。在最后一节护壁背离盾构机刀盘一侧打设锁脚锚管，锁脚锚管长度0.5m，便于最后拆除，角度向下15度，间距0.2m。浆液为纯水泥浆。11）进行盾构机刀具更换，详见第5章 盾构机刀具更换施工。12）在更换完所有需要更换的刀具后，用级配砂石进行回填，回填时必须拆除倒数第一节护壁，以免影响盾构机后续掘进施工，回填时采用30cm一步，24、人工夯实，最后2m用粘土回填并夯实。然后，盾构机才可以进行掘进施工。4.3质量保证措施（1）挖孔前复核测量基线、水准点及井位。（2）每挖完一节，必须根据井孔口上的轴线吊直、修边、使孔壁圆弧保持上下顺直，保证井体垂直度。（3）开挖前要掌握现场土质情况，缩短每节高度，随时观察土体松动情况，必要时可在坍塌处用砌砖，钢板桩、木板桩封堵：操作过程要紧凑，不留间隔空隙，避免塌孔。（4）孔底出现积水：当地下水渗出较快或地表水流入，抽排水不及时，就会出现积水。开挖过程中孔底要挖集水井坑，及时下泵抽水。4.4 技术保证措施（1）设立专门的测量放线小组，测量仪器及工具事先检查、定期校正。测量控制的重点是保证工作井25、定位及成孔垂直的控制。（2）挖孔的垂直度和直径尺寸应每挖一节检查一次，发现偏差及时纠正，以免误差积累不可收拾。（3）鉴于模板工程是保证护壁质量工作井尺寸好坏的重要环节，模板安装完毕后，必须经质检员对孔径尺寸、垂直度进行验收，合格后才可浇筑护壁混凝土。4.5 安全保证措施4.5.1保证措施（1）现场成立安全管理领导小组，设立专职安全员，每4小时一班岗，按技术方案的要求落实作业层安全作业，强化监督力度，杜绝事故发生。（2）执行岗前安全教育和安全交底制度，执行安全检查。（3）应严格按照规程施工，严格执行国家有关施工安全管理规定以及公司各项安全操作技术规程。（3）进入施工现场要戴安全帽，严禁酗酒及酒后26、作业。（3）井下操作人员连续工作时间不宜超过2小时，应轮换工作。（4）施工机械每天(班)应有检查，检查项目：钢丝绳、场地情况、电缆线路及器材，发现问题应及时排除，附配件损坏应及时更换好后方可施工。（7）每日开工前应检测井下有无危害气体和不安全因素，孔深大于10m以及腐殖质土层较厚时，应有专门送风设备，风量不应小于25L/s，向工作井内作业面进行15分钟换气后才可以进行作业。当井孔内土层中含有害气体及有机物质较多时除加强通风外，还应对有害气体加强监测。（8）机械运转时，严禁进行部件修理，更不能用手提拿钢丝靠近滑轮位置.（9）井孔口应严格管理。井孔口应设置高于地面200mm的护板，防止地面石子或其27、他杂物等被踢入井孔中。地面孔口四周必须有护栏，高度不低于800mm。无关人员不得靠近井孔口，井孔口机械操作人员不准离开岗位。口袋内不得放置物品(如钥匙、钢笔、怀表、打火机、小型工具、玩物等)，以防坠入井孔中。（10）井孔下作业人员必须戴好安全帽、穿好绝缘胶鞋、井孔口与下部作业人员应有可靠的联络设施。如井孔口管理混乱，井孔内应立即停止作业回到地面上。地面孔口作业人员需待井下作业人员上来后方可离岗。（11）井孔洞口上应设置悬挂软梯，并随井孔深度放长，以备意外情况时有关人员能 顺利上下。正常情况下，操作人员上下应乘坐吊篮或专用吊桶。开机人员应专机专人，集中思想认真注意井孔内一切动态，电器开关不得离手28、。吊钩应有弹簧式脱钩装置，防止翻桶、翻篮、脱钩等恶性事故发生，严禁站在装渣桶边缘口上下。垂直运输机具和装置，必须配有自动卡紧保险装置。（12）施工现场的一切电源、电路的安装和拆卸必须由持证电工操作，电器必须严格接地、接零和使用漏电保护器。（13）机械操作工、电工、电气焊工等工种人员持证上岗，非机械操作人员严禁上机操作及玩弄各种设备及按钮。（14）采用严格的安全生产经济奖罚制度。（15）施工现场设立醒目标志牌，加强现场管理，严格出入制度，禁止非施工人员进入施工现场。（16）保证井下、井上和盾构机操作室的通讯联系，井下操作人员通过对讲机与井口和现场办公室联系，现场办公室通过电话保持与盾构机操作室的29、联系。保证三方的即时沟通。（17）降水井要加强24小时巡查，保证水位在地表22m以下。现场备有4台15kw 大功率水泵，保证现有水泵如果达不到降水条件时及时更换水泵。4.5.2安全事故原因及应对措施据调查,发生安全事故的原因主要有以下六类：（1）地面或高空坠物井孔第一节护壁高出地面20cm，防止杂物滚落孔内伤人，防止地表水流入；孔下有人作业时，孔口有人监视防护，孔口配合人员应集中精力，密切监视孔内情况，积极配合孔内人员进行工作；在孔内上下传送工具物品时，严禁抛掷；及时清理场内的土石方，孔口1.0m范围内严禁堆物；人员上下要系安全带，孔内作业人员戴安全帽。（2）地面人员失足跌入井孔为防止地面人员30、和物体落入井孔内， 孔口四周必须设置临时护栏(一般0.8m高)。停止施工时盖好孔口，防止人员坠落；孔口监视人员不得擅自离岗，离岗前要做好交接工作。（3）触电施工场地内一起电源、电器的安装和拆除，必须由持证电工操作；所有电器设备严格接地、接零和使用漏电保护装置；电器安装后必须经验收合格方可使用。照明电源采用12V安全电压，灯具开关和井孔内的电源线采用防水、防潮产品；水泵用防水的尼龙索作为受力绳具，严禁用电缆吊放水泵。（4）起重工具失灵不得用人工拉绳子运送人员或脚踩护壁凸缘上下井孔。支架应稳定牢固，使用前必须检验其安全起吊能力。井孔内必须放置软爬梯或设置尼龙绳，并随挖孔深度增加放长至工作面,作为救31、急备用。每天开工前，应将井孔内的积水抽干。在井孔开挖过程中，出现局部涌水时，用钢护筒作护壁，并减短护壁高度，采取短开挖，紧护壁的方法施工；孔内抽水时，密切注意井孔四周地表变化，预防下陷和坍塌。如果在开挖过程中遇到砂涌现象，应立即停止向下开挖，立即用挡板支护住涌砂面，对涌砂面进行锚喷，固化掌子面，然后向涌砂面打入锚管，进行注浆加固。待涌砂面稳定后再进行下步开挖。（6）井孔内出现有毒气体致使人员窒息当井孔开挖深度超过5m时，每天开工前应进行对孔内有毒气体的检测，并用鼓风机向孔内送新鲜空气5分钟，使孔内混浊空气排出，才准下人。孔深超过10m时，地面应配备向孔内送风的专门设备，风量不宜少于25L/s。32、鼓风机的进风口远离可能产生有害气体和粉尘的位置。4.6 文明施工措施（1）建立以项目经理为首的文明施工管理领导小组，项目生产经理、工区负责人、现场工长为文明施工负责人，直接负责本工程现场文明施工管理工作，加强现场管理工作，做到紧张有序，文明礼貌，团结协作，刻苦顽强，遵纪守法。（2）成立3人以上的清扫小队，每天对施工周围进行清扫，保证万芳亭公园内环境卫生。（3）车辆不准带泥土出现场，如有泥砂带入场外道路，要及时清扫处理，绝不影响XX峰北街环境。（4）对现场堆放的渣土进行覆盖，以防止扬尘。（5）对产生噪音、振动的施工机械，采取措施减噪消音。4.7 冬季施工措施（1）冬季施工混凝土，砂、石和水泥应在33、0以上，拌合用水应5以上，拌合处应设有防寒措施；必要时混凝土中加防冻剂；（2）防冻剂的使用符合市建委对防冻剂的要求，防冻剂不得含有氯盐，严防碱集料反应。（3）砂石骨料在存放中不得夹有冰块雪团。（4）为保证护壁强度，在混凝土中加入早强剂，掺加量需经过试验室配比试验确定。（5）搞好防滑措施，井口周围冰霜要及时清扫。（6）冬季进行土方开挖，开挖后的基坑应及时用防火草帘被加以覆盖，防止基坑受冻。（7）周边道路遗撒的渣土应及时清扫干净，防止被冻结而引起路滑和影响环境。5 盾构机刀具更换施工5.1施工部署及各项准备5.1.1作业层组织机构在刀具更换作业层中成立指挥组1个、协调组1个、技术顾问组1个、井内作34、业组2个、地面监控测量组1个及应急组1个。（1） 作业层机构如图9所示图9 刀具检查、更换施工管理机构图1）指挥组组长由项目经理担任。负责该项工作的组织、领导及人员调配。指挥组组成人员包括盾构工区经理、总工及各专业组组长。2）技术组组长由项目总工担任，负责技术方案和技术交底的编制。3）协调组组长由工区经理担任。负责施工过程中人、机、料的统一布置；负责井内外的协调组织及现场的统一指挥；负责与测量组和井内作业组的沟通及联络。4）作业组设2个作业组，组长由当班机械工程师担任。分别配备土建工程师1名和机械工人1名、焊接操作人员4名，负责刀具更换工作。5）地面监控测量组组长由测量工程师担任。在刀具更换程35、中，负责对地面的沉降状况进行24小时实时监测，并将测量结果及时报告协调组组长。6）应急组负责现场紧急情况的处理，组长由安全部长担任。应急组由安全员、电气工程师、盾构机操作手和电工及电瓶车司机等人员组成，对各种紧急情况进行处理。5.1.2工期安排计划在地下工作井施工完毕之后开始进行刀具检查、更换。由于本次刀具磨损比较严重，根据开仓刀具检测情况，需更换全部16把周边刀，预计每天更换8把，每把需要更换3小时，预计2天完成；计划更换靠近外侧的齿刀约48把，每天更换16把，3天完成；人工挖孔约8天完成；计划本次换刀共需13天（包括人工挖孔）。（具体需要更换的刀具种类、数量要根据现场检查的实际情况来决定）36、 设备、材料及机具计划表表1 设备、材料及机具计划表名称规格/型号数量单位备注小型风机2台水泵4台应急灯40W6个手电筒2.5V8只防水走道板50015006块医用氧气瓶6个空气质量检测仪2台担架4副灭火器4个干粉灭火器刀具128把周边刀16把，齿刀112把防毒面具6个焊机4台碳刨机2台铁锨、搞、桶若干个劳动力计划劳动力计划见下表。表2 刀具检查、更换人员配备表序号工 种人数备 注1机械工程师22电气工程师23测量工程师24现场管理人员4责任工程师5专业焊工47现场电工411材料供应人员212安全员2合计22人5.2刀具检查及刀具更换施工5.2.1刀具检查及更换施工步骤刀具检查及更换施工步骤如37、图10所示。调查、计划施工方案讨论施工准备1、 螺旋机排土2、 盾尾止水3、 地层确认4、 设置排风系统1、 盾构机拱顶土体加固效果确认工作井护壁施工及拱顶土体加固刀具检查准备1、 工具、材料搬入2、 原有废弃刀具拆除3、 刀具连接4、 修补刀盘、堆焊硬质合金刀具修补更换1、 检查磨损检测装置2、 清理加泥孔、喷射状态确认其他部分检查继续掘进图10 刀具检查及更换施工步骤图5.2.2竖井内检查进入竖井内检查的项目有：（1）竖井内及作业面状态的确认竖井施工完毕后必须由土建工程师对整个结构及施工工作面进行检查、确认，检查合格后才可进行下一步施工。（2）照明装置检查确认竖井及工作面内要保证足够的照明38、亮度，同时还要检查照明装置的安全、防水、防撞等性能。（3）有毒有害气体的检测确认竖井及工作面内要使用空气质量检测仪进行检测，排除有毒、有害气体的存在方可进行施工。5.2.3换刀检查准备（1）盾尾处止水为了防止换刀期间大量水从盾尾涌入土仓内，需要在打开近盾尾处的3环管片注浆孔压入双液浆形成一道止水箍将后面的水挡住。（2）进行空转刀盘在换刀施工期间需要旋转刀盘，当刀盘每一组周边刀旋转到上方竖井接口处时才可检查更换，所以就需要在换刀之前进行刀盘空转操作，检查刀盘旋转时所带的土体对竖井是否造成影响，同时要注意刀盘旋转时人员及工具要及时离开工作面及竖井，以不超过0.5r/min的速度转动刀盘，待刀盘旋转39、结束后由土建工程师进行工作面及竖井的确认。（3）根据土仓内的实际情况要做好使用螺旋机排土如果工作人员进入竖井后发现刀盘处积土太多就需要通过螺旋输送机适量排土，注意排土期间的地层观测、检查。5.2.4刀具更换、修复（1）刀具更换、修复施工1）在工作井内对刀具进行拆除和安装，空间狭小，所以需要合理安排设备和器具以保证作业人员对刀盘进行焊接作业时有适当的作业空间。2）为了保证换刀人员的安全，只有确认换刀人员和所有设备器具从护壁内撤出后才能旋转刀盘，刀盘旋转位置可从操作屏幕中超挖刀位置可推算出。3）工具、材料的准备工具（焊接设备、起重设备、套筒扳手等物料）的搬运。焊接、切割设备接线（注意防止焊接设备漏40、电）。安装坑内起重装置（如起重葫芦等）和工作平台。通风换气设备安装。注意运送工具及物料时一定注意安全，保证井下和井上的协调配合，另外要注意时刻检查运输设备的良好性。（2）刀具磨损的标准1）根据现场实际情况来看如果周边切削刀耐磨块磨损超过15mm就需要更换。2）如果周边切削刀的刀座受损现象严重就需要及时补焊。3）如果齿刀磨损超过了10mm就需要更换。4）如果刀盘硬质合金保护层磨损严重也需要及时堆焊。（3）刀具检查、更换时的配合工作本次更换刀具采用在地面作工作井后进入工作面（刀盘的上方），检查、更换刀盘每组周边刀及辐条上的齿刀，所以需要做好换刀人员与盾构机操作人员的配合工作通过对讲机时刻保持联系，41、盾构机操作人员要操作准确、运转平稳，保证刀盘所旋转的位置有利于刀具检查、更换和减少对周边土体的扰动，另外当刀盘处积土很多，也需要盾构机操作人员排出适量的土体，以利于刀具检查、更换施工。（4）刀具的更换及修复1）刀具更换的程序和方法每次更换时，工作人员先将刀具周围的泥土清掉，保证有一定的工作空间。先检查、更换刀盘外侧2把周边刀，然后向内逐个检查刀具的磨损情况，确定需要更换时作好记录。周边刀和齿刀与刀座连接采用螺栓连接形式，周边刀更换时用套筒及加力杆卸下固定螺栓，将拆下的螺栓及附件放入随身携带的工具袋内，以防丢失。同时将固定螺栓和固定座用水清洗干净，并检查一下是否有裂纹，如有裂纹必须换新螺栓，以确42、保新装刀具有足够的连接强度。将新的刀具按原来的位置安装好，并将固定螺栓拧紧。2）刀盘其他部分的修复刀盘表面的硬质合金层如果磨损严重需要进一步堆焊，采用707焊条焊接。5.2.5其他部分的检查和清理利用更换刀具的同时对刀盘上的加泥、加泡口进行清理疏通，清理后进行测试，另外有可能的话也要对土仓内的土压计上的泥土进行清理。5.3质量保证措施（1）如果刀座磨损需选择专业刀具焊接人员并进行相应的现场焊接试验及检验，严格控制焊接质量。（2）选用二氧化碳气体保护焊接保证焊接质量。（3）根据图纸划线定位，定位后进一步进行位置确认。（4）用砂纸、磨光机对焊接面进行打磨处理，并用丙酮对焊接面进行擦拭，确保焊接面的43、清洁，从而保证焊缝质量。（5）严格防水措施，确保焊缝质量。（6）严格检查刀具螺栓的连接质量。5.4安全保证措施5.4.1 下井后如发现坍塌、水量过大等情况的处理措施下井后，土建工程师需对护壁及周围土体进行观察，如发现土体护壁破裂或土层中水量过大，应立即停止作业，全体人员应撤离井内，同时通知有关负责人，研究是否重新恢复掘进，迅速脱离该区域；或采取其它处理措施措施。5.4.2 刀具检查、更换期间地表沉降的监测为确保施工安全,要加强施工期间地表沉降的监测,提高监测频率。并要对监测数据及时进行汇总,绘制地表沉降时间位移曲线图。在换刀期间还应派专人对地面及房屋进行目测观察。如发现异常现象需及时停止施工，44、并通报有关负责人对异常现象进行分析研究。在分析研究期间应及时建立土压力，并随时注意土压力的变化。地表沉降监测频率为：4次/天，测量结束后1小时内上报测量结果。5.4.3 安全保证措施（1）工作人员必须身体健康，入井前要接受安全教育。（2）土建工程师鉴定开挖面的稳定性，确认安全后工作人员可进井内工作。（3）始终保持井内与地面的畅通，以便有紧急情况时工作人员能迅速撤离现场。（4）在盾构机刀盘旋转到刀具检查位置后，必须切断盾构机电源，作业人员才可以进入工作井进行刀具检查及更换，而且电源开关处必须由专人看守并悬挂“严禁合闸”标识。（5）在井内应安装12v照度不低于100lux的照明设备。配备应急灯，并45、在正常照明有故障时能自动打开。应急灯的照度不低于15lux，并且能持续照明至少1小时。检查电线、管线接头部分是否严密，必须有防水性。尽量减少电线的条数。（6）必须作好井内的通风换气工作，以保证工作人员在井内能够正常呼吸。现场还要配备医用氧气瓶，以便紧急情况下给伤员吸氧，吸氧应在医学专家指导下进行。（7）焊接时采用直流焊机，焊机必须放到工作井井口外，并增加二次漏电保护器。（8）专业焊工进入工作井作业必须穿防火工作服，穿绝缘鞋，佩戴防毒面具，并系安全带，挂安全绳。（9）井内安装一个工作支架，用于搭建工作平台，以便工作人员方便安全的工作。支架上部作成钩型，使用时挂到刀盘上切削刀根部，另一端放在支架的46、横梁上。（10）当清理刀盘周围泥土时，必须注意护壁的变化，如有不正常现象，马上停止作业，退出井内。待重建立稳定的护壁后，方可进入井内继续进行换刀工作。（11）检查更换完毕后，再次向土仓内注入膨润土浆液，填完土仓内空隙，必要时向土仓内回填砂袋，重建土压。尽早恢复掘进，使盾构向前掘进67环后加强盾尾注浆，保证回填，开仓期间水土流失造成地层的空隙。6 盾构机刀具更换施工紧急预案6.1建立应急救援组织机构建立应急救援组织机构，项目经理为救援组织机构总负责人，对事故进行整体规划部署救援工作，负责组织人员进行救援工作；项目部总工为技术负责人，主要负责工程事故救援方案的提出和确立及审批工作；安检工程师为工作47、负责人，负责伤亡人员的抢救工作；作业队长、工区安全员配合项目部组织人员进行全线抢救工作（如现场协调、调配机械设备及救援物资）。办公室主任全面负责事故后勤保障及善后工作；项目部与施工所在地公安局、消防队、临近医院等建立协作关系，确保救援工作及时有效地开展。6.2事故调查处理程序（1）速向主管上级及地方有关部门报告事故现场发生伤亡事故，负伤者或最先发现的人必须立即报告班子长、工地负责人或项目领导。各级领导接到此类通知后，都应逐级上报。重大事故发生后，必须以最快的方式向上级主管部门及检查、劳动部门报告。事故发生单位应在24h内将事故概况写成书面报告，向上级主管安全部门和当地劳动、公安、检查、工会等部48、门汇报。报告内容应包括：事故发生时间、地点，伤亡者的姓名、年龄、工种、身份（正式工还是合同工、临时工），事故发生原因及简要经过，事故造成的损失程度等。如有隐瞒不报、弄虚或故意拖延不报的，要对责任者给予纪律处分，情节严重的要追究法律责任。（2）组织抢救伤员并保护好事故现场事故发生后，施工现场负责人应立即组织指挥有关人员抢救伤员，采取措施制止事故蔓延扩大，防止次生事故的发生。要认真保护事故现场，撤离所有人员，建立警戒线、禁止非工作人员入内，凡与事故有关的物体、痕迹不得破坏，如果为了抢救遇险人员，不得不移动某些物体时，必须做好照相或摄像并做好现场标志。清理事故现场时，必须得到事故调查小组和公安、劳动49、等有关部门的同意或批准后进行，任何人不得借口恢复生产，擅自清理现场，干扰调查人员的取证、调查工作。（3）成立事故调查组接到事故报告后，有关部门领导应立即赶赴现场，指挥抢救伤员，维持现场秩序，并组织事故调查组，开展调查工作。轻伤、重伤事故由项目经理或项目副经理组织生产、技术、安全等有关部门以及工会成员组成事故调查组，进行调查。死亡事故由总公司和分公司主管部门会同项目所在地的市劳动部门、公安部门、工会组成事故调查组，进行调查。重大死亡事故，按照隶属关系，由建设部门会同同级劳动部门、公安部门、工会组成事故调查组进行调查。死亡事故和重大死亡事故调查组还应该邀请人民检察院派员参加，还可以邀请其他部门的人50、员和有关专家参加。与所发生事故有直接利益关系的人员不得参加调查组。事故调查组的职责有：1）查明事故发生原因、过程和人员伤亡、经济损失情况；2）确定事故责任人；3）提出事故处理意见和防范措施的建议；4）写出事故调查报告。6.3施工过程中可能出现的突发事件（1）工作井塌方；（2）孔底施工人员中毒；（3）施工人员触电；（4）重物坠落砸伤施工人员；（5）刀盘转动挤破护壁；6.4应急措施施工现场有配备充足的防护及急救物资，如：编织袋、氧气瓶、担架等。（1）工作井塌方：1）发生险情后，应通知所有指挥人员、管理人员到位，各负其责，并拨打电话120急救中心；2）立即设立警戒线，疏散周边人员，给抢险救护人员一个51、充分活动的场地；3）查看当天挖掘纪录，确认遇险人员在井下的准确位置，用最快的速度和最有效的办法进行抢救，可动用机械；在距人员位置1m左右，应采用人工挖掘，严禁使用金属工具，以防遇险人员受二次伤害；4）解救上来的伤者要立即送往市五院进行救治；5）分析事故原因，上报上级部门。6）塌孔的防救措施，调整开挖方法，及时增设临时围挡措施：跳槽开挖护壁，井心60cm范围内先不开挖，外围每开挖30cm及时打设2210cm的钢筋，待护壁开挖成形后，在钢筋外侧填塞装有混凝土拌料的编织袋，及时绑扎护壁钢筋并立设模板，浇筑护壁混凝土，同时加强模板的加固工作。7）如果开挖过程中采用临时围挡措施后仍然涌沙不断，或是涌水涌52、沙量大且速度急，孔内人员应及时撤出，抛填孔外预备好装有黏土的水泥袋、黏土及石块。8）涌水涌砂部位充填密实后，沿井孔孔壁打设32小钢管，钢管长度L=2.0m,钢管前端1.0m钻设10mm的注浆孔，钢管按环向间距30cm布设，压注水泥水玻璃双液浆固结砂层，待注浆固结2天后再进行开挖。（2）孔内人员中毒：1）立即拨打急救电话，并上报项目部，组织人员立即设立警戒线，封锁现场，疏散周围群众；2）立即向下送风，并将中毒人员拉到地面，用担架抬到安全地带，进行人工呼吸，待救护车到达后，马上送附近市五院进行救治；3）调查分析事故发生原因，查清有毒气体来源，若为管线泄漏，立即通知管线产权单位，同时采取措施，封锁附53、近区域，疏散周边人群；若为地下残留污浊气体，立即向孔内通风，同时使用空气监测仪检测孔内空气含氧量，符合标准后，首先下放活物（将飞鸟装入鸟笼）待留10min无异常后，作业人员方可重新下孔继续作业；4）依据调查原因，总结经验，处理有关责任人，避免重复犯错。（3）施工人员触电：1）发现人员触电后，应立即关掉电源总闸，并尽快将触电人员送往市五院救治；2）调查分析事故原因，惩处事故责任人，上报有关部门。（4）坠物伤人或地面施工人员坠落：1）马上将伤者送往附近医院进行救治；2）分析事故原因，上报有关部门。（5）刀盘转动挤破护壁：1）立即停止转动刀盘，在工作井护壁内安全处观察，待确认安全后下到挤破区查明原因；2）查出原因消除隐患后往上返到第一段完好未挤破的护壁往下凿掉已破坏的护壁，留下连接筋，采用短进尺的钢护筒与之焊接相连，在保证焊接质量后往下做到原来井底标高，可开始继续更换刀具。6.5 应急程序安全生产事故应急救援程序如图11所示。安全生产事故发现人施工现场值班室施工现场人员急救施工现场值班领导指挥办公室项目经理工程所在地派出所当地公安分局应急救援指挥小组集团公司启动应急预案地铁公司