盾构吊装施工方案.docx
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盾构吊装施工方案
第一章编制依据及编制原则
1.1编制说明
本施工方案是在充分熟悉合同文件、设计图纸和规范的基础上编制的。
本着“技术领先、设计优化、选型可靠、施工科学、组织合理、措施齐全”的指导思想。
本着力求工程施工达到安全、优质、快速、环保、文明，以实现业主期望。
1.2编制依据
1、500t汽车式吊机、130t、200t汽车式吊机使用规程、机械性能（附500t、130t、200t的汽车式吊机参数表）。
2、《建筑施工企业安全生产管理规范》GB50656-2011
《建筑施工高处作业安全技术规程》JGJ80-91
《起重机械用钢丝绳检验和报废实用规范》GBT5972-2006
《重要用途钢丝绳》GB8918-2006
《起重机械安全规程》GB6067-2010
《建设工程安全生产管理条例》（国务院第393号令）
《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》（建质[2009]87号）
3、盾构机合同，盾构机使用维护技术文件及盾构机图纸。
4、盾构始发井主体结构设计图。
5、始发井的地基承载能力。
6、盾构机吊装清单。
第二章工程概况
2.1工程概述
图2-1区间工筹示意图
2.2、周边环境
2.3、场地概况
吊装场地全部进行钢筋混凝土硬化，强度均能满足吊装要求。
吊装现场布置如下图所示。
图2-2盾构吊装布置图
2.4、盾构机主要构件尺寸和重量数据
表2-1盾构机构件参数表
序号
名称
尺寸m
长×宽×高
总重量
t
数量
吊装工序
1
刀盘
Φ6510×1305
65
1
翻转、平移
2
盾体A环
Φ6474×2530
130
1
翻转、平移
3
盾体BC环
Φ6474×2800
115
1
翻转、平移
4
盾体D环
Φ6474×2910
37
1
翻转、平移
5
螺旋输送机
12980×1850×1700
23
1
翻转、平移
6
连接桥装配
13835×5173×3651
14.21
1
平移
7
台车1
9240×5173×4412
22.18
1
平移
8
台车2
9240×5173×4412
17.48
1
平移
9
台车3
10740×5173×4412
15.52
1
平移
10
台车4
9240×5173×4342
14.76
1
平移
11
台车5
9240×5173×4287
24.64
1
平移
12
台车6
9240×5173×3619
13.29
1
平移
13
台车7
8873×5173×4715
27.07
1
14
管片安装机
Φ4500×2302
15.8
1
翻转、平移
15
喂片机
5931×1423×240
5.2
1
平移
16
人仓
3000×3000×3500
3.5
1
平移
2.5、人员配备情况
盾构机组装在项目经理领导下设盾构组装管理小组，具体负责盾构整个组装、调试工作。
项目经理全面监管整个盾构组装调试工作，管理副经理总工程师、总机械师负责盾构组装调试工作的组织和协调，安全环保部与测量班负责质量控制和安全监督，工程部、机电部确保盾构组装调试工作优质、安全地进行，物资部负责组装过程中的物资供应，吊装队负责盾构设备的吊装。
具体人员配备情况见下表：
图2-3吊装组织机构图
2.6、吊装人员配备
吊装队具体人员配备如下：
表2-2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、液压）
8
分两班施工
2
安全员
2
3
测量人员
4
4
机修工
16
5
电工
4
6
焊工
6
7
杂工
6
8
起重吊装工
5
9
起重司机
6
10
汽车司机
4
2.7、起吊设备和机具
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。
盾构机自重约565t，最大块重约130t。
由于施工工艺繁多，综合考虑吊机的起吊能力和工作半径，采用500t汽车式吊机作主力，单独将大型设备下井，选用一台130t汽车式吊机液压吊机作辅助500t汽车式吊机进行翻身、吊装工作。
所选用的吊装设备为一台利勃海尔“LTM1500”的500t汽车式吊机，吊机自重96t，配重135t,长度21.358m，两支腿水平相距9.6m；一台130t的多田野“TG-1300E”汽车式吊机，自重72t，配重19t,车体长度16.45m,两支腿水平相距8m。
吊装、组装所需工具如下：
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，机电部核查，并在吊装前再次核查。
主要吊装工具与材料有：
1、选择起重量为55t的卡环4只，用于刀盘、尾盾、中盾、前盾的吊装、翻身。
2、30mm厚钢板一批。
3、40cm×40cm×80cm的枕木一批。
4、6×37+1、抗拉强度为170kg/mm2、Φ60mm的钢丝绳6根。
用于盾尾、中盾、前盾、刀盘的吊装、翻身。
表2-3盾构组装所需工具明细表
序号
名称
规格
单位
数量
1
电瓶车
台
1
2
管片车
台
2
3
龙门吊
32T/12.5T
台
3
4
液压扭力扳手
把
1
5
拉伸预紧扳手
把
1
6
气动扳手
把
1
7
空压机
0.9m3/min,8bar（软管30米）
台
1
8
镝灯
3500W
套
10
9
配电箱
由乙方提供技术要求
套
8
10
钢轨及其轨道附件
43kg
米
320
11
钢枕木
根
220
12
枕木
2500mm
根
100
13
方木
14
走行平台板
2m
个
60
15
加油机（带油管）
包括液压油和润滑油加油机
台
1
16
灭火器
17
安全帽
18
卸扣
85T/55T/35T/25T/12T/5T/3T
个
各4
19
吊带
5T,l=6~8m
条
4
20
吊带
3T，l＝6m
条
4
21
吊带
10T，8m
条
2
22
钢丝绳
Ø22/8m
条
2
23
钢丝绳
Ø56/10m，吊环长度大于0.8米
条
2
24
钢丝绳
Ø40/12m
条
4
25
环形钢丝绳
Ø60/1m，对扣长度大约0.8米
根
4
26
钢丝绳
Ø16/4m
条
4
27
钢丝绳
Ø36/8m吊环长度大于0.8米
条
4
28
油桶夹具
个
2
29
吊机
500T/130T
台
2
30
直流电焊机
400A
台
2
31
手持砂轮机
S1M-115B
台
6
32
焊钳、焊把线
套
4
33
斜口钳
160mm
个
6
34
钢丝钳
180mm
个
6
35
带刃尖嘴钳
160mm
个
6
36
一字螺丝刀
11
把
2
37
试电笔
500V
把
6
38
单用电工刀
80mm
把
6
39
内六角扳手
1.5－8mm
套
3
40
一字、十字螺丝刀
3,5,8
套
各6
41
活动扳手
150mm
套
6
42
两用扳手
5.5－14mm
套
6
43
双头呆扳手
4－6mm
套
6
44
热风枪
1000W
把
2
45
倒链
1.5T（手摇式）,5T
把
各4
46
倒链
10T
把
各2
47
液压泵站
350bar（100T千斤顶）
台
1
48
管钳
200,300,450,600,900
把
各2
49
皮带扳手
把
1
50
氧炔割具
套
2
51
双头呆扳手、两用扳手
10件组
套
各4
52
双头呆扳手、双头梅花扳手
S34－S70
套
各2
53
敲击梅花、开口扳手
S55/65
套
各2
54
开口扳手
英制
套
2
55
活动扳手
450mm
把
4
56
活动扳手
250mm,300mm
把
各4
57
内六角扳手
（英制）
套
2
58
内六角扳手
M5－M14,17,19,22,30
套
4
59
链条管子钳
A型300、
把
1
60
丝锥扳手
M16
套
2
61
手锤
5kg
把
各2
62
锉刀
150mm,250mm（平锉,圆锉,三角锉）
套
3
63
撬棍
60cm,1.2m
根
各8
64
水平尺
80cm
把
1
65
钢卷尺
10m/5m
把
各10
66
折尺
1m
把
5
67
移动电缆卷盘
20m
个
2
68
手电
把
5
69
钢锯
300mm（锯条50根）
把
2
70
圆冲
M6－M12
套
2
71
裁纸刀
（刀片50片）
把
4
72
氧气
瓶
400
73
乙炔
瓶
200
74
电工胶布
卷
50
75
自粘胶带
卷
20
76
焊锡丝
3mm,6mm
卷
2
77
插线板、插头
个
各4
78
电缆
2.5mm2,8mm2,16mm2
米
各100
79
打磨片
SIM-100B,SIM-125B
片
各100
80
切割片
SIM230B
片
10
81
毛巾
条
30
82
棉纱
斤
50
83
柴油
升
100
84
绸布
米
5
85
清洁剂
（干性）
箱
5
86
注脂管路
套
1
87
油性标识笔
红色、白色
支
各5
88
钢丝刷
把
20
89
灰铲
把
10
90
活动人梯
6m,8m
架
4
91
灰铲
把
10
92
麻绳
50m
根
2
93
干粉灭火器
个
10
94
二氧化碳灭火器
个
10
95
安全带
条
20
96
安全帽
顶
100
97
帆布手套
双
100
98
劳保鞋
双
100
99
绝缘鞋
双
10
100
绝缘手套
双
10
101
绵纱口罩
只
20
102
护目镜
个
20
103
电焊面罩、电焊手套
套
20
第三章吊装施工方案
3.1吊装起重能力计算
根据现场、盾构机结构件、吊机的实际尺寸采用CAD软件模拟出现场吊装半径图，如下：
图3-1吊车作业半径图
结合上图与盾构机部件重量表可知，刀盘吊装半径及重量均小于中盾及前盾。
前盾吊装半径约为8米，吊装到位后再利用千斤顶将盾体后移到相应位置），前盾重量130t；中盾吊装半径约为9米，吊装到位后再利用千斤顶将盾体后移到相应位置），中盾重量为115t；尾盾吊装半径约为11米，尾盾重量为37t。
现在仅对前盾、中盾、尾盾吊装的可行性做相应校核（盾构的其它部件在吊装半径及重量上均小于以上三者）
⑴．前盾起吊可行性校核：
其中前盾重130t
重量：
G=130t
规格尺寸：
φ6470×2530（mm）
实际吊装重量：
G实=G×K+g
=130×1.1+2.7
=145.7（t）
式中：
G—前盾理论重量（t）
K—动载系数，取1.1倍
g—吊钩重量（2.2t），索卡具重量（0.5t）
最大吊装距离L为8米
根据500t汽车式吊机的工作性能表，在最大配重的情况下，吊装半径为8米、主臂长度21.3米时最大起重重量为170t，约为汽车吊的额定载荷的86%,满足具体施工和规范的要求，并能确保安全。
⑵．中盾起吊可行性较核：
中盾重为115t
重量：
G=115t
规格尺寸：
φ6474×2800（mm）
实际吊装重量：
G实=G×K+g
=115×1.1+2.7
=129.2（t）
式中：
G—前盾理论重量（t）
K—动载系数，取1.1倍
g—吊钩重量（2.2t），索卡具重量（0.5t）
最大吊装距离L为9米。
根据500t汽车式吊机的工作性能表，在最大配重的情况下，吊装半径为9米、主臂长度21.3米时最大起重重量为153t，约为汽车吊的额定载荷的84%,满足具体施工和规范的要求，并能确保安全。
⑶.尾盾起吊可行性较核：
尾盾重为37t
重量：
G=37t
规格尺寸：
φ6474×2910（mm）
实际吊装重量：
G实=G×K+g
=37×1.1+2.7
=43.4（t）
式中：
G—前盾理论重量（t）
K—动载系数，取1.1倍
g—吊钩重量（2.2t），索卡具重量（0.5t）
最大吊装距离L:
为13.2米。
根据500t汽车式吊机的工作性能表，在最大配重的情况下，吊装半径为11米、主臂长度26.5米时最大起重重量为97t，约为汽车吊的额定载荷的44%,满足具体施工和规范的要求，并能确保安全。
表3-1500t汽车式吊车参数表
配重135t支腿全伸10×9.6米回转范围360o
主臂长度（米）
16.1
21.3
26.5
31.7
36.9
42.1
工作半径（米）
配重165t，后方
后方
3
500
500
500
3.5
400
400
400
262
4
325
325
325
262
248
4.5
262
262
261
259
239
5
261
255
245
243
229
183
6
231
226
216
214
208
168
145
7
206
202
192
190
190
156
133
116
8
186
182
173
170
170
145
123
107
9
170
162
156
153
153
134
114
100
10
155
145
141
138
138
124
106
94
12
128
119
117
114
114
107
92
83
14
107
100
99
97
97
93
80
73
16
82
82
83
71
63
18
71
71
71
65
55
20
56
61
62
58
49.5
22
53
54
53
45
24
47
47.5
46
40.5
26
42.5
40.5
36.5
28
37.5
36
33.5
30
32.5
32
31
32
28.3
28.5
34
25.3
26.6
36
24.2
38
21.7
40
19.4
3.2、吊装运输设备工具检查
1、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。
2、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。
3、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。
3.3、吊装前准备工作
1、测量定位要求在始发洞门口安装始发托架，经测量定位后焊接牢固。
2、在盾构始发井105米内铺设盾构机台车行走钢轨，并在始发托架上铺设管片，将路轨延伸至始发洞门口。
3、调运液压千斤顶和泵站、焊机、手动葫芦等盾构吊装辅助工具至规定地点。
4、盾构机各部件安规定时间运输到位。
5、盾构吊装前需对盾构吊装吊耳焊接进行探伤并出具探伤报告，吊耳焊接质量满足吊装要求方可吊装。
6、提供施工用电机车1辆（包括电机车驾驶员1名），平板车2辆；
7、安装井上、井下照明满足夜间施工要求。
8、提供动力电源380V，容量200A以上施工用电箱并置于井口
9、人员教育培训：
①．认真阅读拆卸、安装方案有关技术资料，核对构件的空间就位尺寸和相互的关系，掌握结构的高度、宽度，构件的型号、数量、几何尺寸，主要构件的重量及构件间的连接方法。
②．掌握吊装场地范围内的地面、地下、的环境情况。
③．了解已选定的起重、运输及其它机械设备的性能及使用要求。
④．进行认真细致的方案和作业技术交底。
3.4、吊装过程验算
1、起吊时地基承载力验算
吊机重量：
96t
吊机配重：
135t
前盾重量：
130t
合计：
361t
⑴．接触面积按吊机支腿铺垫钢板面积计算：
（钢板尺寸：
2.4m×5.7m）
2.4m×5.7m×4=54.72m2
⑵．对地压应力为：
361t/54.72㎡=6.25t/㎡=62.5kPa
该地基承载力可通过钢板均匀扩散至深层地基土上。
起吊时对地基承载力要求为：
62.5KPa，而吊装场地的地面是经过袖阀管加固处理强度为0.8mpa，采用C35砼硬化过后的场地的地基承载力为2000Kpa,完全满足起吊时承载要求。
2、钢丝绳拉力计算
⑴．吊装能力安全计算书
主吊索具配备：
（以前盾重量130t为例）
主吊钢丝绳规格：
6×37+1—170—60.04只头
前盾重量为130T；吊钩重量为2.2T；钢丝绳重量为0.5T
总负载Q=130T+2.2T+0.5T=132.7T
主吊钢丝绳受力P；α=65°（钢丝绳水平夹角，如图所示）K—动载系数1.1
P=Q*K/（4×sin65°）=40.3钢丝绳单根实际破断力S破259T。
钢丝绳工作系数工作K值=S破/P=6.42在[K]=8～10许用范围内
副吊索具配备（以重量130t为例）：
最大受力：
平卧状态始吊时受力约为前盾总重的60%Q×60%=78T
副吊钢丝绳受力分析：
副吊钢丝绳规格：
6×37+1——170——43.0
副吊Smax=78T；吊钩重量为2.2T；钢丝绳重量为0.5T；
总负载Q=78T+2.2T+0.5T=80.7T
副吊钢丝绳受力P1；α=90°（钢丝绳水平夹角）K—动载系数1.1
P=Q*K/（4×sin90°）=22.19T钢丝绳单根实际破断力S破259t
钢丝绳工作系数工作K值=S破/P=11.67安全系数[K]=11.7＞8～10倍，所以，可安全使用。
吊机工况分析（均以前盾重量130t最大部件为例）
（1）双机抬吊：
前盾翻身，（平卧状态始吊时）主吊负载Smax主=Q40%=28.59t；500T起重机工况：
主臂L=21.3m，作业半径R=10m，额定起重量138T；起吊时的总负载Q=40.95（38.95T+2T）<额定起重量138T（符合双机抬吊80%额定起重量安全规范）。
前盾翻身，（平卧状态起吊时）副吊负载Smax副=Q60%=58.05t；130T起重机工况：
主臂L=17.14m，作业半径R=6m，额定起重量73.2T；起吊时的总负载Q=58.05（56．05T+2T）<额定起重量73.2T（符合双机抬吊额定起重量安全规范）
4、吊耳受力计算书
以刀盘吊耳为例:
吊耳材质：
Q235A
许用拉应力：
[σ]L=130Mpa
许用剪应力：
[τ]L=130Mpa
动载综合系数：
Ｋ=1.5
刀盘重量：
m=65T，因为使用两个吊耳，则单个吊耳受力：
m’=35T
吊耳厚度：
S=60mm，吊耳孔中心高度:
：
H=280mm，吊耳孔直径：
D=80mm，吊耳长度：
L=360mm，
则竖向载荷：
Fv=m’gK=35*1000*9.8*1.5=514500N
横向载荷：
由平放竖起时所受剪切力力最大同样为
FH=m’gK=35*1000*9.8*1.5=514500N
前盾吊耳应力强度计算：
吊耳吊索方向上的最大拉应力为：
σL=FL/S=514500/360*60/1000000=23.8Mpa
因为σL<[σ]L,所以吊耳拉应力满足强度使用要求。
吊耳吊索方向上的最大剪应力为：
τL=FL/S=514500/360*60/1000000=23.8Mpa
因为τL<[τ]L,所以吊耳剪应力满足强度使用要求。
吊耳焊缝应力强度计算：
吊耳板焊缝长度：
i1=360mm
则吊耳板焊缝面积：
A1=a1i1√2=360*60/√2=30542mm2,其中a1=为吊耳宽度
角焊缝拉应力：
σa=Fv/A=514500/30542=16.8Mpa
因为σa<20%[σ]L，所以吊耳角焊缝拉应力满足强度使用要求。
综上所述，在前盾翻身时该吊耳能够满足使用要求。
3.5、盾构机吊装方法：
1、下井原则
凡不影响到吊装和始发工作的零部件，应连同各自的台车下井（必须做好固定的工作）。
凡对下井有影响的零部件应拆下，在该车下井后或始发后，随即下井并马上按要求组装。
2、吊装方法
⑴．翻身施工方法
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500t汽车式吊机与130t汽车式吊机将构件平衡吊起，构件吊至3～5m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500t汽车式吊机完全吊稳构件。
图3-2盾体翻转示意图
⑵．双机斜吊方法
考虑到井口的尺寸,连接桥和螺旋输送机我们采用500t和130t汽车式吊机双机抬吊。
两台吊机将螺旋输送机吊起，螺旋输送机与水平线夹角约70°，两台吊机缓慢移动到离开井口2m处停止。
吊机通过起、落臂杆和旋转臂杆使螺旋输送机就位。
两台吊机同时缓慢下钩。
当螺旋输送机与路轨小车接触时，用手动葫芦将螺旋输送机拉进坑内。
螺旋输送机完全放在路轨小车上，两台吊机松钩。
⑶．盾体吊装准备
①．电瓶机车、后配套台车的吊装
先下电瓶机车与两节管片车。
在井上地面安装台车车轮，凡是长于始发井口的台车均由两台吊车斜吊入始发井，放在始发托架的钢轨上，拖入车站内，在按同样的程序将第七、六、五、四、三、二、一节台车下井并拖入车站内，按台车的顺序推到各拖车连接位置。
并连接相应的气管与水管。
将皮带拖架和连接桥吊下井，并将连接桥前端用H钢制作的临时支撑固定。
将皮带拖架和螺旋出土器吊下井，放在连接桥下方的平板车上。
②．拆除始发架上铺设的管片和行走钢轨，校准始发架的位置。
⑷．盾构主体吊装方法
序号
步骤
施工顺序
说明
1
组装始发架、反力架
①盾构
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