超高水压条件下大直径盾构带压换刀的施工方法

摘要

本发明涉及一种超高水压条件下大直径盾构带压换刀的施工方法，包括如下步骤：让作业人员进入居住舱并对居住舱进行加压；向转运舱中通入氦氧混合气体以排出转运舱内的空气，进而加压；将转运舱与居住舱对接，让作业人员进入到转运舱；将转运舱运送至盾构机的人舱区域；将转运舱与人舱对接，让作业人员进入到人舱再进入到泥水舱进行换刀作业，待完成换刀后，让作业人员返回至转运舱，运送转运舱至居住舱处并与居住舱对接，让作业人员返回至居住舱；待换刀工作周期结束，对居住舱进行减压，让作业人员离开居住舱。在换刀作业过程中，让作业人员始终处于设定压力条件下进行工作和生活，并采用氦氧混合气体供作业人员呼吸，极大的减少了疾病风险。

说明书

技术领域

本发明涉及盾构施工技术领域，特指一种超高水压条件下大直径盾构带压换刀的施工方法。

背景技术

为有效解决大城市河流区域分流制区域雨污水混接导致的河道水环境污染问题、降低水浸风险、实现污水有效收集处理，进一步提高城市形象，建设海绵城市，实现城市中心城区排水系统提标、污染控制、内涝防治等多重目标，超大直径泥水盾构隧道开始在城市核心区超深层地下空间开发中提出并使用。超大直径泥水盾构在超深埋地层中面临超高水压等复杂施工环境条件，在长距离掘进后，不可避免地发生刀具磨损，需要频繁带压进舱更换刀具，盾构带压进舱作业量大、风险大、危险性高。

现有常规压缩空气带压开舱作业每次都需要反复加压、减压，使得泥水舱内工作时间大大延长，极大地影响作业人员在舱内的工作效率，尤其是在超深埋地层刀具磨损严重、频繁、维修工作量大、带压作业持续时间较长时，工作人员易出现减压病、氮麻醉及氧中毒等风险。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种超高水压条件下大直径盾构带压换刀的施工方法，解决现有的压缩空气带压开舱作业存在的工作效率低、易出现减压病、氮麻醉及氧中毒等风险的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种超高水压条件下大直径盾构带压换刀的施工方法，包括如下步骤：

提供居住舱，让作业人员进入所述居住舱并对所述居住舱进行加压，将所述居住舱的压力加至设定压力并保持；

提供转运舱，向所述转运舱中通入氦氧混合气体以排出所述转运舱内的空气，进而将所述转运舱加压至所述设定压力并保持；

将所述转运舱与所述居住舱对接，待所述转运舱和所述居住舱的压力平衡后，让作业人员自所述居住舱进入到所述转运舱；

将所述转运舱运送至盾构机的人舱区域，在运送的过程中，利用氦氧混合气体置换盾构机的人舱及泥水舱内的空气；

将所述人舱加压至设定压力并保持；

将所述转运舱与所述人舱对接，待所述转运舱和所述人舱的压力平衡后，让作业人员自所述转运舱进入到所述人舱；

将所述泥水舱加压至设定压力并保持；

让作业人员自所述人舱进入到所述泥水舱进行换刀作业，待完成换刀后，让作业人员返回至所述转运舱，运送所述转运舱至所述居住舱处并与所述居住舱对接，让作业人员返回至所述居住舱；以及

待换刀工作周期结束，对所述居住舱进行减压，让作业人员离开所述居住舱。

本发明的带压换刀施工方法在换刀作业过程中，让作业人员始终处于设定压力条件下进行工作和生活，并采用氦氧混合气体供作业人员呼吸，既降低了作业人员呼吸阻力，又避免了氮麻醉及氧中毒等情况的发生，极大的减少了减压病发生的几率。各舱室内均处于设定压力条件下，换刀作业过程中无需反复加压、减压，在换刀工作周期结束后，一次性减压，从而提高了工作效率，消除了盾构机在推进过程中的施工风险，加快工程进度，经济及社会效益明显。

本发明超高水压条件下大直径盾构带压换刀的施工方法的进一步改进在于，还包括：为所述转运舱配备氦氧混合气体输送系统，利用所述氦氧混合气体输送系统为所述转运舱提供充足的氦氧混合气体。

本发明超高水压条件下大直径盾构带压换刀的施工方法的进一步改进在于，还包括：为所述转运舱配备空调系统，利用所述空调系统控制所述转运舱内的环境温度。

本发明超高水压条件下大直径盾构带压换刀的施工方法的进一步改进在于，在置换盾构机的泥水舱内的空气之前，将所述泥水舱内的泥水排出。

本发明超高水压条件下大直径盾构带压换刀的施工方法的进一步改进在于，还包括：于盾构机的人舱处设置对接平台；

待所述转运舱运送至所述人舱处时，利用拼装机将所述转运舱吊运至所述对接平台上。

本发明超高水压条件下大直径盾构带压换刀的施工方法的进一步改进在于，在作业人员进入所述居住舱之前，向所述居住舱内通入氦氧混合气体以排出所述居住舱内的空气。

本发明超高水压条件下大直径盾构带压换刀的施工方法的进一步改进在于，在作业人员进行换刀作业的过程中，保持所述泥水舱内外的通讯畅通，同时保持所述泥水舱内供作业人员呼吸用的氦氧混合气体充足。

本发明超高水压条件下大直径盾构带压换刀的施工方法的进一步改进在于，所述设定压力在6bar至10bar之间。

附图说明

图1为本发明超高水压条件下大直径盾构带压换刀的施工方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参阅图1，本发明提供了一种超高水压条件下大直径盾构带压换刀的施工方法，用于实现在6bar以上超高水压条件下人工带压进舱作业，保障人员安全高效地反复进出舱进行刀具检修、更换及舱内清障等作业，极大地提高了开舱工作效率，消除了盾构机在推进过程中的施工风险，加快工程进度，经济及社会效益明显。下面结合附图对本发明超高水压条件下大直径盾构带压换刀的施工方法进行说明。

参阅图1，显示了本发明超高水压条件下大直径盾构带压换刀的施工方法的流程图。下面结合图1，对本发明超高水压条件下大直径盾构带压换刀的施工方法进行说明。

如图1所示，本发明的超高水压条件下大直径盾构带压换刀的施工方法，包括如下步骤：

执行步骤S101，提供居住舱，让作业人员进入居住舱并对居住舱进行加压，将居住舱的压力加至设定压力并保持；接着执行步骤S102；

执行步骤S102，提供转运舱，向转运舱中通入氦氧混合气体以排出转运舱内的空气，进而将转运舱加压至设定压力并保持；接着执行步骤S102；

执行步骤S103，将转运舱与居住舱对接，待转运舱和居住舱的压力平衡后，让作业人员自居住舱进入到转运舱；接着执行步骤S104；

执行步骤S104，将转运舱运送至盾构机的人舱区域，在运送的过程中，利用氦氧混合气体置换盾构机的人舱及泥水舱内的空气；接着执行步骤S105；

执行步骤S105，将人舱加压至设定压力并保持；接着执行步骤S106；

执行步骤S106，将转运舱与人舱对接，待转运舱和人舱的压力平衡后，让作业人员自转运舱进入到人舱；接着执行步骤S107；

执行步骤S107，将泥水舱加压至设定压力并保持；接着执行步骤S108；

执行步骤S108，让作业人员自人舱进入到泥水舱进行换刀作业，待完成换刀后，让作业人员返回至转运舱，运送转运舱至居住舱处并与居住舱对接，让作业人员返回至居住舱；接着执行步骤S109；

执行步骤S109，待换刀工作周期结束，对居住舱进行减压，让作业人员离开居住舱。

居住舱位于地面，整个换刀工作周期内让工作人员均处于高压环境下，避免了反复加压、减压的问题，使得泥水舱内的工作时间延长，提高了工作效率。转运舱起到了运输作用，实现了工作人员在泥水舱与居住舱之间的周转运输。在居住舱、转运舱、人舱及泥水舱均充入氦氧混合气体，通过氦氧混合气体供作业人员呼吸，降低了作业人员呼吸阻力，还避免了氮麻醉及氧中毒等情况的发生，极大的减少了减压病发生的几率。

在本发明的一种具体实施方式中，本发明的施工方法还包括：为转运舱配备氦氧混合气体输送系统，利用氦氧混合气体输送系统为转运舱提供充足的氦氧混合气体。

较佳地，氦氧混合气体输送系统设置在转运舱的外部，用于向转运舱通入氦氧混合气体以供工作人员呼吸用，在全程中需保证氦氧混合气体输送系统的供气状态良好。

进一步地，转运舱与居住舱对接之前，先向转运舱内通入氦氧混合气体进行洗舱，排出空气，并通过气体分析系统分析转运舱内的气体成分及含量，满足要求后，可与居住舱对接。

在本发明的一种具体实施方式中，本发明的施工方法还包括：为转运舱配备空调系统，利用空调系统控制转运舱内的环境温度。较佳地，空调系统通过随车发电机供应电量。

在本发明的一种具体实施方式中，在置换盾构机的泥水舱内的空气之前，将泥水舱内的泥水排出。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括：于盾构机的人舱处设置对接平台；

待转运舱运送至人舱处时，利用拼装机将转运舱吊运至对接平台上。

通过设置的对接平台承托转运舱，确保转运舱的稳定。在将转运舱置于对接平台上后，调整转运舱的位置让其与人舱位于同一轴线上，在转运舱与人舱对接时，检查对接的密封情况，应确保转运舱与人舱密封连接，在工作人员进行换刀作业过程中，通过转运舱上设置的氦氧混合气体输送系统为人舱及刀盘处提供呼吸用的氦氧混合气体。

在本发明的一种具体实施方式中，在作业人员进入居住舱之前，向居住舱内通入氦氧混合气体以排出居住舱内的空气。

居住舱为工作人员的生活场所，在该居住舱处也配置有氦氧混合气体输送系统，为居住舱提供氦氧混合气体以满足工作人员的呼吸使用。

在居住舱与转运舱对接后，调整居住舱与转运舱的压力，直至居住舱与转运舱的压力达到平衡，且压力为设定压力，此时再让作业人员进入到转运舱内。

利用运输车运送转运舱，将转运舱运送至盾构机所在的隧道内，或者将转运舱运送至地面的居住舱处。

在本发明的一种具体实施方式中，在作业人员进行换刀作业的过程中，保持泥水舱内外的通讯畅通，同时保持泥水舱内供作业人员呼吸用的氦氧混合气体充足。

在本发明的一种具体实施方式中，设定压力在6bar至10bar之间。

转运舱与人舱对接，调整转运舱与人舱的压力，直至该转运舱与人舱的压力达到平衡，且压力为设定压力，此时让作业人员进入人舱，作业人员再自人舱进入到泥水舱，进而再到达刀盘区域进行换刀作业。在每班次换刀作业结束后，工作人员返回到转运舱，接触该转运舱与人舱的对接，将工作人员运送至地面，转运舱与居住舱对接，工作人员返回居住舱。下一班次换刀作业时，重复转运舱运送工作人员至盾构机处的步骤，直至结束换刀工作周期，居住舱减压，工作人员出舱。

本发明的带压换刀的施工方法可实现开舱压力大于6bar以上的环境下安全高效的施工，而现有的压缩空气带压开舱的最大压力为6bar，相对于现有的压缩空气带压开舱作业，本发明的带压换刀工法的适用范围更广泛。本发明的施工方法尤其适用于长距离隧道，开舱压力理论上不受限制，其作业时间长，一次性减压，疾病风险性小，工作效率高。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。