盾构机吊装及运输方案

1一、工程概况南京轨道交通 3 号线工程项目 TA17 标秣周路站。采用盾构法施工。盾构机采用一台海瑞克土压平衡盾构机由秣周路站始发掘进。二、编制依据1、南京市轨道交通三号线TA17标土建工程合同文件；2、南京市轨道交通三号线TA171标秣周路站区间隧道平纵断面图；3、海瑞克(S-641)土压平衡盾构机设计尺寸及相关技术参数；4、本工程现场调查资料；5、 建筑安装工人安全技术规程 、 建筑安装工程安全技术规程 、 建筑施工高处作业安全技术规程 ；6、500t汽车吊车、130t汽车吊车使用说明书、机械性能表。三、总体部署本次盾构机按顺序从标秣周路站北端头右线吊装下井，进行吉印大道站 秣周路站右线区间施工。右线施工完毕后，从吉印大道站将盾构机吊出，转场至 秣周路站，从北端头左线吊装下井，进行南京地铁三号线TA17标 吉印大道站 秣周路站 左线区间施工。吊装工作有设备重量重，安装工作量大及施工场地狭小的特点。因此，盾构吊装工艺、步骤的确定，施工的总平面布置，现场道路的处理，吊具的加工制造，大型吊机进场、吊装时间外伸支腿基础的处理，和大件设备的运输等都必须进行部署和协调。为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，为此作如下部署：1、组织编制盾构的吊装方案，并上报公司和业主审定批准；2、对审定后的吊装方案，在方案实施的施工准备和吊装过程中，必须严格执行吊装方案；3、吊装前已完成 500t 吊机的四个支撑脚的基础处理工作；4、吊装前已完成 500t 吊机进场到定机位置的道路铺设的土建工作；5、吊装下井前必须完成吊耳焊接，并把盾构机解体各部分逐次运至起吊位置；6、吊装前准备好各类吊索具，并确认符合方案及规范规定的要求。2四、环境概况和场地条件4.1 吊入井环境概况和场地条件标秣周路站沿地铁线路呈南北走向，标秣周路站为地下二层单柱双跨框架结构（局部双柱），主体围护结构为 800mm 厚地下连续墙，墙深 30.25m，车站现已完成吊装口顶板施工。吊入井北侧为标秣周路站交通疏解便道。4.2 吊出井环境概况和场地条件标秣周路站形式为地下二层岛式车站。车站主体基坑外包长 176.3m，端头段宽27.3m。主体围护结构为 800mm 厚地下连续墙，端头加固已施工完毕，车站现正进行基坑开挖施工。五、盾构机和后配套的主要结构尺寸及概况本工程采用采用一台海瑞克（6390mm）土压平衡盾构机进行施工。图 5-1 盾构机盾体示意图盾构外径为 6390mm，总长 11335mm，共有 32 只推进千斤顶，推力最大为42000kN；刀盘工作扭矩为 5252kNm，最大转速 0-3.05rpm。盾构总重约 470t，各主要部件的尺寸及重量如下表所示：表 5-1 海瑞克盾构机的主要尺寸及重量型号 数量 长（米） 宽（米） 高（米） 重量（吨）刀盘 1 6.410 6.410 1.800 55.000前盾 1 6.390 6.390 3.600 98.0003中盾 1 6.380 6.380 2.300 88.000盾尾 1 6.370 6.340 3.635 30.000螺旋输送机 1 12.000 1.800 1.600 25.200拼装机 1 4.430 3.900 3.230 16.000管片安装机梁 1 5.650 2.270 2.100 9.0001#台车 1 10.400 4.200 3.500 39.0002#台车 1 10.500 4.200 3.500 45.003#台车 1 9.000 4.200 3.500 30.004#台车 1 9.000 4.200 3.500 20.005#台车 1 9.000 4.200 3.500 20.00六、起吊场地准备和起吊设备、运输设备的布置6.1 场地准备1、起吊场地准备吊装场地为 C30 混凝土硬化路面，厚 20cm，满足吊装的需要。吊入井地面场地围蔽措施齐全，满足吊机进入场地和运载车靠近装车位置。在车站底板安装接收托架时，托架上打好黄油，减少前盾在平移中的阻力。盾构吊装井口长 11.5m，宽 7.2m，满足盾构机体及后备套吊装需要。2、地基承载力验算盾构机主体吊装最重为前盾：重量 98 吨主要吊装设备：一台 500t 履带吊车，吊车自重 234.5t。吊车起吊地面为：在地表上铺设 20mm 厚钢板，使受力均匀，通过钢板均匀扩散至深层地基土上。起吊时地基承载力验算（按最大件前盾重量 98 吨计算）最大荷载 F：起重机重量： 234.5t盾构机前体重量： 98t合 计： 332.5t分为四个支腿，每个支腿的承受重量为：332.5/4=83t传递压力受压面积 S：吊机铺垫钢板面：（钢板尺寸：2m6m）单位面积地基承载力4P=F/S=83/12=6.91MPa30MPa 安全6.2 吊装设备 主吊:500tLTM1500 利渤海尔一台。长 21.358m、宽 10.3m、高 4m。内侧最小拐弯半径 7.1m，外侧最大拐弯半径 16.26m。21.3m 主臂，吊车自重 96t，135t 配重，吊钩选用 247t 吊钩(吊钩自重 3.5t)。副吊机械:TG-1300E 多田野全液压 130t 起重机。主要工况:24.7m 主臂，19t 配重。外侧最大拐弯半径 16m表 6.2-1 起重机械的工作参数表额定起重量 Q（t）利渤海尔 200t 桁架式起重机作业半径R（m）（75%） （85%）TG-1300液压式起重机（75%）柯尔斯140t 液压式起重机（75%）利渤海尔200T 液压式起重机（75%）利渤海尔500T 液压式起重机（75%）6 146.00 165.46 54.00 78.75 88.00 214.007 127.00 143.93 52.50 66.40 81.00 190.008 112.00 126.93 50.00 56.50 72.00 170.009 100.00 113.33 47.00 48.90 65.00 153.0010 90.00 102.00 45.00 42.80 58.00 138.5012 74.00 83.86 34.2 33.20 48.00 114.5014 62.00 70.26 25.8 26.90 40.50 97.0016 52.00 58.90 20.00 21.0 36.00 82.00(2) 迎春南路站吊装设备布置主吊的 4 个支撑全部在已硬化好的路面上，所有支撑下垫一块 20mm 厚6m2m 钢板。七、施工准备7.1 吊装前的准备工作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，掌握结构的长度、宽度、高度、重量、型号、数量等，主要构件的重量及构件间的连接方法。52、掌握吊装场地范围内的地面、地下、高空及周边的环境情况。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、技术人员应细致、认真、全面的对现场施工人员进行技术交底。5、顺序组织施工人员、机械设备、材料进场，并对主要吊装设备进行必要的检查、维修、试车。6、准备吊装用的绳索、吊具、及常用的起重工具。7.2 施工机具与材料准备1、运输车,130t 吊车一台,500t 吊车一台,配套的钢丝绳及吊耳等吊装工具一批；2、后配套设备、托架、钢轨、轨枕等；3、20mm 厚钢板 90m2；4、其他常用工具：各种规格的钢丝绳、对讲机、吊具、索具。八、吊具吊装能力安全计算书8.1 LTM1500 利渤海尔 500t 液压式汽车起重机的验算盾构机主机各部件中，最重的前盾为 98 吨，吊装半径范围 12m，采用LTM1500 利渤海尔 500t 液压式汽车起重机进行施工，起重机负重 96t，选用 21.3m主臂杆，工作半径 12m 时，起重能力可达 114t，大于前盾重量 98t，满足施工要求。中盾、尾盾、刀盘的重量小于前盾，同样选用 LTM1500 利渤海尔 500t 液压式汽车起重机进行吊装作业，其机械性能完全能满足起吊要求，并且在其作业范围内可保证平稳起吊。8.2 盾构机的前盾、中盾、及尾盾起吊用钢丝绳按盾构机最重的部件前盾（98t）考虑，高 3.6m，直径 6.39m，采用四个吊点，每个吊点为 24.5t，选用公称抗拉强度为 1770MPa，D=42mm 的 637+1 钢双股两绳 ，即 4 个吊点 8 根绳，查资料可知其每股即单根破断拉力为 271.2t。安全系数K=271.2/24.5=11.1,符合安全系数 610 倍的施工要求，满足施工要求。8.3 盾构机的刀盘起吊用钢丝绳刀盘重 55t，高 1.8m，直径 6.41m，采用两个吊点，每个吊点为 27.5t，选用公称抗拉强度为 1770MPa，D=42mm 的 637+1 钢丝绳双股两绳，查资料可知其破断拉力为 271.2t。安全系数 K=271.2/27.5=9,符合安全系数 610 倍的施工要求，满足施工要求。68.4 后续台车起吊用钢丝绳最重的 2#拖车重量为 45 吨，选用公称抗拉强度为 1770MPa，D=42mm 的637+1 钢丝绳，采用四个吊点，每个吊点为 11.25t，查资料可知其破断拉力为271.2t。安全系数 K=271.2/11.25=24,符合安全系数 610 倍的施工要求，满足施工要求。8.5 盾构机的前盾、中盾、尾盾卸扣的选用按盾构机最重的前盾考虑，构件重 98t。采用 4 个吊点，每个吊点为 24.5t，选用美式台型 2.5 寸卸扣，直径为 69.85mm，卸扣的材料是合金钢经过锻造及自调质处理，安全起吊负荷 55t，大于 24.5t，满足施工要求。8.6 盾构机的刀盘卸扣的选用盾构机的刀盘重 55t，采用两个吊点，每个吊点为 27.5t，选用美式台型 2.5 寸卸扣，直径为 69.85mm，卸扣的材料是合金钢经过锻造及自调质处理，安全起吊负荷55t，大于 27.5t，满足施工要求。吊车位置见附图。九、盾构机下井9.1 下井顺序盾构机和后配套吊装顺序：500t 汽车吊就位始发架 临时托架电瓶车盾构机第五号台车盾构机第四号台车盾构机第三号台车盾构机第二号台车盾构机第一号台车桥架中盾前盾刀盘盾尾螺旋输送机腰梁。主机组装顺序：中盾与前盾的组装前盾与刀盘的组装螺旋输送机的组装。9.2 吊装及组装工序1、吊装始发架、临时托架始发架长是 8.8m，井口尺寸是长 11.5m，宽是 7.2m。始发架在端头井下拼装组成，用 50t 以上的吊车完全可以满足始发架的要求。始发架下井后的中心与钢环的中心在一线上，与始发的要求尺寸完全符和，满足始发条件。2、吊装及组装五节台车在始发架上及车站底板铺上轨道约 100m，钢轨间距以保证电瓶车和台车可以在上面顺利运行，轨道铺好后把电瓶车吊下井放在轨道上，为保证台车顺利方便后移提供动力。7工序 步骤 施工顺序 说明1组装始发架临时托架盾构运输到施工场地吊入始发架组装第五节台车，临时托架吊入井内考虑到井口的尺寸为 7.2m11.5m，1 #台车5 #台车我们采用 500t 单机吊装。五节台车的皮带架和二次通风机和风管在地面按图纸组装好，可以前后左右移动，为满足吊装时可能某个位置障碍、台车的体积大，在空中的摆渡大、抖动大的问题。用 4 根长度相等的钢丝绳将台车自带的四个吊耳上吊起，在起吊时保证绝对安全应该进行试吊，起吊后的台车应呈水平状态。台车与钢丝绳线夹角约 70，吊车通过旋转和起落臂杆缓慢移动到井口。吊车缓慢下钩，使台车就位，当台车与路轨接触后用电瓶车把它后移到需要的位置，用防滑楔楔住。接着把第四号台车吊下井，用电瓶车后移到五号台车旁的位置并把第四号台车与第五号台车用连接杆联结好，吊入和连接第三号台车和第二号台车及第一号台车的工序与第四号台车和第五号台车一样。具体吊装示意图如下：工序 步骤 施工顺序 说明82 组装五节台车吊第五节台车同时组装第四节台车并送到井口；第四节台车吊入井内同时组装第三节台车并送到井口；将第三节台车吊入井内同时完成第二节台车的组装及井内第三、四、五节台车的连接依此类推完成五节台车的组装下井及连接3、桥架的吊装(12.484.643.42)桥架吊装下井，保证桥架后移，桥架后移与第一号台车连接。见示意图：工序 步骤 施工顺序 说明3 吊装桥架第一节台车吊入井内的同时对桥架进行组装 桥架吊入井内4、吊装前盾(639063903600、98t)前盾包括刀盘驱动，人闸，螺旋输送机接头。500t 汽车吊把前盾缓缓吊到距始发井 1m 处停止，此时一定要保证前盾的水平和垂直及满足始发条件参数，缓慢放在始发架上。在盾体两侧上焊接牛腿。保证刀盘的组装距离 0.475m。具体吊装见示意图：9工序 步骤 施工顺序 说明4吊装前盾前盾吊入井内。5、吊装刀盘(641064101.8、55t)刀盘包括刀具和回转接头。刀具为软土刀具重约 55t。刀盘起吊也需采用抬吊方式翻转刀盘。选用一台 500t 汽车吊将刀盘竖直吊稳，刀盘下井后，将其慢慢靠向前盾，回转接头穿过主轴承，在土舱里焊接两个耳环，用两个 2t 的导链拉住刀盘