盾構與掘進機施工——盾構換刀作業（常壓、帶壓）盾構教研室THESHIELD＆TBMCONSTRUCTIONTECHINQUE1

常壓換刀技術2帶壓換刀技術3

飽和法換刀技術目錄CHAPTER02帶壓換刀技術※壓氣作業的應用※壓氣作業泥膜※壓氣作業結構

※壓氣作業流程

地點/Location:

芝加哥/Chicago,IL時間/Date:1940年6月/Jun,1940氣壓/Pressure:0.7bar~1bar工程/Project:

芝加哥首個地鐵工程，7.7英里雙線隧道/firstsubwaysysteminChicago,7.7miledoubletubesystem在芝加哥地鐵隧道中的應用01壓氣作業的應用葡萄牙波爾圖地鐵S線和C線盾構區間施工中，由于刀具磨損嚴重，幾乎每班都需要帶壓開艙對刀盤進行維護操作，其帶壓工作壓力為1.5～2.0bar。德國Weser隧道在4.5bar～5bar壓力下開艙維護破碎機和刀盤，此外還雇傭潛水員在5bar壓力下的膨潤土漿液中工作。全線帶壓工作共計1400h，其中600h壓力超過3.6bar，僅有15次報告出現減壓病，且壓力都小于3.6bar。荷蘭“Westerschelde”隧道世界上首次也是唯一一次實現了高壓8.5bar條件下飽和氣體開艙作業（作業環境為潛水作業）。國外盾構開艙現狀01壓氣作業的應用廣州地鐵四號線小谷圍至新造區間左線江底盾構于2005年6月實施了帶壓換刀操作。中鐵隧道集團在武漢長江隧道盾構施工中，首次自主實現高水壓帶壓作業技術（4.5bar壓力下帶壓作業）。南京長江隧道（緯七路）盾構施工中，德國北海潛水公司在6.5bar壓力下帶壓開艙作業。國內盾構開艙現狀01壓氣作業的應用壓力計算建立泥膜開艙作業醫療保障盾構推進到選定地點停機，設定泥水倉內的壓力，用壓縮空氣置換泥水倉內的部分泥漿，使液位降到隔板密封倉門以下，與此同時人員進入人倉，對人倉逐步加壓，直至與泥水倉壓力一致。之后，作業人員進入泥水倉進行刀具檢修更換作業。作業完成后，人員在人倉內減壓，減壓結束后退出人倉。缺點：作業效率低，作業人員有安全風險土艙中的作業人員應該注意巖土坍塌和地下水突涌。因此，根據地質狀況(礫石和砂質地基、地下水),停止掘進后,使用加入了膨潤土的泥漿并用刀盤攪勻,來穩定和密封隧道開挖面是非常必要的。使用膨潤土懸浮液能起到支撐和提高土壤滲透壓力的作用,開挖面的這種密封形式稱之為“泥膜”,“泥膜”與壓縮空氣系統保持平衡,起到薄膜的作用,保證隧道開挖面的密封。02壓氣作業泥膜常壓區0.61～0.64MPa壓力區泥水艙人閘艙氣泡艙壓縮空氣開艙技術03壓氣作業結構人倉準備03壓氣作業結構人倉準備03壓氣作業結構人倉準備03壓氣作業結構人倉準備03壓氣作業結構作業人員在人閘內應在開挖倉外、主倉和副倉內分別設置電話應配備應急通訊設備。在人閘內應放置書寫工具開倉作業通訊工具03壓氣作業結構人閘內觀察孔人閘外壓力表04作業現場土倉內照明照明設施的電壓應采用不高于24V的照明燈具，應在開挖倉外設置開關。04作業現場

南京緯三路過江通道工程在0.65MPa條件下刀具檢測

易北河第四隧道在0.35MPa條件下更換刀具04作業現場04作業現場維護/控制每次關門之前檢查門封,如有必要予以清理或更換;每月潤滑門的連接機構一次;在人閘使用之前,檢查是否所有的壓力計正常工作,檢查連接機構是否狀態良好;按照規范檢查帶式記錄器的功能。安全裝置每個艙室都有一個安全閥,用以限制最大壓力不超過3bar;還有電話和緊急電話。備用醫療艙維護/控制維護/控制04作業現場磨損更換下來的刀具04作業現場人員職責序號崗位職

責配置人數1氣壓作業主管負責總體管理現場氣壓作業12操倉員對人閘進行氣密性試驗；能準確按照醫護人員制定的減壓方案對進倉作業人員進行加、減壓，熟悉人閘及倉內設施的性能。1-23進倉作業人員應完成專門高壓工作訓練；執行氣壓作業主管的指令；建立工作日志；保證其中1人為專職觀察員≥24醫護人員負責醫學適合性評估，一旦帶壓進倉人員出現緊急狀況，能夠進行全方位的醫療救助。104作業現場作業人員和醫生的準備①、專業的操倉醫生是確保我們施工和進倉作業人員生命健康的有力保障。②、壓氣環境是一種特殊環境，對人的身體要求比較高。患有某些疾病的人員是不能夠參加壓氣作業的。如上呼吸道疾病，慢性中耳炎，慢性肺炎，支氣管炎，高血壓，消化道出血者，肝臟，腎臟，鼻炎，關節炎等等。上述兩項檢查合格的人員才能進行壓氣作業。③、心理素質是壓氣作業人員的最大天敵。作業前壓氣知識的講座是很有必要的。04作業現場壓氣作業人員基本守則作業開始時，在第一個人進入土倉空間前，人閘值班員應持續充氣10分鐘，以確保土倉空間內空氣新鮮。壓氣作業人員必須是經過培訓，且通過工作前身體檢查的健康工作人員。要進行醫學防治知識教育，使其了解減壓病的發生原因及防止方法。應嚴格遵守壓氣作業工作時間以24小時為一個周期，總的工作時間不得超過6小時進行壓氣作業的人員在作業前8小時內不許飲酒,作業過程中不許飲用含有酒精的飲料。在壓氣作業過程中不許吸煙。減壓之前，更換干燥、潔凈和暖和的衣服。患流感的人員不能進入人閘，這可導致耳膜破裂。當工作艙溫度超過27℃時，必須采取特殊的充氣方法。如果溫度不能維持在27℃以下，壓氣作業必須停止。高溫下，必須向員工提供特殊的供水裝置。根據溫度情況，領班決定工作的安全與否，一旦他認為溫度過高而不利于安全有效地工作，就必須中斷作業。減壓時，人閘內的溫度不允許在5分鐘內降至10℃以下或升至27℃以上。04作業現場壓氣作業人員基本守則在壓力超過1bar的環境下作業的人員，減壓后應留在人閘附近或醫療艙內一段時間。作業后的24小時內，不許飛行和潛水，必須留在（現場）附近。減壓后，確保觀察時間并記錄離開時間；接下來的6小時內，禁止劇烈運動；減壓后24小時內禁止飛行；監視開始時和監視結束后都必須簽名；在受監視期間，不準離開監視區域。04作業現場弊端

要進入加壓區域，工作人員和設備必須經過氣壓過渡艙，加壓速率過快對人體將造成危害。壓力越高，吸入氣體就越多，尤其是氮氣——首先溶解在身體血液里，然后進入組織里。其飽和程度取決于壓力、持續時間以及組織吸收氮氣的能力。脂肪組織尤其能吸收。從正常壓力到超高壓的沉淀物轉變，會發生強烈的癥狀（壓縮空氣疾病），如頭痛、平衡性減弱和牙痛。如空曠部分（如鼻竇、耳膜、腸管、無效填充物）的空氣補償（例如由于感冒）。04作業現場弊端壓縮空氣開艙技術限于6.0bar的極限；每班次壓氣作業均須執行加壓和減壓至常壓的程序，每班次的有效工作時間僅為20～