由我公司与中铁一院集团南方工程咨询监理有限公司以联合体名义参建的南京地铁五号线D5-TA02标项目，经过一段时间的盾构施工，于2020年4月1日进行区间盾构机首次开仓换刀。经过5天的换刀及维修保养工作，盾构机刀盘及刀具焕然一新，为后续正常掘进施工提供了重要保障。

　　一、基本概况

　　1、项目概况：南京地铁5号线D5-TA02标包括五站六区间及一区间风井，共12个子单位工程。其中，盾构区间全长累计12.4km。

　　南京地铁五号线及TA02标平面位置图

　　2、区间设计概况：前庄站至科宁路站盾构区间(以下简称前科区间)全长1856m(右线)。本区间隧道断面处于上软下硬区段左线约433.2m，右线约448.8m;全断面岩层掘进区段左线约375.6m，右线约355.2m。平面最小曲线半径为350m(位于左570环-1154环)。纵向设计“V”字坡，盾构最大坡度为-29.364‰，(左913环-1414环)， 盾构顶部覆土10.22～35.35m。

　　3、区间线路走向：出前庄站后继续沿诚信大道向东，避绕南京质量技术检测中心楼房后，从彩虹桥南侧下穿秦淮河，穿过秦淮河后转弯时下穿秦淮河东岸的河北桥泵站的配电房、建设河，避开雍景园4~5层别墅后转向北，下穿南京红太阳种业有限公司一栋厂房，并避让南京兰埔成新材料有限公司厂房后回到竹山路路中，继续向北至科宁路站。详见下图

　　前科区间下穿平面图

　　4、开仓换刀位置环境条件：右线盾构处于692环位置，位于恒丰大厦外的绿化带正下方，恒丰大厦距离隧道水平净距约为9m，与勘探孔最近水平距离约6.8m，周边无管线。

　　5、开仓换刀位置地质情况：本次开仓换刀位置设在前科区间右线686环处，盾构切口位置为692环，开仓施工断面土层为：全断面K2c-3强-中风化泥质粉砂岩，隧道顶部有6.1m的K2c-3强-中风化泥质粉砂岩，强度较高，压缩性低，为微透水地层，开仓位置主要为白垩系赤山组(K2c)泥质粉砂岩，裂隙不甚发育，且呈紧密闭合状，裂隙连通性差，含水微弱。因地质情况较好，所以，本次开仓选择为常压换刀。

　　盾构机开仓位置地层分布图(692环位置为开仓位置)

　　6、刀具配置情况：由于区间风化岩层的抗压强度较小，最大值为3.37MPa，普遍强度在 1~2MPa之间，所以原配刀方案主要以撕裂刀为主，在圆弧段上布置部分滚刀，能有效减少推进过程中结泥饼现象，且又能满足在该抗压强度较小土层中推进的要求(圆弧段撕裂刀轨迹比圆弧段滚刀轨迹低10mm)。前科区间右线盾构机刀具配置如下：单刃滚刀6把，双刃滚刀4把，刮刀68把(2件带磨损检测孔)，圆弧刮刀组合-短：4件，圆弧刮刀组合-长：4件，周边刀12把，撕裂刀35把，仿行刀配置1把。

　　二、监理工作开展情况

　　针对本标段盾构机首次开仓换刀工作，总监办高度重视，组织施工单位召开了专题会。

　　1、按照《关于实施危险性较大的分部分项工程安全管理规定有关问题的通知》(建办质【2018】31号)文件要求，督促施工单位编制了《前庄站～科宁路站盾构隧道区间盾构开仓换刀安全专项施工方案(常压)》，总监办细致审核并提出审核意见。施工单位也于3月25日邀请5名专家组织召开了专项方案评审会。

　　地铁5号线TA02标前科区间盾构开仓换刀方案评审会

　　2、按照《关于强化城市轨道交通建设工程关键节点施工前条件核查管理的通知》(宁建质字【2019】352号)文件要求，总监办于3月30日对首次一类关键节点条件组织了预核查，于4月1日，配合建设单位，参与了正式条件核查。

　　地铁5号线TA02标前科区间右线盾构机开仓换刀条件核查会

　　3、盾构机开仓换刀因处于密闭狭小空间中作业，且可能存在不明有毒气体及不良地质情况，作业人员工作时间较长，不确定因素较多，因此，安全风险较大。总监办严格按照开仓换刀方案及条件核查要求进行了全面检查，主要包括气体检测、通风照明、人员健康状况、安全交底、应急物资等内容，符合要求后，同意开仓换刀工作，并安排监理人员进行全过程旁站，确保安全受控。

　　三、开仓换刀工作开展情况

　　1、地质复核：通过开仓，人员直接进入了土仓，查看撑子面地质情况，复核地勘图纸的准确性，通过对比，实际情况与图纸一致。

　　2、刀具更换：前科区间右线D218 盾构机开仓后，对刀具磨损尺寸进行测量，对不符合要求的刀具进行更换，更换下来的刀具磨损量检测如下：中心滚刀磨损量为16-28mm，周边单刃滚刀磨损量为91-101mm，撕裂刀磨损量为10-40mm。包括8把滚刀(6把为周边单刃滚刀)和28把撕裂刀，总计更换 36 把(38 刃)，仅中心两把双刃滚刀未更换。为提高推进效率，加快施工进度，将拆除的撕裂刀、滚刀全部换上新的球齿滚刀。

　　四、结语

　　前科盾构区间右线前600多环所处地质以粉质粘土、粉土加粉砂等复合地层为主，土体强度低，刀具配置以撕裂刀为主，滚刀为辅;同时，土体强度低也造成滚刀达不到启动扭矩，致使转不起来，就导致了刀具的偏磨，进而导致滚刀效果不明显。近一个月以来，由于盾构机已推进了692环，且进入了全断面岩层，加上刀具磨损严重，每天推进仅2-3环，进度缓慢。因区间前方为300多米的全断面岩层，由于滚刀采用强度较高的钨合金钢制作而成，具有较高的刚度，良好的耐磨特性和韧性，因此，为提高推进速度，将本次拆除的刀具全部更换为滚刀。更换过后，推进速度明显加快，正常施工时每天能够推进7-8环。

　　根据南京市城乡建设委员《关于强化城市轨道交通建设工程关键节点施工前条件核查管理的通知》(宁建质字【2019】352号)文件内容可以看出，盾构机首次开仓换刀作为一类关键节点条件核查要求，通过邀请专家召开专题会的形式对开仓条件进行核查，反映出在盾构机开仓安全方面提出了更高的要求，上升到了更高的等级。因此，针对本标段后续还有约20余次的开仓换刀工作。由于地质情况变化较大，安全风险较高，任务艰巨，总监办将严格按照规定把好每次条件核查关，为盾构机的开仓安全保驾护航。

　　针对本次盾构机开仓换刀，总监办进行了认真总结，为指导后续开仓换刀工作积累经验。作为江苏东南工程咨询有限公司参建的第一个进入地铁地下工程的总监办，我们将认真按照公司领导要求，牢记使命、担当作为，严把质量安全关，发扬三部一贯秉持的工匠精神，细化管理，责任到人，倾心打造精品工程。

　　第三项目管理部 李 成

　　2020年4月15日