盾构机吊装方案.docx
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盾构机吊装方案
深圳市地铁龙岗线3102标段
翠竹站～田贝站区间
左线盾构吊装方案
编制人：
审核人：
审批人：
编制单位：
北京城建集团有限责任公司
编制日期：
二00九年六月二十五日
盾构机吊装方案
一、工程概况
本工程是对本项目所用海瑞克Φ6280mm土压平衡式盾构机在深圳市罗湖区田贝站~翠竹站区间始发端（田贝站）进行吊装，使用250吨履带吊机将有关解体部件从地面吊至井下组装。
二、盾构机概况
即将下井吊装的盾构机为德国海瑞克土压平衡式盾构机，出厂编号为S-356，盾体外径为6250mm，盾体长度为8500mm（由刀盘至盾尾），总装机重量约为500吨（含后续拖车）。
三、工作场地概况
1、吊装场地
盾构机吊装井平面位置示意图：
图1：
盾构机吊装井平面位置示意图
2、工作井
盾构吊装位置为田贝站南端头。
起迄里程ZDK11+374.8，亦作盾构吊装井，井口平面寸为7.5×11.5m，深度约17.5m。
3、地层岩性
田贝站始发端头洞底为11-1云开群全风化花岗片麻岩；洞身为6-3中密状残积碎石土，洞顶为6-2硬塑状或中密状残积土，距洞顶2.2m处有2.6m厚的3-3冲洪积中粗砂层，往上依次为3-1冲洪积淤泥层，1-1素填土层。
4、端头加固
田贝站始发端左线端头加固采用4排φ800钻孔桩，桩身为素混凝土。
地面硬化采用C30混凝土，混凝土厚度为200MM,硬化后的场地即可满足盾构机吊装使用。
四、吊车工作位置
本次吊装工作由经验丰富的力特工程机械吊装公司负责盾构机的吊装工作。
考虑的地基负荷安全性以及吊车的吊重能力，靠近吊装井的250T吊车履带外侧距离吊装井边缘的距离不小于1.5米。
从表二可以得知：
盾构机最重部件为前体（110吨），此时250T吊车的工作半径为11米，由下图可见，当把盾体推至与吊机位置平齐时，吊机的工作半径约为9.2米,可以满足盾构机所有部件起吊。
图2：
吊装井地质剖面图
图3：
250T履带吊车工作位置图
表一、盾构机主要部件重量和吊机起重参数对比一览表
吊装井部件
吊机对应参数
备注
盾构机
部件名称
最大重量
（吨）
需要工作半径（米）
工作半径
（米）
起吊重量
（吨）
臂长
（米）
刀盘
55
8.16
8.5
115.4
24.4
前体
100
8.2
8
124.7
24.4
中体
100
8.2
8
124.7
24.4
后体
40
10
12.5
66.05
24.4
螺旋输送机
26
18
22
30.2
24.4
注：
以上吊机数据由力特公司提供的美国“M250S-2”的250t履带式起重机的机械性能表查得。
见附录：
美国“M250S-2”的250t履带式起重机的机械性能表
见附录：
力特工程机械公司资质证书及本次吊装所需各种流动起重机检验报告（复印件）
场地地基承载能力验算
1.验算依据
1）【翠竹站～田贝站盾构区间】吊装井结构图。
2）盾构机吊装机具清单。
3）美国“M250S-2”的250t履带式起重机的使用说明书。
2.验算数据
Ø盾构机主体
1）前体：
重量100吨
2）中体：
重量100吨
3）盾尾重量40吨
4）刀盘：
重量55吨。
Ø吊装设备
美国“M250S-2”的250t履带式起重机，吊机自重252t，履带宽度1.219，长度9.37m，两条履带外缘相距7.91m。
3.吊机位置地面状况
在地表上铺设四块规格为2000mm×6000mm×20mm钢板，使履带受力均匀，通过钢板均匀扩散至深层地基土上。
4.起吊时地基承载力验算（按最大件重量110吨计算）
4.1.计算依据：
1）盾构机吊装重量清单。
2）“M250S-2”的250t履带式起重机的使用说明书。
3）盾构机主体吊装三大件重量：
前体重100吨，中体重100吨，刀盘重60吨。
4.2.吊装设备：
一台美国“M250S-2”的250t履带式起重机，吊机自重250t，履带宽度1.219m，附地长度9.37m，两条履带外缘相距7.91m。
4.3.起吊时地基承载力验算（地基承载力按组装时最大重量计算，最大件前体重量100吨）
⑴吊机重量：
250t
前体重量：
100t
合计：
350t
⑵吊机下地基受力面积按履吊机履带下垫块面积计算：
2m×6m×4=48m2
⑶地基承载力：
350t/48m2=7.3t/m2
该地基承载力可通过钢板均匀扩散至硬土土层上。
4.4.起吊时对地基承载力基本要求为：
7.3t/m2，加上安全系数1.15倍后，地基承载力应为8.39t/m2。
田贝站始发端头洞底为11-1云开群全风化花岗片麻岩；洞身为6-3中密状残积碎石土，洞顶为6-2硬塑状或中密状残积土，距洞顶2.2m处有2.6m厚的3-3冲洪积中粗砂层，往上依次为3-1冲洪积淤泥层，1-1素填土层。
地层承载力特征值从上至下分别为：
3-1冲洪积淤泥层8.5t、3-3冲洪积中粗砂层19t、6-2硬塑状或中密状残积土26t、6-3中密状残积碎石土40t、11-1云开群全风化花岗片麻岩30t。
盾构机吊装之前，吊装时吊装场地施工四排φ800素混凝土桩。
地面素填土曾经压实后进行混凝土硬化。
综上所述，地基承载力可满足吊装承载力要求。
五、主要起吊部件尺寸和重量
表二：
主要起吊部件尺寸和重量数据一览表
序号
构件名称
长（m）
宽（m）
高（m）
重量（吨）
1
刀盘
6.28
6.28
2.50
60
2
前体
6.25
6.25
3.04
100
3
中体
6.24
6.24
3.00
100
4
后体
6.23
6.23
3.70
40
6
螺旋输送机
12
1.2
1.2
26
7
安装器
2.5
3.7
4.6
9
8
安装器导轨
4.3
2.25
1.70
6
9
连接桥
12.5
4.3
3.675
10
10
1#拖车
10.4
4.25
4.385
23
11
2#拖车
12.3
4.25
4.385
45
12
3#拖车
8.73
4.25
4.385
23.5
13
4#拖车
8.73
4.25
4.385
25
14
5#拖车
13.40
4.25
4.385
20.3
六、人员配备情况
为确保盾构机吊装工作的安全有序和高效稳妥，由本项目部的项目机电部和工程部全面协调各个吊装环节的工作，具体人员配备安排如下：
表三：
吊装人员配备表
序号
岗位
人数
备注
1
机电工程师（机械、电气）
6人
2
安全员
1人
3
机修工
6人
4
电工
5人
5
焊工
6人
6
杂工
5人
7
起重吊装工
5人
8
起重司机
6人
9
汽车司机
5人
10
测量人员
2人
本次吊装以力特公司人员为主，项目部人员配合。
见附表：
力特吊装人员资质名单
七、吊装设备及工具验算
1.吊机选择
该盾构机尺寸大，重量大。
盾构机需要分件吊装，散件的尺寸较大。
盾构机总重约500吨，经分解后，最大块重约100吨。
由于现场的施工场地复杂，施工工艺繁多，综合考虑吊机的起吊能力和工作半径，采用250t履带式液压吊机，单独对大型设备进行吊装。
因此选用美国“M250S-2”的250t履带式起重机1台，采用锤头式吊杆，配备24m吊杆。
2．选用钢丝绳、卸扣的依据
力特吊装公司根据美国“M250S-2”的250t履带式起重机的机械性能表及多年经验，将吊臂安全系数定为2.5。
故以下钢丝绳、卸扣的选用时，按安全系数大于2.5作为依据。
3．钢丝绳选用
（1）前体、中体、后体、刀盘
盾构机的前体、中体、后体是四个吊点；刀盘是二个吊点。
盾构机的前体、中体、后体钢丝绳的选用按盾构机的前体考虑，构件重100t，采用四个吊点，每吊点为27.5t，应选用抗拉强度为170kg/mm2,D=65的6×37钢丝绳，其破断拉力为266.5t。
安全系数K=266.5/27.5=9.7，远大于2.5，满足施工要求。
盾构机的刀盘构件重60t，采用二个吊点，每吊点为28.35t，应选用抗拉强度为170kg/mm2,D=65的6×37钢丝绳，其破断拉力为266.5t。
安全系数K=266.5/28.35=9.4，远大于2.5，满足施工要求。
（2）螺旋输送机、安装器、拖车
螺旋输送机、安装器是二个吊点，拖车是四个吊点。
盾构机的螺旋输送机、安装器钢丝绳的选用按最大重量26t，均采用二个吊点考虑，每吊点为13t，因此选用抗拉强度为170kg/mm2,D=39的6×37钢丝绳，其破断拉力为95.95t。
安全系数K=95.95/13≈8，远大于2.5，满足施工要求。
盾构机的拖车钢丝绳的选用按盾构机最重的的2#拖车考虑，构件重25t，采用四个吊点，每吊点为6.25t，因此选用抗拉强度为170kg/mm2,D=39的6×37钢丝绳，其破断拉力为95.95t。
安全系数K=95.95/6.25=15，远大于2.5，满足施工要求。
4．卸扣选用
（1）前体、中体、后体、刀盘
盾构机的前体、中体、后体采用四个吊点起吊，刀盘采用二个吊点起吊。
盾构机的前体、中体、后体起吊用卸扣按盾构机最重的前体的重量进行选用。
构件重110t，采用四个吊点，每吊点为27.5t，选用美式弓型2.5寸卸扣,卸扣采用合金钢轴经过锻造及热自理调质处理，卸扣直径为69.85mm，破断负荷为135t,安全系数远大于2.5，满足施工要求。
盾构机的刀盘构件重56.7t，采用二个吊点，每吊点为28.35t，同样选用美式弓型2.5寸卸扣，破断负荷为135t，安全系数远大于2.5，满足施工要求。
（2）螺旋输送机、安装器、拖车
螺旋输送机、安装器采用二个吊点起吊，拖车采用四个吊点起吊。
螺旋输送机、安装器卸扣的选用均按最重的螺旋输送机重量作为工作负荷考虑，构件重26t，采用二个吊点，每吊点为13t，应选用美式弓型1.5寸卸扣,卸扣采用合金钢轴经过锻造及热自理调质处理,卸扣直径为52mm,安全负荷为17t，大于13t，满足施工要求。
拖车起吊用卸扣的选用按最重的的2#拖车考虑，构件重25t，采用四个吊点，每吊点为6.25t，应选用美式弓型1寸卸扣,卸扣采用合金钢轴经过锻造及热自理调质处理,卸扣直径为52mm,安全负荷为17t，大于6.25t，满足施工要求。
5．其它工具及设备
各种专用工具和量具，100吨液压千斤顶2台和液压站，焊接、气割等设备。
表四：
工具清单
序号
名称
规格
数量
备注
1
直流焊接
CO2焊机
2台
ZX630
1台
2
焊条烘干机
1台
3
气割枪
2套
含气管、氧气、乙炔等
4
空压机
0.7Mpa可移动式
2台
电动
5
手扳葫芦
1～2T
6个
6
拉链葫芦
1～2T
8个
5T
4个
10T
4个
7
千斤顶
1～30T
每规格各2个
8
推力油缸
100T
2个
并配液压站和油管20m
9
气动扳手
1个
可用于最大M42螺栓
10
其他常用电工、机修工工具
3套
11
钢丝绳吊索
φ12，L=1～2米
6条
φ16，L=1～2米
6条
φ16，L=3米
4条
φ20，L
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