高承压水地层带压进仓技术研究

发表时间:2020/9/22   来源:《基层建设》2020年第15期   作者:代兵
[导读] 摘要:结合武汉地铁6号线穿越汉江区间泥水盾构在高承压水地层条件下带压进仓的具体情况,通过采用带压进仓准备工作、进行带压进仓压力计算、组织现场演习等措施,成功完成了盾构带压进仓作业。
        中铁一局集团城市轨道交通工程有限公司  江苏无锡  214000
        摘要:结合武汉地铁6号线穿越汉江区间泥水盾构在高承压水地层条件下带压进仓的具体情况,通过采用带压进仓准备工作、进行带压进仓压力计算、组织现场演习等措施,成功完成了盾构带压进仓作业。并针对此次带压进仓作业进行技术分析,总结泥水盾构高承压地层带压进仓作业的准备工作、操作步骤、注意事项等;提出常见带压进仓作业危险源辨识及应对措施;介绍作业过程中刀盘刀具检查流程;强调技术、人员物资准备工作的重要性并提出对应安全保障措施,以期对今后类似的盾构施工作业提供参考与借鉴。
        关键词:项目概况;物资设备;步骤;安全保障
        1 前言
        在现代城市的建设发展中,地下铁路已经成为城市交通的一个重要组成部分,各大城市均开始或已经在大力发展地铁工程。为此,许多学者对带压进仓作业展开了研究,王付利[1]以南昌地铁1号线穿越赣江区间泥水盾构为例,讲述了在上软下硬富水砂层中成功带压进仓的泥膜形成、保压计算、气密性测试、带压进仓安全注意事项、减压出仓恢复性措施等,并分析了可能出现的泥膜破坏修复措施、漏气保压困难等紧急情况及对应措施;王连山、奚正平[2]针对跨海超高压盾构施工带压进仓作业,总结了国内外盾构施工带压进仓技术,提出在带压进仓作业前掌子面稳定及保压措施,进仓作业人员安全防护及加减压调整等方面的建议;陈建福[3]结合厦门过海地铁盾构隧道施工实例,采用带压进仓处理孤石方案,总结了大块孤石处理的关键技术;
        2.项目概况
        琴台站到武胜路站区间是联系汉阳和汉口两个主城区的关键纽带,下穿汉江,其中过汉江段河道宽约350m,河堤宽约476m。区间线路出琴台站后向西偏转,从长江广场高层建筑一侧穿行、过知音大道后,区间隧道以15度角向西斜穿汉江后向东偏转进入汉口崇仁路下,沿崇仁路走行然后向东偏转下穿居民区进入武胜路站,沿崇仁路前行穿过汉正街、汉中街、长堤街两侧多处居住社区、商铺拐入中山大道,东行进入武胜路站。琴~武区间所处地貌为长江Ⅰ级阶地,地质情况差。区间左线长度1704.437m,右线长度1687.659m,三个半径350m的曲线,线间距为12.0~18.7m,区间隧道覆土14.93~41m,采用泥水平衡盾构法施工。
        3.物资设备准备
        进仓前要根据做所的工作,对所需的物资设备进行详细的分析和安排,保证万无一失,保证配备的机具与材料足够多;且每开启一次舱门,就多一次风险,故因尽量将物资设备一次性放进仓内。进仓前应认真检查确认照明设施、各种仪表、按钮、开关阀的性能和可靠性,同时确保仓内密封状态完好并且采取对应应急措施;检查盾构机配备的风、水、电路的情况,保证洞外风机正常运转,安质部门要确保气体检测仪提前准备到位并且电量充足,保证一部检测仪备用,及时对气源空气压缩机的能力及性能进行检测,确保洞内的空气畅通。对土仓的空气质量进行检测时,可提前配备一台13m3的内燃空压机,并与储气罐相连接,保证洞内无有害气体且空气置换正常,确保施工安全。
        表2 带压换刀人员及分工表
        Fab.2 with pressure changing knife personnel and division of labor
       
        4. 进仓步骤
        进行作业时,主司机首先根据指令将气仓压力调整为既定进仓压力,打开土仓和气仓的连通阀,降低土仓内液位,同时观察液位变化情况和压力是否稳定。各项参数稳定后通知相关人员可以进仓。工作人员应三人一组带压进仓(一人负责拍照,一人在气仓接应辅助,另一人在人仓负责联络及旋转刀盘),进仓后需关闭好仓门,由操仓人员把人仓压力按规定时间加压到设定压力后,作业人员打开气仓和人仓的连通阀门,待压力平衡后打开气仓门进入气仓。进入气仓后,工作人员应首先观察液位情况,若液位稳定,则打开气仓与土仓之间仓门,进入土仓。进入土仓时,工作人员应首先站在仓门口观察仓内情况及掌子面情况,确定掌子面稳定,仓内无异常后方可进入。
        5 带压进仓安全保障措施
        为保障空气仓内人员的健康,必须逐渐升高空气仓的压力,使压力上升过程较为缓慢。作业人员必须严格履行减压程序,做好时间记录,坚决杜绝减少减压时间和跳期减压的现象发生;对于仓内人员的健康状况随时观察,一旦仓内作业人员出现任何不适状况立即中断压缩空气并降压,让不适人员及时离开空气仓。
        仓内人员应定期检查流速计以确保主仓通风。确保加、减压过程中仓内通风量,以保证仓内人员的安全。为确保随时具备送往医院的保压条件,地表人员应事前联系好有高压氧仓的医院或单位,,并全天候地进行检测与观察,随时观察刀盘仓压力和气压的变化情况,如有变化或突发事件,及时通报现场指挥人员,通知作业人员全部撤离至人员仓后第一时间关闭土仓门,然后通过减压程序出仓。
        6 结语
        泥水盾构在高承压水地层中带压进仓技术含量极高,主要集中在掌子面泥膜建立和精确的仓内压力的计算方面,本文针对武汉地铁6号线泥水盾构汉江隧道遇到的如排浆工作、气垫仓清渣作业、带压换刀作业等只能采用带压进仓工作的难题,结合理论计算与现场实践演习建立仓内压力平衡,制备优质掌子面泥膜,制定了一套泥膜建立→开仓确认→进仓→检查掌子面→刀具检查、仓内检查→出仓→泥浆护壁→保压的详细作业流程,从危险源识别、人员培训、仪表检查、通风换气、应急保障各环节都做了充分准备,提出了进仓作业时的注意事项与安全保障措施,有效预防和降低了带压进仓存在的风险。详细描述了进出仓步骤,并针对万一出现如需紧急出仓等突发情况时的应采取的应对措施,成功地解决了高承压水地层带压进仓的技术困难和风险问题,可以为国内类似的工程作以参考,减小泥水盾构带压进仓的风险。
        参考文献
        [1] 王付利.泥水盾构在富水砂层中带压进仓技术[J].建筑机械化,2013,34(12):57-59+66.
        [2] 王连山. 超高压环境下盾构施工带压进仓技术研究[A]. 中国土木工程学会隧道及地下工程分会、中国岩石力学与工程学会地下工程分会、台湾隧道协会.第十二届海峡两岸隧道与地下工程学术与技术研讨会论文集[C].中国土木工程学会隧道及地下工程分会、中国岩石力学与工程学会地下工程分会、台湾隧道协会:,2013:4.
        [3] 陈建福.盾构机穿越海底复杂地层带压进仓孤石处理技术探析[J].铁道建筑技术,2016(08):63-67.
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