盾构区间盾构机吊装方案.docx
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盾构区间盾构机吊装方案
厦门市轨道交通4号线工程土建施工总
承包后溪站~厦门北站盾构区间
盾构机专项吊装方案
编制：
审核：
审批：
厦门市轨道交通4号线2标段项目经理部
二零一八年三月
1概述
1.1工程概况
厦门北站是厦门市轨道交通4号线工程第2座车站，位于厦门市集美区厦门北站空地上，与1号线厦门北站“T”字形换乘，厦门北站为地下二层岛式站台车站，车站总长为374m，标准段宽度为24.9m，标准段基坑深度为18.81m。
厦门北站~后溪站盾构区间由厦门北站西侧端头井出发，沿岩昌路穿过排洪沟向东，下穿安窗内社多栋2-4层民房后通过珩丰路，沿着福厦高铁到达明挖段西端头。
盾构区间里程YDK29+935.016～YDK30+934.369，长约1001.353m，区间设置1座联络通道，区间覆土±6.7～16.7m。
在厦门北站西端头设置盾构始发井，盾构机需要在此处吊装下井。
吊装井长12.00m，宽7.95m，长宽均满足整台盾构机整体下井需求。
本区间采用两台厦工中铁土压平衡式盾构机进行隧道施工，盾构机为超大型设备，由刀盘、前盾、中盾、尾盾、连接桥、7台拖车组成，总长大约95m，盾构机总重量约为600t。
盾构机不能自行运载及起降至工地端头井，需要吊装设备降至施工地下井，本方案为对盾构机各部件吊装下井的施工组织设计。
1.2工程特点
1）本工程盾构机分体吊装，吊装时吊车最大作业半径在12m左右，最大起重重量为74t，设备之大作业半径之远是本工程的重点难点。
2）设备在地面下井，高度大于6m为高空作业，为施工的难点。
3）多个大吨位部件需在地面由运输存放姿态翻转90°再下井，此工序为施工难点。
为了确保能够安全、优质、高效地进行两台盾构机的组装调试，盾构项目部经过认真地分析研究，根据厦门轨道交通4号线土建工程总承包2标段盾构区间场地特点和盾构机的结构特点，初步确定如下吊装方案。
2编制依据
1、《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299-1999（2003版）
2、《特种作业人员安全技术管理规则》GB5306-85
3、《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》
4、《关于成层土地基极限承载力的计算方法》迈耶霍夫、汉纳
5、《大型设备吊装工程施工工艺标准》SH/T3515-2016
6、《起重工操作规程》SYB4112-80
7、《起重机械安全规程》GB6067-2010
8、QUY260型260T履带式吊车和QY130型130T全液压汽车吊车的使用说明书以及机械性能表
9、盾构机图纸，盾构机使用维护技术文件，盾构井主体结构设计图，组装场地的布置图。
3盾构机吊装前的准备工作
3.1施工机具准备
（1）吊装设备
a）260t履带式吊机1台。
b）130t汽车式吊机1台。
（2）运输设备
a）100t牵引拖车1台。
（刀盘）
b）100t五轴拖板二件。
（前盾，中盾）
c）双桥驱动牵引拖车1台。
（螺旋输送机）
d）挖型矮拖板二件。
（尾盾）
e）平板拖车4台。
（台车）
f）平板拖车1台，现场转运用。
（3）吊装工具
a）吊装用钢丝绳由吊装公司通过对各个部件重量的分析进行选择，并在吊装前再次核查。
b）20mm厚钢板一批。
c）20×16×2000mm的枕木。
d）吊装工具一批。
（4）吊装运输设备工具检查
a）使用前，详细检查起重机保养维修记录，选定能够符合起吊能力的设备。
b）运输前，派熟练司机详细检查各拖车的运转情况，并进行空车试运行。
c）详细检查钢丝绳、吊环的磨损情况，及时更换磨损程度不能满足吊装要求的钢丝绳。
3.2场地布置
盾构机主机吊装下井吊机工作方位图
吊机作业半径剖面图
3.3地基要求
（1）依据
始发井吊装场地地质资料及现场加固情况。
始发井结构图。
盾构机吊装清单。
（2）260t履带式液压吊机的使用规定
盾构机主体吊装包括三个主要部件：
前盾：
重量70吨，中盾：
重量73吨，刀盘：
重量74吨。
吊装设备：
一台260t履带式液压吊机，吊机自重262t，履带宽度1.2m，长度9.5m，两条履带外缘相距7.6m。
吊装时吊机起吊位置为现场硬化路面。
吊机起吊地面为：
在地表上铺设20mm厚钢板，使履带受力均匀，通过钢板均匀扩散至深层地基土上。
（3）起吊时地基承载力验算（按最大件刀盘重量74吨计算）
吊机重量：
262t
前盾重量：
74.0t
合计：
336t
吊机履带铺垫钢板（钢板尺寸：
3m×6m）后承载面积9.5m×3m×2=57㎡
地基承载力：
336t/57㎡=59t/㎡=71.0kPa
安全系数：
71.0kPa×1.5=88.5kPa
该地基承载力可通过钢板均匀扩散至深层地基土上。
（4）端头采用三轴搅拌桩的方法进行加固，加固完成后地基强度不小于0.8MPa=800kPa；地表浇注200mmC20混凝土进行地面硬化，硬化后地面强度不小于0.8MP=8000kPa；中间仍为未加固前的土质，地基强度为112kPa。
地基强度以最小的112kPa为标准，起吊时对地基承载力要求为：
88.5kPa<112kPa,满足施工要求。
3.4钢丝绳及卸扣的选择
（1）钢丝绳选用
盾构机的前盾、中盾、盾尾有四个吊点；刀盘有二个吊点。
盾构机的前盾、中盾、盾尾钢丝绳的选用按盾构中盾考虑，构件加吊具吊索重约76t，长6.950m、宽6.950m、高2.315m。
采用四个吊点，每个吊点19t，应选用型号为6×37+1－155kg/mm2－56.0mm、4只头、长度为15m的钢丝绳一付，查资料可知其破断拉力为182.5T。
安全系数K=182.5/19=9.6>8～10倍，满足施工要求。
盾构机的刀盘构件重74t，长6.986m、宽6.986m、高约1.8m。
采用两个吊点，每个吊点为37t，应选用型号为6×61+1－185kg/mm2－66.5mm、4只头、长度为15m的钢丝绳一付，查资料可知其破断拉力为306t。
安全系数K=306/37=8.3>8～10倍，满足施工要求。
前盾重为70t，采用四个吊点，每个吊点为17.5t，应选用型号为6×37+1－170kg/mm2－47.5mm、4只头、长度为15m的钢丝绳一付，查资料可知其破断拉力为143t。
安全系数K=143/17.5=8.2>8～10倍，满足施工要求。
盾尾重为38t，采用四个吊点，每个吊点为9.5t，应选用型号为6×37+1－170kg/mm2－36.5mm、4只头、长度为15m的钢丝绳一付，查资料可知其破断拉力为85.6t。
安全系数K=85.6/9.5=9.0>8～10倍，满足施工要求。
2、卸扣选用
盾构机的前盾、中盾、尾盾有四个吊点；刀盘有两个吊点。
盾构机的前盾、中盾、尾盾卸扣的选用按盾构中盾考虑，构件重约76t。
采用四个吊点，每个吊点19t，应选用D型T-DW63型号的卸扣，卸扣的材料是合金钢，卸扣额定负荷为63t大于19t，满足施工要求。
盾构机的刀盘重74t，采用两个吊点，每个吊点为37t，应选用D型T-DW63型号的卸扣，卸扣的材料是合金钢，卸扣额定负荷为63t大于37t满足施工要求。
吊耳探伤采用磁粉探伤的方法。
4盾构机吊装方法及组装程序
4.1吊装施工方法
（1）下井原则
凡不影响到运输和下井工作的零部件，应连同各自的台车吊装下井（必须做好固定的工作）；凡对下井有影响的台车零部件应拆下，在该车下井后，随即下井并马上按要求组装。
（2）试吊方法
a）起吊物件应有专人负责，统一指挥。
指挥时不准戴手套，手势要清楚，信号要明确，不得远距离指挥吊物。
b）起吊过长过大等大型重吨位物件时，必须先试吊，离地不高于0.5米，经检查确认稳妥，并用围绳牵住吊物保持平稳，方可指挥起吊运行。
要求试吊2次方可正常吊运。
本次施工试吊分两类：
在下台车和盾体前分别选择七号拖车和中盾从地基承载力角度出发进行试吊;每一件部件下井前进行安全性试吊。
c）大型物件及分段翻身吊运前，应划出警戒区，检查各点受力情况及吊攀的焊接质量，并经试吊，确认安全可靠，方可指挥起吊翻身。
d）吊运物上的零星物件必须清除，防止吊运中坠落伤人。
（3）空中翻身施工方法（对于盾体）
吊机平稳将构件从车厢吊到地面后，需采用抬吊方式翻身构件进行吊装。
构件翻身时260t履带式吊机与130t汽车式吊机将构件平衡吊起，构件吊至6～7m高时，吊住构件尾部的130t汽车式吊机缓慢下钩，使构件自然下垂，此时260t履带式吊机完全吊稳构件。
（5）260t履带式吊机与130t汽车式吊车双机台吊的方法（对于尺寸大于井口的部件）
考虑到井口的尺寸有限（7.95m*12m）,但螺旋输送机长约13.93m、拖车1-6#长约为8m，7#拖车约7m。
所以只有螺旋输送机需采用260t履带式吊机主钩配合130t汽车式吊车抬吊。
两台吊机将螺旋输送机吊起，螺旋输送机与水平线夹角约30°，吊机缓慢移动到离开井口1m处停止。
吊机通过起、落臂杆和旋转臂杆使螺旋输送机就位。
两台吊车同时缓慢下钩。
当螺旋输送机与管片车接触时，用手动葫芦将螺旋输送机拉进车站内。
螺旋输送机放在管片车上，两台吊车松钩。
（5）下井时，应采用地上、地下两级指挥。
4.2吊机能力计算书
吊机工况分析
双机抬吊：
1）中盾空中翻身，（平卧状态始吊时）主吊荷载Smax主=Q50%=39.2t；QUY260T履带吊机工况：
主臂L=21m，作业半径R=8m，额定起重量180.4t；吊前盾时的总负载Q=39.2t<额定起重量180.4t（符合双机抬吊80%额定起重量）。
2）中盾空中翻身，（平卧状态始吊时）副吊总负载Q=39.2t；QY130T全液压汽车式起重机工况：
主臂L=17.4m，作业半径R=6m，额定起重量73t；吊前盾时的总负载Q=39.2t<额定起重量73t（符合双机抬吊80%额定起重量）。
单机吊：
a）盾构机中盾下井时，QUY260T履带吊机工况：
主臂L=21m，作业半径R=10m，额定起重量131.5t；吊中盾时的总负载Q=76t<额定起重量131.5t（符合安全规范）。
b）盾构机中盾翻身后，QUY260T履带吊机工况：
主臂L=21m，作业半径R=8m，额定起重量180.4t；吊前盾时的总负载Q=78.4t<额定起重量180.4t。
c）盾构机中盾下井时，QUY260T履带吊机工况：
主臂L=21m，作业半径R=9m，额定起重量152.2t；吊前盾时的总负载Q=78.4t<额定起重量152.2t。
d）盾构机刀盘下井时，QUY260T履带吊机工况：
主臂L=21m，作业半径R=7m，额定起重量221.2t；吊刀盘时的总负载Q=74t<额定起重量221.2t。
起重机械工作参数性能表
作业半径（m）
额定起重量Q（t）
QUY260履带起重机
QY130全液压汽车式起重机
6
240.5
73
7
221.2
55.2
8
180.4
48
9
152.2
40
10
131.5
34
12
101.6
26
三）盾构机组装顺序
盾构机主体、连接桥和后配套拖车的总长度为95米,盾构机主体长度为9.3米，盾构机的组装顺序依次是：
卷扬机下井定位→7#拖车下井→6#拖车下井→5#拖车下井→4#拖车下井→3#拖车下井→2#拖车下井→1#拖车下井→管片车下井→连接桥下井→螺旋输送机下井→中盾→前盾→刀盘→大梁→管片安装机→盾尾→反力架下端→组装螺旋输送机→连接桥与大梁连接→1#-7#台车连接。
说明：
管片供给小车在始发具备条件后安装。
安装流程图：
5人员安排及组装时间
5.1人员安排
（1）组织构架
2、具体人员配置
盾构机组装人员组成
序号
姓名
职务
职称/工种
主要工作任务
备注
1
江发忠
项目经理
施工总协调
2
刘龙
生产经理
施工协调
3
白钰厚
总工程师
施工技术
4
刘志彪
项目书记
现场规范
5
夏卫兵
总机械师
盾构机吊装协调
6
崔潇
机电部长
吊装进度
7
张明
工程部长
现场施工技术
8
郑湃
物资部长
施工物资采购
9
崔潇
电气工程师
现场电器协调
10
王浩
维修班长
盾构机吊装
修理工10人
11
杨伟
维修副班长
现场用电设备
电工5人
12
电焊工
4人
13
地下工班
10-20人
14
物资
现场材料管理
2人
15
安全
现场安全监督
2人
16
履带吊司机
2人
17
汽车吊司机
2人
18
司索工
8人
19
司索指挥
4人
5.2吊装时间
厦门北站第一台盾构机吊装下井计划于2018年8月中旬开始，第二台盾构机吊装下井计划于2018年9月中旬日开始；
盾构机吊装下井时间安排表
日期
班组
工作内容
第一天
白
吊装人员进驻现场，安全员进行安全教育，接受项目部安全及工序的技术交底，作业人员熟悉现场。
夜
第二天
白
检查夜间吊机进场条件，并及时协调整改。
夜
QUY260T履带吊机进场并组装。
第三天
白
铺设托架上的轨道，协助电瓶车下井，规整吊装场地。
夜
台车7#—1#进场，连接桥进场，将7#—2#拖车下井并牵引到位，在地面临时存放其余拖车和连接桥。
第四天
白
将剩余的拖车和连接桥下井，并牵引到位。
夜
组织螺旋输送机、盾体等其他部件进场，将螺旋管输送机下井并牵引到位。
拆除托架上的轨道，准备下盾体。
第五天
白
吊装中盾、前盾、人仓并连接。
夜
完成白班未完成的工作。
第六天
白
吊装刀盘，连接刀盘。
将盾体前移。
夜
吊装拼装机，并安装拼装机及梁。
第七天
白
安装螺旋输送机，吊装盾尾下井，并整体就位。
夜
安装反力架下部，连接盾体、连接桥、拖车。
第八天
白
安装反力架上部，并定位。
夜
履带吊机退场。
6安全文明施工
（1）在盾构始发前，有关技术人员应熟悉图纸,并且熟练掌握盾构始发方案,施工前向施工班组进行技术交底。
必须对所有参与施工的人员进行安全意识教育和操作规程教育。
（2）做好个人防护，进入施工现场人员戴好安全帽，当班人员穿工作服，戴工作手套。
从事2米以上高空作业，系好安全带。
设专职安全员负责各种设备和施工过程中的安全隐患检查工作。
（3）现场照明设施齐全，配置合理，经常检修，保证正常的生产。
夜间占道施工时所有人员需着反光服。
（4）始发井周边预留孔洞设护栏（高度不低于1.2米），下井设置专用楼梯，楼梯上涂安全色。
旁边不堆积杂物，严禁向下掷物。
（5）加强关键作业岗位的安全巡检工作（起重作业、运输作业等），确保作业安全。
（6）施工现场所有用电设备，按规定设置漏电保护装置，禁止自拉线或拆装用电设备，现场所有电缆电箱按规范布置。
定期检查，发现问题及时处理解决。
（7）进入施工现场必须戴安全帽，高空作业人员应佩戴安全带。
（8）施工前安全检查员应组织有关人员进行安全交底。
（9）吊机、拖挂机车行走路线应平整压实，基坑回填的地方应铺设20毫米厚钢板。
（10）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，互相密切配合，整个抬吊进程两台吊钩应基本保持垂直状态。
（11）指挥人员应使用统一指挥信号，信号要鲜明、准确，吊机司机应听从指挥。
（12）开工前应检查工具、机械的性能。
防止绳索脱扣、破断。
（13）高空作业人员切勿急于求成，用力过猛，严禁向下丢掷工具。
（14）在井下施工时应设置足够灯光，满足施工照明的需要。
（15）注意井口安全施工。
（16）卸盾构机时设置施工禁区。
（17）炔及电焊作业严格按照规范作业，注意采取必要防火措施；氧气、乙炔下井需要专用钢筋笼调运，并不得混装，严格控制各安全距离；交流焊机配备二次降压保护电箱，注意接地线的搭接的位置和距离，防止损坏盾构机电气元件。
7盾构机吊装参数一览表
型号
长（m）
宽（m）
高（m）
重量（t）
刀盘
6.986
6.986
1．800
74.00
前盾
6.950
6.950
2.315
70.00
中盾
6.940
6.940
2.670
73.00
尾盾
6.930
6.930
3.805
38.00
螺旋输送机
13.93
0.9
0.9
30.00
设备桥
12.74
4.880
3.455
8.000
1#台车
8.600
4.752
3.934
24.00
2#台车
8.200
4.360
3.934
25.000
3#台车
8.000
4.576
3.934
23.000
4#台车
8.000
4.576
3.934
24.000
5#台车
8.000
4.707
3.934
23.000
6#台车
7.600
4.931
3.934
22.000
7#台车
7.200
4.460
3.934
21.000
8吊装示意图
中盾吊装示意图（图3）
前盾吊装示意图（图4）
刀盘吊装示意图（图5）
拼装机、尾盾吊装示意图（图6）
组装螺旋输送机（图7）
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