盾构机吊装方案0921.docx
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盾构机吊装方案0921
盾构机吊装方案
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盾构机转场吊出方案
1工程概述
中铁一局集团有限公司宁波市轨道交通2号线一期工程TJ2101标包含机场站、机场站-栎社新村站区间、栎社新村站、栎社新村站～鄞州大道站区间“两站两区间”，其中栎社新村站-鄞州大道站区间设计起点里程为SK2+693.500，终点里程为SK4+154.774，全长1461.274双线米。
最小平曲线半径600m，线间距13～15m。
竖曲线半径为3000m和5000m；区间隧道最小埋深6.2m，最大埋深19.6m，线路最大纵坡为22‰。
。
区间隧道均采用盾构法施工，选用小松TM634PMX-17和小松TM634PMX-50盾构机。
小松TM634PMX-17盾构机先从栎社新村站东端头下行线下井组装始发，掘进栎社新村站～鄞州大道站区间，盾构机到达鄞州大道站后解体吊出，运输回栎社新村站重新组装下井从栎社新村站西端头二次始发，掘进到机场站后解体调出；小松TM634PMX-50盾构机先从栎社新村站上行线下井组装始发掘进栎社新村站～鄞州大道站区间，盾构机到达后解体吊出，运输回栎社新村站重新组装下井从栎社新村站二次始发，掘进栎社新村站～机场站盾构区间，盾构机到达机场站后解体调出。
我项目部需要吊装设备包括两台小松盾构机的四次吊装下井和四次吊装进洞。
为了做好盾构机吊装工作，必须制定经济合理、切实可行的吊装方案。
1.1施工部署
设备单件重量重，吊装工作量大。
因此，盾构吊装工艺、步骤的确定，施工场地布置，现场道路的处理，吊具的加工制作，大型吊机进场、拼装时外伸支腿基础的处理，大件设备的运输等必须进行部署协调，确保吊装工作顺利进行，应在安全、质量、进度等各方面都能达到理想状态，为此做如下部署：
1、编制盾构机吊装方案。
2、在吊装过程中必须严格按照方案内容执行。
3、吊装前必须确定吊耳的焊接质量。
4、吊装前准备好吊装索具，并确认符合方案规定的要求。
1.2编制依据
1、《AC350350吨汽车吊吊车性能表》、《AC250-1250吨汽车吊吊车性能表》《STC1000C160吨汽车吊吊车性能表》；
2、《建筑安装工程安全技术规程》、《建筑安装工人安全技术操作规程》、《建筑施工高处作业安全技术规程》、《起重机械吊具与索具安全技术规范及编制说明》LT48-93；
3、宁波地铁2号线一期工程TJ2102标段端头地基承载能力以及加固后的地质资料；
4、《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》建设部2009[87]；
5、《小松盾构机主机分块图》及相关图纸,《盾构机主机分块及台车尺寸重量表》；
6、宁波地铁2号线一期工程TJ2101标段工程施工项目承包合同；
7、TM634PMX-17型和TM634PMX-50型小松盾构机设计尺寸及相关技术参数。
由于上述两台盾构机相关技术参数相同，下面方案中将不重复累述。
1.3
盾构机示意图及重量表
图1盾构机图
表1盾构机设备参数
序号
部件名称
外形尺寸（mm）
重（T）
数量
1
刀盘
Φ6.37×0.85
31
1
2
前盾
Φ6.34×3.5
97
1
3
中盾
Φ6.34×3.2
75
1
4
盾尾
Φ6.34×3.635
27
2
5
拼装机
4.43×3.9×3.23
16
1
6
螺旋机
10.8×0.711
12
1
7
桥架
14×4.64×3.5
16
1
8
1#台车
6.5×3.92×3.607
14
1
9
2#台车
6.1×3.83×3.807
13.8
1
10
3#台车
7.1×3.92×3.807
12.5
1
11
4#台车
7.5×3.92×3.807
12.5
1
12
5#台车
6.5×3.92×3.807
12
1
￠6340mm型土压平衡小松盾构机在主要部件重量上较大，故在机具选择、地基要求、吊装能力计算时，均以￠6340mm型土压平衡小松盾构机最重部件为例进行说明。
2组织机构及人员分工
表2盾构机吊装组织机构
姓名
职责
工作内容
项目领导
黄贵彬
吊装总负责
全面负责进度、质量及安全
黄鹤寿
吊装现场负责
负责盾构机及配套设备吊装
物设部
王宏义
吊装场地协调
盾构机
与吊装公司的联络、协调
场内交通的指挥及安排
负责盾构机吊装过程指挥
杨清盛
协调指挥
吊装方案编制、吊装现场布置
协助指挥盾构机吊装
技术部
穆世旭
技术交底
托架、导台安装技术及安全交底
测量组
测量、放线及监测
起吊过程中对侧墙及吊车支腿全程监测，确定始发架位置
安质部
马忠伟
现场安全负责
负责安全质量检查和控制
吊装人员
吊车司机：
350T两名
250T两名
指挥：
四名
起重工：
十名
电工：
一名
组装人员：
五名
3吊装工作环境概况
宁波地铁2号线一期工程TJ2102标栎社国际机场站位于栎社国际机场油库南侧，地基为三轴搅拌加固地基和原道路路基。
东端头吊装口长11.5米，宽7.5米。
东端头距机场围挡约24米宽硬化场地，故将此作为吊装主场地，由于基坑距北侧机场护场河改道后河道最近距离为8米，运输车辆拟从基坑南侧绕行，吊装场地内无重要管道及电力线路此类风险。
场地布置图如下，场地条件满足吊装要求。
图2吊装场地概况
由于350T汽车吊所在位置为盾构始发端头加固区，地下已进行三轴搅拌桩加固，其余地面为钢筋混凝土重载路，场地情况满足吊装要求，在副吊位置可铺设钢板保证安全系数。
4吊装方案概述
盾构机各分解件从宁波轨道交通2102标西端头井吊出。
盾尾、螺旋输送机、拼装机及桥架、1#台车—5#台车由160T汽车吊从井下调出，盾构机中盾、前盾、刀盘由350T吊车及250吨吊车从井下调出，盾构机各分解件调出后放到运输车辆上运至宁波轨道交通2101标西端头井。
盾构机盾体吊起步骤为：
盾尾上半部→工作平台→螺旋输送机→拼装机→盾尾下半部→刀盘→中盾：
包括盾构推进油缸、铰接千斤顶→前盾：
包括刀盘驱动、人闸
后配套吊装顺序:
连接桥架→盾构机第一号台车→盾构机第二号台车→盾构机第三号台车→盾构机第四号台车→盾构机第五号台车
盾构机井下吊出共计5个工作日，以上时间不考虑受周边环境和机械设备的影响。
5吊装准备
清理施工区域内的场地、进场道路等等，确保吊机能正常作业。
5.1地基要求
栎社站东端头
（1）盾构机主体吊装三大件：
前盾重量97吨左右，中盾重量75吨左右，刀盘重量31吨左右（带刀）。
吊装设备：
一台350T汽车吊，型号为AC350。
（2）起吊时地基承载力验算（按最大件前盾重量97吨计算）
a吊车重量：
370t
前盾重量：
97t
合计：
467t
b吊车承力面积计算：
（吊装时在四个支腿分别加垫路基箱，规格为4000*2000*200mm）
重载路厚250mm，所承受的压力以45度角传递至路基下地层。
重载路下地层受力面积：
（4+0.25+0.25）×（2+0.25+0.25）×4=45m2
c地基承载力：
4670000N/45m2≈0.104MPa
d考虑安全系数：
0.104MPa×1.2≈0.125MPa
场地经过三轴搅拌桩加固，经钻芯取样强度≥1Mpa。
综上可知，吊装区域地基条件完全满足吊装要求。
栎社站西端头
（1）吊车及盾构机荷载同栎社站东端头
重载路厚250mm，所承受的压力以45度角传递至路基下地层。
重载路下地层受力面积：
（4+0.25+0.25）×（2+0.25+0.25）×4=45m2
c地基承载力：
4670000N/45m2≈0.104MPa
d考虑安全系数：
0.104MPa×1.2≈0.125MPa
场地经过三轴搅拌桩加固，经钻芯取样强度≥1Mpa。
故主吊位置地基承载路符合要求。
鄞州大道站南端头
（1）吊车及盾构机荷载同栎社站东端头。
吊装位置为2标重载路，混凝土厚度250mm，所承受的压力以45度角传递至路基下地层。
重载路下地层受力面积：
（4+0.25+0.25）×（2+0.25+0.25）×4=45m2
c地基承载力：
4670000N/45m2≈0.104MPa
d考虑安全系数：
0.104MPa×1.2≈0.125MPa
吊装位置为原状雅戈尔大道S34，地基为填土路基取荷载特征值200Kpa＞0.125mpa。
故地基承载力符合要求。
5.2施工机具准备
1、起重机械及索具工作参数
表3主要起重机械的工作参数表
350吨汽车吊
序号
项目
参数
备注
1
主臂长度
60米
2
作业半径
10.0米
3
额定吊重
160.0吨
4
计算吊重
97.0吨
含吊钩、索具重量
5
负荷率
60%
250吨汽车吊
序号
项目
参数
备注
1
主臂长度
78米
2
作业半径
8.0米
3
额定吊重
88吨
4
计算吊重
51吨
含吊钩、索具重量
5
负荷率
58%
表4吊索具（材料计划）
序号
名称
型号规格
数量
备注
1
吊索
∮60mmL=12m
2根
主吊索
∮56mmL=12m
2根
辅助吊索
∮30mmL=10m
4根
∮19.5mmL=10m
2根
∮15.5mmL=4m
4根
2
卸扣
55吨级
4个
35吨级
4个
25吨级
2个
12吨级
4个
5吨级
6个
2吨级
8个
3
平衡梁
150吨级
1个
4
倒链
3吨级
4个
5吨级
4个
10吨级
2个
5
楞木
4000×100×100
20根
6
跳板
4000×200×35
16块
用于350吨吊车支撑板
7
白棕绳
∮15.5mmL=20m
2根
8
枕木
3000×200×200
16个
用于350吨吊车支撑
2、吊装方法及技术要求
盾构本体分为刀盘、前盾、中盾、盾尾四部分。
选用一台350t汽车吊作为主吊车吊装前盾、中盾。
250吨汽车吊配合翻身、搁置。
本体以外部件的下井由160t汽车吊完成。
a）前盾和中盾的吊装
A.前盾和中盾吊装时的站车位置见附件图：
前盾、中盾吊装平面布置示意图。
350t吊车进现场后，停靠在盾构井旁边。
站位时要保证回转中心线与盾构中心线基本重合，并保证吊车尽量靠近盾构井。
B.利用盾构本身设置好的专用吊耳，主吊索选用φ60mm，6×37+FC钢丝绳，使用长度L=12m，使用数量为2根（每个吊耳一根，每根双股使用）。
另设55t卸扣四个，作为主吊索与吊耳连接用。
C.盾构翻转时250吨汽车吊所用的吊索（简称辅助吊索）选用φ56mm，6×37+FC钢丝绳（利用盾构的另两个吊耳），使用长度L=12米，使用数量为4根。
另设150吨平衡梁一件，35t卸扣四个，作为辅助吊翻身索具与吊耳连接用。
D.盾构吊装吊机工况表（参见附件盾构吊装工况图）
表6单机吊
前盾下井，350吨汽车吊工况
序号
项目
参数
备注
1
主臂长度
60米
2
作业半径
10.0米
3
额定吊重
160吨
4
实际吊重
97吨
5
负荷率
60%
表7双机抬吊
前盾平卧至翻身状态，350吨汽车吊工况
序号
项目
参数
备注
1
主臂长度
60米
2
作业半径
14.0米
3
额定吊重
120吨
4
实际吊重
48.5吨
含吊钩、索具重
5
负荷率
40%
前盾平卧至翻身状态，250吨汽车吊工况
序号
项目
参数
备注
1
主臂长度
78米
2
作业半径
8.0米
3
额定吊重
90吨
4
实际吊重
48.5吨
含吊钩、索具重量
5
负荷率
54%
中盾平卧至翻身状态，350吨汽车吊工况
序号
项目
参数
备注
1
主臂长度
60米
2
作业半径
14.0米
3
额定吊重
120吨
4
实际吊重
37.5吨
含吊钩、索具重
5
负荷率
31.3%
中盾平卧至翻身状态，250吨汽车吊工况
序号
项目
参数
备注
1
主臂长度
78米
2
作业半径
8.0米
3
额定吊重
90吨
4
实际吊重
37.5吨
含吊钩、索具重量
5
负荷率
41.7%
b）台车的吊装
台车车架的吊装,160t吊车行驶至位置。
运输车辆停在160t吊车尾部。
主吊索选用φ30mmL=10m压扣吊索4根，12t美标卸扣4个，分别吊住车架的四角。
将车架直接由运输平板车吊至指定位置。
表5160吨汽车吊车架吊装工况表
序号
项目
参数
备注
1
主臂长度
48米
2
作业半径
12.0米
3
额定吊重
51吨
4
实际吊重
35.0吨
含吊钩、索具重
5
负荷率
68.6%
c）螺旋机、桥架、盾尾的吊装
螺旋机、拼装机等部件。
因上述部件重量较小，可直接由160t汽车吊进行吊装，直接下井。
d）吊装现场要求
根据吊车现场吊装站位的需要，对现场条件作如下要求：
①吊车站位的场地要进行处理、清理，并填平、夯实。
在吊车进场前将现场吊车附近的障碍清除保证吊机有足够空间回转。
②盾构的工作流程、施工工艺及其吊装运输的作业时间和其他施工要求，按照甲方的具体规定和要求进行。
5.3监测监控
吊装开始前，测量组选定监测点，起吊过程中对侧墙及吊车支腿全程监测，并负责确定接收拖架的固定位置。
在国防光缆位置将线路的布置用记号标注出来，吊装时支腿要避开光缆位置，在光缆位置埋设监测点，注意光缆位置地面有无沉降。
6吊装方案详述
凡不影响到运输和吊装工作的零部件，应连同各自的台车运输、吊装（必须做好固定的工作）。
凡对吊装有影响的台车零部件应拆下，在该车吊至车上后，把部件安装好。
6.1吊装翻身方法
吊车平稳的将构件从井下吊到地面后，需采用抬吊方式翻身构件进行吊装。
主吊把构件吊至3～5m高时（依据构件具体尺寸而定），此时副吊吊住构件的尾部，然后构件头部的主吊缓慢下钩，使构件水平，此时两台吊车同时缓缓把构件放在运输车辆上。
双机抬吊平面布置图
6.2吊装盾尾上半部分
选用一台汽车起重机（起重量不小于90吨）把盾尾上半部分水平吊起，具体吊装见图：
工序
步骤
施工顺序
说明
1
吊装
盾尾上半部分
6.3吊装螺旋输送机
把螺旋输送机推到需要吊点位置，汽车起重机（起重量不小于90吨）按螺旋输送机的自身前后两吊点，调节倒链使螺旋输送机按角度23°吊起来，吊至地面上，再缓缓放下。
工序
步骤
施工顺序
说明
2
吊装
螺旋输送机
6.4吊装盾尾下半部分
选用一台汽车吊（起重量不小于90吨）将盾尾下半部分水平吊起
工序
步骤
施工顺序
说明
3
吊装
盾尾下半部分
6.5吊装刀盘
刀盘包括刀具和回转接头。
刀盘起吊需采用抬吊方式翻转刀盘。
选用一台汽车起重机（起重量不小于260吨）将刀盘竖直吊稳，主吊把吊件吊至3～5m高时（依据构件具体尺寸而定），此时副吊（起重量不小于90吨）吊住构件的尾部，然后构件头部的主吊缓慢下钩，使构件水平，此时两台吊车同时缓缓把构件放在地面上。
具体吊装见图：
工序
步骤
施工顺序
说明
4
吊装刀盘
6.6吊装中盾
中盾包括推进千斤顶、铰结千斤顶。
用主吊将（起重量不小于260吨）中盾吊上地面后，副吊（起重量不小于90吨）协助翻身后将构建放入地面
具体吊装见图：
工序
步骤
施工顺序
说明
5
吊装中盾
6.7吊装前盾
前盾包括刀盘驱动，人闸，螺旋输送机接头。
汽车起重机（起重量不小于260吨）把前盾缓缓吊起，副吊（起重量不小于90吨）配合把刀盘吊至地面上
具体吊装见图：
工序
步骤
施工顺序
说明
6
吊装前盾
6.8吊双轨梁
双轨梁在吊装前为了保持平衡，防止侧翻，用工字钢支护在管片车上。
在吊装前，割掉工字钢，随后将双梁吊起。
工序
步骤
施工顺序
说明
7
吊双轨梁
6.9吊装台车
工序
步骤
施工顺序
说明
8
吊装七节台车
按照顺序先吊装第1节台车，随后依次吊装2-5号台车
6.10
吊接收托架
工序
步骤
施工顺序
说明
9
吊装接收托架
7安全质量保证措施
7.1机具验算
（1）吊车选用：
吊车工作时起重量验算参照盾构件主要部件、重量及起吊工作半径一览表。
（2）钢丝绳选用：
a．主吊索具配备（以前盾重量97吨为例）：
主吊钢丝绳规格：
6×37+1—170—60.0（4只头、双股）
钢丝绳单根实际破断力S破=520d2=520×602=1872000N≈187.2T
前盾重量为97T；吊钩重量为1.5T；钢丝绳重量为0.5T
总负载Q=97T+1.5T+0.5T=99T
主吊钢丝绳受力P；K—动载系数取1.1，则
P=Q*K/4=27.2
钢丝绳工作系数工作K值=S破/P=6.8，在[K]=6~8许用范围内；
配备：
Φ60钢丝绳6m一副；卸扣55T级合金钢。
b.副吊索具配备（以重量97吨、平卧状态起吊为例）：
副吊钢丝绳规格：
6×37+1—100—40（4只头、双股）
钢丝绳单根实际破断力S破=520d2=520×402=832000N≈83.2T
副吊钢丝绳受力分析：
副吊Smax=48.5T；吊钩重量为1T；钢丝绳重量为0.4T；
总负载Q=48.5T+1T+0.4T=49.9T
副吊钢丝绳受力P1；
K—动载系数1.1
P=Q*K/4=13.7t
钢丝绳工作系数工作K值=S破/P=6.07大于[K]=6~8许用范围，安全。
配备：
卸扣35t级合金钢。
图5起吊受力分析图
（3）吊机工况分析（均以前盾重量97吨最大部件为例）：
A、单机吊：
前盾起吊时，350T起重机工况：
主臂L=60m，作业半径R=10m，额定起重量160T；吊前盾时的总负载Q=97T<额定起重量160T，可以起吊。
B、双机抬吊：
前盾翻身，（平卧状态始吊时）主调负载Smax主=Q50%=49.5t；350T起重机工况：
主臂L=60m，作业半径R=14m，额定起重量120T；始吊时的总负载Q=49.5<额定起重量120T，可以起吊。
前盾翻身，（平卧状态始吊时）副调负载Smax副=Q50%=49.5t；250T起重机工况：
主臂L=78m，作业半径R=8m，额定起重量90T；始吊时的总负载Q=49.5<额定起重量90T，可以起吊。
7.2质量措施
（1）施工前组织有关人员熟悉图纸、方案，并进行技术交底。
（2）构件在运输过程中，运输的支承点应按规定放置。
（3）构件在吊装过程中，吊点应按规定不得随意改动；吊装前应对吊点焊接情况作探伤检查，保证吊点焊接质量。
（4）构件在吊装过程中，严禁碰撞其它构件，以免损坏盾构机。
（5）机具使用前应重新检查其机械性能，确保符合使用要求。
（6）采用双机抬吊时，选用的钢丝绳长度必须一致，严禁有长短不一，以免起吊后造成构件扭曲变形。
钢丝绳长度应与构件的夹角为70°，大大减少了构件的压应力。
（7）各构件起吊后应呈水平。
（8）各构件移动时应小心移动，速度应缓慢，以免损坏。
（9）防止盾构基座结构破坏，基座必须经过专业工程师的设计验算、检查结构尺寸、检查焊点质量。
7.3安全措施
（1）进入施工现场必须戴安全帽，高处作业人员要佩戴安全带；各种特种作业人员要持有效操作证上岗。
（2）施工前安质部应组织有关人员进行三级安全教育及安全交底，在吊装过程中安全员应全程监督。
（3）构件在吊装过程中，应把构件扶稳后，吊车才能旋转和移动。
（4）吊车、运输车行走路线应平整夯实，吊车支腿处应铺设20毫米厚钢板。
（5）在规定的地点起吊，检查地面是否稳定；检查起吊半径；检查最大的起吊荷载；检查吊臂的长度是否在限制范围内，以防止吊车倾覆；每个部件都应该试吊一次。
（6）起吊时，要由专业的测量人员对端墙、支腿位置地基及其他危险区域进行全过程监测。
（7）双机抬吊时要根据起重机的起重能力进行合理的负荷分配，并在操作时统一指挥，密切配合，整个抬吊过程两台吊车吊钩应基本保持垂直状态，吊钩钢丝绳严禁倾斜。
（8）指挥人员应使用统一指挥信号，信号要鲜明、准确，吊车司机应听从指挥。
（9）起吊过程中要派专人负责监视围档外面的架空线路，保证吊钩与架空线路（380V）间的水平距离不得小于1米。
（10）在吊装作业时，由于吊装方式不正确、地面不稳定、吊具失效等，都会使吊装作业存在风险，因此，挂钩人员必须经过培训，有相关的证书。
（11）开工前应检查工具、机械的性能。
防止绳索脱扣、破断。
（12）高处作业人员切勿急于求成，用力过猛，严禁向下丢掷工具。
（13）在井下及夜间施工时应设置足够亮的灯光，满足现场施工的需要。
（14）注意井口安全施工，井口铺设安全网。
（15）组装、拆卸盾构机时应设置施工禁区，禁区有明显的标示。
（16）吊车作业范围内应拉警戒绳，设置安全警示标志。
8盾构吊装应急预案
8.1编制目的
为加强对盾构机吊装的安全防范，及时做好安全事故发生后的救援处置工作，最大限度地减少事故造成的损失，维护正常的社会秩序和工作秩序，结合本项目实际，特制定盾构机吊装应急预案。
8.2事故应急救援基本任务
（1）控制危险源；
（2）抢救受伤人员；
（3）组织疏散群众；
（4）排除现场灾害，消除危害后果。
8.3方针与原则
安全第一，预防为主；统一指挥，分级负责；救死扶伤，消除危害。
8.4吊装危险特性
整个吊装作业过程存在多个重点环节，一旦在某一环节发生不良情况，即采取应急措施。
如发生重大事故，保护好现场，急报公司救援组织机构。
8.5应急准备
1．应急救援系统组织机构
本项目部成立吊装事故应急指挥部，成员有项目经理、安全总监、总工、施工员、安全员等组成。
一旦发生事故，应急指挥部立即到位，负责应急救援工作的组织和指挥。
2．应急救援指挥机构职责
（1）负责应急预案的制定、修订；
（2）组建应急救援专业队伍，组织实施和演练；
（3）检验督促做好重大事故的预防措施和应急救援各项准备工作；
（4）发生重大事故时，由指挥部发布和解除应急救援命令、信号；
（5）组织救援队伍实施救援行为；
（6）向上级汇报和向委托设备吊装单位通报事故情况；
（7）组织事故调查，总结应急救
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