盾構(gòu)飽和帶壓進倉技術(shù)交流

盾構(gòu)飽和帶壓進倉技術(shù)交流第1頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一一、飽和帶壓相關(guān)概念二、飽和帶壓設(shè)備設(shè)施三、飽和帶壓人員及物資配置四、飽和帶壓實施流程及要點五、飽和帶壓現(xiàn)狀主要內(nèi)容第2頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一盾構(gòu)飽和帶壓進倉技術(shù)交流一、飽和帶壓相關(guān)概念1、飽和作業(yè)人員在高氣壓環(huán)境中，持續(xù)逗留（“居住”）24h以上，致使呼吸氣體（如氦氧混合氣）中的惰性氣體（氦氣）在機體各類組織中達到完全飽和狀態(tài)。在此基礎(chǔ)上只要環(huán)境壓力不再改變，人體在高壓環(huán)境下工作時間無論怎么延長，其減壓時間都不會增加。2、氣體分壓當氣體混合物中的某一種組分在相同的溫度下占據(jù)氣體混合物相同的體積時，該組分所形成的壓強。第3頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一盾構(gòu)飽和帶壓進倉技術(shù)交流一、飽和帶壓相關(guān)概念3、氧中毒當氧分壓超過500mb，就會對肺氣泡造成影響，這種情況持續(xù)一定的時間會導(dǎo)致肺活量的降低，甚至造成嚴重傷害。在帶壓進倉作業(yè)人員進行治療性減壓期間，氧分壓在1.5～2.5bar的時候，肺部氧中毒的情況會比較明顯。4、氮麻醉氮不參與各細胞成分的化學過程，但它在血液中的分壓達到一定的高度，就會產(chǎn)生麻醉作用，引起神經(jīng)纖維的傳導(dǎo)和中樞突觸傳遞受阻，神經(jīng)元的興奮性不受控制，嚴重者可引起死亡。第4頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一盾構(gòu)飽和帶壓進倉技術(shù)交流一、飽和帶壓相關(guān)概念5、氣體飽和作業(yè)類型（1）氮氧飽和帶壓作業(yè)：環(huán)境壓力范圍一般在0~3.6bar范圍內(nèi)；（氮麻醉）（2）氦氧飽和帶壓作業(yè)：環(huán)境壓力范圍在3.6bar以上，氦氣是進入壓力環(huán)境使用比較成熟的一種氣體，屬惰性氣體，化學性質(zhì)不活潑，通常狀態(tài)下不與其它元素或化合物結(jié)合，進入人體是氦氣，排出來還是氦氣，沒有變化。氦氧飽和中氦氣的作用有兩個，第一，因為它在使用氣體中占主要比重，所以它可以起到主要壓強作用，維持環(huán)境與周圍的壓強平衡；第二就是稀釋氧氣，使氧氣維持一個合理的分壓，使氧氣維持在不至于使人體出現(xiàn)氧中毒又不至于使人體出現(xiàn)缺氧癥。這里的飽和帶壓指的是氦氧飽和帶壓，不再重復(fù)。第5頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一盾構(gòu)飽和帶壓進倉技術(shù)交流一、飽和帶壓相關(guān)概念6、氦氧飽和和常規(guī)帶壓進倉比較作業(yè)壓力作業(yè)時間風險性工作效率適應(yīng)范圍壓縮空氣帶壓最高0.6MPa作業(yè)時間短，減壓時間長減壓病、氮麻醉、氧中毒工作效率低低壓、短時間、工作量小氦氧飽和帶壓理論上壓力不受限制作業(yè)時間長，一次性減壓疾病風險小工作效率高高壓、長時間、工作量大氦氧飽和帶壓技術(shù)復(fù)雜、組織難度大，代價高。在超大型盾構(gòu)隧道施工，尤其對于長距離穿江越海隧道，開倉壓力大于0.6MPa時，氦氧飽和帶壓法是唯一安全高效途徑。第6頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一盾構(gòu)飽和帶壓進倉技術(shù)交流二、飽和帶壓設(shè)備設(shè)施序號名稱數(shù)量單位要求1高壓飽和艙系統(tǒng)1套20尺集裝箱式生活艙20尺零件存儲集裝箱20尺集裝箱操控和工作間2臺穿梭艙含艙內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)2呼吸和交流系統(tǒng)1套呼吸系統(tǒng)：滿足在4名作業(yè)員需要，并預(yù)留2套供給接口飽和作業(yè)緊急呼吸系統(tǒng)主管與操艙人員及作業(yè)員（頭盔）交流系統(tǒng)進艙作業(yè)閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)3穿戴裝備1套多功能混合氣體潛水頭盔（包含信號及氣體傳輸臍帶電纜等）4穿梭艙運輸系統(tǒng)1套起吊裝備、水平運輸設(shè)備、垂直提升裝置5氣體回收系統(tǒng)1套生活艙及穿梭艙氣體回收系統(tǒng)可移動性（作業(yè)員進艙工作用）氣體回收系統(tǒng)回收氣體混合系統(tǒng)6備用生活艙1套包含裝有一臺雙閘門生活艙的20尺集裝箱和20尺操控及機械集裝箱7醫(yī)療艙1套額定壓力滿足治療方案中壓力需求，容積比飽和生活艙小，可容納2～3人，用于減壓病的治療，醫(yī)療艙配套足夠的呼吸氧氣8機房1套地面機房等臨時建筑采用防火材料修建，作業(yè)區(qū)域考慮足夠?qū)挾仁┕け愕?，并且布局合理。?gòu)建生活艙及穿梭艙對接平臺，包括澆筑混凝土基礎(chǔ)和軌道、在基礎(chǔ)上鋪設(shè)預(yù)先加工好的有軌托架第7頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一盾構(gòu)飽和帶壓進倉技術(shù)交流二、飽和帶壓設(shè)備設(shè)施生活艙和穿梭艙必須配置生命支持系統(tǒng)包括：（1）供氣系統(tǒng)（2）壓力監(jiān)測控制系統(tǒng)（3）艙內(nèi)環(huán)境氣體分壓監(jiān)測控制系統(tǒng)（4）有害氣體檢測和氣體凈化裝置（5）溫度和濕度監(jiān)測控制系統(tǒng)（6）通訊、艙內(nèi)視頻監(jiān)視及應(yīng)急電源系統(tǒng)（7）供水及排污系統(tǒng)（8）消防、應(yīng)急設(shè)備第8頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一盾構(gòu)飽和帶壓進倉技術(shù)交流二、飽和帶壓設(shè)備設(shè)施1、生活艙為滿足飽和帶壓人員日常生活休息所需的密閉壓力艙室，一般存放在地面20尺集裝箱式內(nèi)?，F(xiàn)場一般設(shè)置2套飽和生活艙，1套飽和居住艙發(fā)生故障時，另1套飽和居住艙可作為應(yīng)急使用，確保飽和居住艙內(nèi)人員生命安全。第9頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一盾構(gòu)飽和帶壓進倉技術(shù)交流二、飽和帶壓設(shè)備設(shè)施生活艙控制室控制室設(shè)有集中控制臺以實現(xiàn)飽和居住艙系統(tǒng)的各種操作控制和生命支持，維持居住艙內(nèi)穩(wěn)定適宜的居住環(huán)境。飽和生活艙配套的各種控制系統(tǒng)集成，通過各種管路和線纜與居住艙、混合氣體氣瓶組、治療氣體氣瓶組、氧氣瓶組、空壓機站連接，實現(xiàn)有效的生命支持保障功能。第10頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一盾構(gòu)飽和帶壓進倉技術(shù)交流二、飽和帶壓設(shè)備設(shè)施2、穿梭艙將飽和帶壓作業(yè)人員在地面生活艙和盾構(gòu)機人員艙之間來回轉(zhuǎn)運的艙室。第11頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一盾構(gòu)飽和帶壓進倉技術(shù)交流二、飽和帶壓設(shè)備設(shè)施3、多功能混合氣體潛水頭盔通過管束為飽和帶壓人員提供氣體、水、電及聯(lián)絡(luò)信號等的裝備。第12頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一盾構(gòu)飽和帶壓進倉技術(shù)交流二、飽和帶壓設(shè)備設(shè)施4、氣體回收系統(tǒng)包括生活艙及穿梭艙氣體回收系統(tǒng)、可移動性（作業(yè)員進艙工作用）氣體回收系統(tǒng)、回收氣體混合系統(tǒng)。第13頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一盾構(gòu)飽和帶壓進倉技術(shù)交流二、飽和帶壓設(shè)備設(shè)施5、機房臨時建筑用于容納飽和居住艙、穿梭艙、配套設(shè)備（電站、空壓機站、發(fā)電機組等）、各種氣體儲氣罐等地面設(shè)施，應(yīng)做好防火消防措施和水電供應(yīng)，應(yīng)設(shè)置生活艙及穿梭艙對接平臺、穿梭艙吊裝運輸設(shè)備。第14頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一盾構(gòu)飽和帶壓進倉技術(shù)交流14/04/2023156、穿梭艙運輸系統(tǒng)垂直提升裝置、水平運輸設(shè)備；二、飽和帶壓設(shè)備設(shè)施第15頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一盾構(gòu)飽和帶壓進倉技術(shù)交流14/04/2023166、穿梭艙運輸系統(tǒng)

盾構(gòu)機穿梭艙運輸系統(tǒng)穿梭艙運輸通道在正式使用前，應(yīng)進行模擬演練。二、飽和帶壓設(shè)備設(shè)施第16頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一盾構(gòu)飽和帶壓進倉技術(shù)交流14/04/202317人員崗位設(shè)置及要求（單班組）三、飽和帶壓人員及物資配置序號崗位數(shù)量（人）要求1值班經(jīng)理1項目班子成員擔任，下達施工任務(wù)，監(jiān)管施工過程、施工安全和工作完成情況，協(xié)調(diào)各業(yè)務(wù)部門工作。2作業(yè)隊長1對飽和帶壓進倉作業(yè)進行安排，協(xié)調(diào)相關(guān)資源，保障作業(yè)過程安全，協(xié)助值班經(jīng)理工作。3高壓醫(yī)生1帶壓作業(yè)期間的醫(yī)學顧問；職業(yè)病預(yù)防及救治；負責身體檢查、醫(yī)療衛(wèi)生等。跟蹤進倉期間作業(yè)人員身體狀況，對帶壓作業(yè)期間人員身體出現(xiàn)異常狀況時進行現(xiàn)場緊急醫(yī)療救助。作業(yè)人員出倉后，詢問和初步檢查其身體狀況并告誡后續(xù)注意事項。4飽和帶壓作業(yè)人員3～4在正確佩戴安全防護用品的前提下，按照技術(shù)交底培訓內(nèi)容實施作業(yè)。對掌子面異常變化情況及時反饋。5生命支持負責人4飽和帶壓作業(yè)健康保障，負責現(xiàn)場生命支持系統(tǒng)；負責地面生活艙的監(jiān)控及操作；負責穿梭艙、人員艙等作業(yè)時監(jiān)控及操作。按照國家標準要求，依據(jù)進倉作業(yè)工作壓力，嚴格控制帶壓作業(yè)時間、加壓和減壓時間。協(xié)助醫(yī)生對患者進行緊急醫(yī)療救助。第17頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一盾構(gòu)飽和帶壓進倉技術(shù)交流14/04/202318三、飽和帶壓人員及物資配置8物資管理員1混合氣計算、配備管理，作業(yè)材料、應(yīng)急物資、危險品管理等。10盾構(gòu)司機1對盾構(gòu)供水、供電、通風、通信、照明系統(tǒng)主要設(shè)備運轉(zhuǎn)情況進行監(jiān)控，聯(lián)絡(luò)協(xié)調(diào)相關(guān)資源。11機電工程師2～3根據(jù)刀盤磨損情況進行檢查，測量相關(guān)數(shù)據(jù)，提出刀盤修復(fù)方案。作業(yè)完成后，對作業(yè)效果進行判定；飽和系統(tǒng)檢查、維護，現(xiàn)場技術(shù)工作。12土木工程師2對掌子面穩(wěn)定情況進行監(jiān)控，對突發(fā)情況進行評估和判定，并及時采取合理措施。13安全員1對倉內(nèi)有害氣體進行檢測、評估和判定，監(jiān)督并及時制止違規(guī)作業(yè)，并掌握人員急救技能。14進倉輔助人員5～7保障隧道運輸通道暢通，完成帶壓進倉前的材料準備，混合氣更換，以及穿梭艙的倒運。15值班維修工3對盾構(gòu)的機械設(shè)備進行維修和保養(yǎng)，根據(jù)現(xiàn)場需求對機械設(shè)備進行安裝和維修。16值班電工2高低壓電工各一名，持證上崗，盾構(gòu)的供電、照明系統(tǒng)進行維保和監(jiān)控，根據(jù)現(xiàn)場需求對用電設(shè)備進行安裝及拆除。第18頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一盾構(gòu)飽和帶壓進倉技術(shù)交流14/04/202319三、飽和帶壓人員及物資配置序號名稱規(guī)格單位數(shù)量用途1混合氣體50L組若干飽和作業(yè)需求2醫(yī)療氣體50L組若干治療用氣3鈉石灰kg若干干燥劑和二氧化碳4活性炭Kg若干吸附各種有害物質(zhì)飽和帶壓作業(yè)所需主要物資第19頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一盾構(gòu)飽和帶壓進倉技術(shù)交流14/04/202320飽和帶壓所有混合氣（參考南京緯三路中交隧道局作業(yè)）氣體種類產(chǎn)品描述包裝規(guī)格用途TRIMIX（三元混合氣）5%O2+75%He+BalN250L200BarMCP15飽和帶壓換刀作業(yè)用氣TRIMIX（三元混合氣）10%O2+55%He+BalN250L200BarMCP15飽和帶壓換刀作業(yè)用氣HELIOX（氦氧混合氣）50%O2/50%He50L150BarMCP15治療用氣HELIOX（氦氧混合氣）35%O2/65%He50L150BarMCP15治療用氣HELIOX（氦氧混合氣）20%O2/80%He50L150BarMCP15治療用氣

備注：50L—氣瓶水容積；200Bar/150Bar—混合氣充裝壓力；MCP15—15個50L的氣瓶串聯(lián)起來組成的氣瓶組。

第20頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一盾構(gòu)飽和帶壓進倉技術(shù)交流14/04/202321飽和帶壓所需混合氣

氦氣：價格昂貴，在氦氧飽和作業(yè)成本占據(jù)相當大的比例。國內(nèi)氦氣基本都用于軍工業(yè)，氣體回收裝置是對氦氣的回收。氦氣供應(yīng)商：林德氣體為德國企業(yè)在中國設(shè)置的機構(gòu)是全球最大的氦氣供應(yīng)商，在美國、澳大利亞以及中東都有氦氣資源，供應(yīng)穩(wěn)定。同時在中國大陸地區(qū)，林德分別從4個地方對進口氦氣進行清關(guān)，分別是上海海關(guān)、深圳海關(guān)、成都海關(guān)和天津海關(guān)。南京中交隧道局緯三路飽和帶壓作業(yè)使用的混合氣由林德氣體提供。據(jù)調(diào)查目前國內(nèi)還有一家公司普萊克斯(中國)投資有限公司，美國在中國投資的專業(yè)氣體供貨商。第21頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一盾構(gòu)飽和帶壓進倉技術(shù)交流14/04/202322四、飽和帶壓實施流程及要點1、飽和帶壓作業(yè)流程圖第22頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一盾構(gòu)飽和帶壓進倉技術(shù)交流14/04/202323四、飽和帶壓實施流程及要點2、泥膜（1）泥水盾構(gòu)：根據(jù)泥膜建立需求，確定高粘度泥漿配比、方量，高粘度泥漿配置完成后，通過注漿泵注入至開挖倉，同步對開挖倉內(nèi)的漿液進行置換。（2）土壓盾構(gòu)：將配置好的膨潤土通過注漿泵注入至開挖倉內(nèi)，同步對開挖倉內(nèi)的渣土進行置換。（3）高粘度泥漿、膨潤土置換完成后，應(yīng)緩慢轉(zhuǎn)動刀盤進行攪拌，然后靜置泥漿并適當提高開挖倉壓力，使?jié){液均勻滲透掌子面，建立泥膜，達到保壓時間要求后，根據(jù)作業(yè)液位需求降低開挖倉內(nèi)渣土、泥漿高度。根據(jù)倉內(nèi)壓力變化、補氣量變化、氣墊倉內(nèi)液位變化情況對泥膜形成質(zhì)量進行初步判定。第23頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一盾構(gòu)飽和帶壓進倉技術(shù)交流14/04/202324四、飽和帶壓實施流程及控制要點3、生活艙加壓（1）氧分壓配置1)允許加壓到達預(yù)計飽和壓力時艙室氧分壓超過40kPa,但應(yīng)控制在依靠艙內(nèi)飽和帶壓人員經(jīng)12h呼吸能降到40kPa的范圍內(nèi)。2)飽和帶壓加壓應(yīng)分為兩個階段，第一階段采用富氧氦氧混合氣加壓，第二階段采用貧氧混合氣（可以采用氧濃度為2%的氦氧混合氣）加壓。3)第一階段加壓采用的富氧氦氧混合氣加壓深度可以參考飽和作業(yè)項目實際情況，也可通過計算獲得，但不應(yīng)少于0.15bar。4)如為了控制加壓到飽和帶壓壓力時艙室的氧分壓，可采用氧濃度低于2%的氦氧混合氣進行第二階段加壓，應(yīng)經(jīng)過作業(yè)單位批準并有安全措施。（2）加壓速度1)采用富氧氦氧混合氣完成第一階段加壓，加壓速度不大0.1bar/min。2)完成第一階段加壓后，停留檢查艙室密封情況、呼吸面罩供氣狀況。如有異常，應(yīng)將艙室減至常壓。3)加壓過程中應(yīng)急呼吸氣的配置應(yīng)滿足在使用深度的氧分壓為20kPa至250kPa,適宜的氧分壓為40kPa至100kPa。第24頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一盾構(gòu)飽和帶壓進倉技術(shù)交流14/04/202325四、飽和帶壓實施流程及控制要點4、生活艙減壓a）飽和帶壓作業(yè)完成后或達到減壓表規(guī)定的作業(yè)周期（原則上28天），通過生活艙減壓出艙。b）減壓表的制定可參考：德國北海公司飽和作業(yè)企業(yè)標準（注：1bar=1000mb）飽和壓力（bar）每降0.05bar最大減壓速率所需時間(min)艙內(nèi)氧氣含Bar/hBar/24h18-620500mb+30mb0.152.706-325500mb+30mb0.122.163–1.530500mb+30mb0.11.801.5-04022%(21-23%)0.0751.35第25頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一盾構(gòu)飽和帶壓進倉技術(shù)交流14/04/202326四、飽和帶壓實施流程及控制要點5、生活艙環(huán)境要求通過儀表、氣體檢測分析儀的顯示、艙內(nèi)視頻監(jiān)控、通訊系統(tǒng)，生命支持技術(shù)員必須不斷地監(jiān)控進艙作業(yè)人員的情況，并頻繁控制艙內(nèi)環(huán)境參數(shù)，包括作業(yè)壓力、氣體分壓、成份比例、濕度、溫度等。若需要，開啟艙內(nèi)緊急凈化設(shè)備，協(xié)助混合氣體混合。（1）艙室環(huán)境參數(shù)1)飽和帶壓壓力

設(shè)定飽和帶壓壓力±0.05bar。2）氧分壓40kPa士2kPa。（1bar=100kpa）3）二氧化碳分壓

不大于0.6kPa。4)氮分壓

不大于100kPa第26頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一盾構(gòu)飽和帶壓進倉技術(shù)交流14/04/202327四、飽和帶壓實施流程及控制要點（2）溫度應(yīng)以飽和帶壓人員感覺舒適為宜，適宜溫度范圍參照下表：氦氧飽和潛水不同飽和壓力的艙室溫度范圍壓力（bar）溫度（℃）0～522～275～1025～2910～1527～3015～2028～31（3）根據(jù)飽和壓力的不同，相對濕度如下飽和壓力小于18bar，相對濕度40％～60％；飽和壓力大于18bar，相對濕度40％～50％。第27頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一盾構(gòu)飽和帶壓進倉技術(shù)交流14/04/202328四、飽和帶壓實施流程及控制要點6、艙室管理（1）飽和作業(yè)期間使用的所有艙室，在一定壓力下，必須進行24小時的全程監(jiān)控，艙室參數(shù)每小時要測定1次。（2）記錄對飽和帶壓人員的觀察情況、飽和帶壓人員需求、物料艙使用、廁所使用、排艙底水、更換消耗品及氣體分析儀等運行狀況。（3）人員洗澡、使用廁所、使用物料艙、排艙底水、變動艙室閥門狀態(tài)等應(yīng)經(jīng)生命支持員同意。（4）如涉及生活艙壓力等級變化，包括中間加壓或減壓，應(yīng)按變換飽和壓力的規(guī)定進行。（5）物品傳遞前要確認物品安全性且不應(yīng)裝滿到物料倉容積的2/3，并檢查排氣閥口，防止堵塞。（6）衛(wèi)生間沖洗和排空污水罐時，艙內(nèi)外人員應(yīng)配合，按規(guī)定程序操作。正在使用時，不得沖洗和排污。第28頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一盾構(gòu)飽和帶壓進倉技術(shù)交流14