盾构机吊装施工实施与安全方案研究

盾构机吊装施工实施与安全方案研究摘要:本文基于笔者多年从事盾构机施工及技术管理的相关工作经验,以某吊装施工项目为研究背景,探讨了吊装施工的实施方案和安全方案,全文详细论述了整个施工流程及其中的注意事项,相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。关键词:盾构机吊装施工安全1工程概况 本次吊装海瑞克盾构机至盾构始发架上进行组装,设备数量多,所有设备采用一台300t汽车式起重机、一台220t和一台100t汽车吊进行吊装。根据在施工现场的多次勘查认为:吊装的难度在于设备外形尺寸较大,场地相对狭窄,吊车的站位点选择小,加之作业设备车型大,故对场地要求比较高,即只能在进行过地层加固的区域站位,要求站位的区域载荷能力必须满足吊车的承重需要。 盾构机吊装工作难度大,且在吊装过程中,为保证被吊和拼装的盾构机部件的安全性,不允许有地面的接触点,必须保证吊装过程一次性完成,要求吊装单位及现场安装人员严密配合、精心指挥、安全操作,必须配备统一的、具有丰富吊装经验和现场协调能力的现场管理人员一名,坚决做到精心组织、精心指挥、精心作业,做到施工前认真准备,施工过程中选取最佳的吊装方案,确保设备和操作安全。2、吊装施工实施方案研究2.1 盾构机组装顺序 盾构机安装顺序:平板车后配套拖车(5、4、3、2、1)螺旋机连接桥中体前体管片拼装机盾尾螺旋输送机(基坑内组装协助)喂片机刀盘。2.2 吊车起吊实施情况 盾构机各部分参数:刀盘626062601800mm、前体625062503600mm、中体624062402300mm、盾尾623062303657mm,螺旋输送机长1215018001600mm。盾构机各部分重量为刀盘45t、前体92t、中体85t,其余部分都在2031t之间。由于前体、中体的重量比较大,所以从各部分的重量来看,吊装的难点是前体的吊装,另外螺旋输送机的外形尺寸比较长,导致了它也是吊装难点之一。 第一吊,拖车5重量20t,采用100t汽车吊,作业半径8m,杆长26m,起吊能力30t。第二吊,拖车4重量20t,采用100t汽车吊,作业半径10m,杆长11m,起吊能力26t。第三吊,拖车3重量20t,采用100t汽车吊,作业半径10米,杆长18m,起吊能力22t。第四吊,拖车2重量31t,采用100t汽车吊,作业半径9m,杆长21.6m,起吊能力35t。第五吊,拖车1重量28t,采用100t汽车吊,作业半径8m,杆长26m,起吊能力30t。第一至第五吊,汽车吊均采用二至四个吊点,单车吊装。第六吊,6t,行车吊入基坑。第七吊,螺旋输送机,重量28t,采用220t汽车吊,作业半径22m,杆长35m,起吊能力28t。配合起吊采用100t汽车吊,作业半径16m,杆长37m,起吊能力15吨。因螺旋输送机外形尺寸比较特殊且超长,受基坑长度12m的限制,须采用3045角倾斜实施吊装,保证其部件的安全不致接触基坑四壁和吊装定位的准确无误。第八吊,管片拼装机,重16t,采用100t汽车吊,作业半径12m,杆长34m,起吊能力21吨。第九吊,前体重量92t,采用300t汽车吊,作业半径9m,杆长25.7米,起吊能力94t。辅助起吊采用100t汽车吊,作业半径9m,杆长21m,起吊能力35t。将前体水平方向自输车上卸车后,二车抬吊,呈90角旋转吊入基坑。其中100t汽车吊采用二个吊点,辅助尾部受力点,300t汽车吊采用四个吊点,承载前体的主要受力点,不致使前体着地,杜绝了地面的接触,保证了盾构机前体这一最大部件的吊装安全。第十吊,中体重量85t,采用300t汽车吊,作业半径10m,杆长15.4m,起吊能力87t。辅助起吊采用100t汽车吊,作业半径9m,杆长21m,起吊能力35t。将中体水平方向自输车上卸车后,二车抬吊,呈90角旋转吊入基坑。其中100t汽车吊采用二个吊点,辅助尾部受力点,300t汽车吊采用四个吊点,承载中体的主要受力点,不致使中体着地,杜绝了地面的接触,保证了盾构机中体的吊装安全。第十一吊,盾尾,重量24t,采用100t汽车吊,作业半径8m,杆长26m,起吊能力30t。第十二吊,刀盘,重量45t,采用220t汽车吊,作业半径14m,杆长31m,起吊能力48t。辅助起吊采用100t汽车吊,作业半径10m,杆长21m,起吊能力30t。 其它零星小件,如连接桥和吊机轨道及集装箱等,可采用行车或吊车起吊。2.3 盾构机前体、中体、刀盘到场卸车及盾构翻转 盾构机运输过程中为水平放置,到达现场后需要将盾构机前体翻转成90立放后吊装至始发架上,翻转采用1台300T和1台100T汽车吊配合进行,翻转时先用两台吊车将前体抬起,然后缓慢提升300T吊车并降低100T吊车,最后使盾构机完全用300T吊车吊起而成功竖起来。为了避免配合的100T吊车的钢丝绳挂住盾构机的易损坏部件,提前测量受力吊点,且翻转时要统一指挥。 盾构机中体、刀盘的到场卸车及翻转,依照上述程序进行。2.4 盾构机吊装 准备工作就绪后,就进行盾构机的吊装作业,正式起吊前,要进行试吊,试吊时吊起重物20cm,停留10min没有异常情况再进行正式吊装。吊装时按预先设定的吊机位置停好,尽量将吊机的回转中心放在盾构始发架的中心线上,按照规定的回转半径和预定的顺序进行。2.5 吊索具配备 本次吊装索具配备:35t的卸扣4只,25吨卸扣4只,3 8毫米的钢丝绳2根,55mm的钢丝绳2根,长度均为16m。2.6 吊装注意事项 (1)设备吊装前要由起重指挥对参加施工的人员进行方案和技术交底。 (2)在施工前所有参加施工的人员都要接受安全部门的安全教育。 (3)参加吊装作业的人员必须严格遵守起重安全操作规程。 (4)施工人员进入施工区后,必须严格遵守施工的一切安全规定。 (5)吊车的行走道路要结实可靠,对于松软处要铺碎石或者铺垫钢板。 (6)吊车支腿必须结实可靠,吊车的操作必须严格按其随机作业说明书。 (7)所有吊索具,在使用前都要检查或加油,经检查不合格的机索具严禁使用。 (8)所有参加作业的人员必须服从统一指挥。 (9)两台吊车抬吊进行翻转时,必须保持平稳。3、盾构机吊装安全方案研究3.1 编制依据 建筑起重机械安全监督管理条例(建设部第166号令)。 特种设备安全监察条例(国务院令第373号)。 建设工程安全生产管理条例(国务院令第393号)。 建筑机械使用安全技术规范(JGJ33-2001)。 施工现场临时用电安全技术规范(JGJ46-2005)。 建设工程施工现场供用电安全规范(GB50194-93)。3.2周边环境 因本次汽车吊吊装作业在基坑边，加之所吊盾构机最大重量为9 2吨，尺寸为6250mm6250mm3600mm，该部件重量大、体积大，超宽超长，兼之该作业地段人流量大、车流量大系城市敏感地带，因而造成作业难度比较大。本项工程作业吊车最大吨位为300t，车型占地面积大、对施工场地要求特殊。综上所述，此次基坑边的作业必须设置防护设施，包括因施工工艺形成的深度在2m以上的桩孔边、沟槽边和因安装设备、管道预留的洞口边等。洞口边应采用坚实的路基板盖严，路基板应能防止位移；较大的基坑或洞口边除应在此采用安全网或盖板封严外，还应在洞口四周设置防护栏杆。竖向洞口（如管道井口），除应在井口处设防护栏杆或固定栅门外，井道内应每隔10m设一道平网。 另外，运输方必须严格按盾构机组装部件的顺序进入施工场地，并安全放置，以配合吊装作业。3.3吊车作业注意事项(1)吊装盾构机部件注意事项 进入施工现场的盾构件,应按照盾构机安装图纸的要求进行检查,包括截面规格、连接板、高强螺栓、垫板等均应符合设计要求。盾构件应按吊装顺序分类堆放。盾构件的吊装应根据现场所吊部件选择绑扎点及吊点,标明受力重心,并对吊索与盾构机部件绑扎处采取防护措施,必须在起重机不脱钩下进行。盾构件吊装,必须严格按规定的安全技术交底,并参照施工方案要求制定安全防护设施。严禁作业人员攀爬盾构件上下和无防护措施的情况下人员在盾构件上作业、行走。盾构件吊装时,起重人员应站在作业平台或按指定的地点作业,临边应有防护措施。人员上下应设专用通道。安装盾构件时应设置临边防护,在起重作业和挂钩时应有安全指导。(2)吊装盾构机部件安全措施 所有吊装人员应持证上岗,严格遵循操作规程和行业规范。特别是特种机械作业人员须经相关部门技术培训、考核、领取特种作业操作证后,方可上岗。吊装施工前由技术人员对吊装作业人员进行详细施工技术交底,并对吊装和运输设备进行检查;对重要部位挂钩、钢丝绳、锁绳夹等的状况及连接是否紧固进行检查,发现机件异常,及时排除;吊具有损坏,及时更换,严禁带隐患作业。施工期间,要在作业区内划出警戒线,设置安全警示标志,配置足够数量的灯光照明装置,并派专人对社会车辆及行人进行疏导。同时现场指派协调员负责现场的道口、路口的车辆及行人安全。吊装过程中,设专人专职进行指挥,运输、挂钩、起重、安装人员必须服从指挥,严格遵守吊装作业十不准原则:指挥信号不明或乱指挥不吊;超负荷不吊;工件坚固不牢不吊;吊物上面有人不吊;安装位置不灵不吊;工件未埋或埋设不准不吊;光线阴暗,看不清不吊;斜拉工件不吊;棱角件没有防护措施不吊;起重机支腿没有支牢实不吊。(3)起重机吊装作业注意事项 (盾构机部件吊点的选择应符合下列规定) 当采用一个吊点起吊时,吊点必须选择在构件重心以上,使吊点与构件重心的连线和构件的横截面呈垂直。 当采用多个吊点起吊时,应使各吊点吊索拉力的合力作用点置于构件的重心以上,使各吊索的汇交点(起重机的吊钩位置)与构件重心的连线,和构件的支座面垂直。 应根据吊装高度、构件重量以及作业条件和现有起重机类型、起重机的起重量、起升高度、工作半径、起重臂长度等工作参数选择起重机作业。 汽车起重机应符合下列规定 (1)作业前应全部伸出支腿,并采用方木或铁板垫实,调整水平度,锁牢定位销;(2)起重机吊装作业时,汽车驾驶室内不得有人,重物不得超越驾驶室上方且不得在车前区吊装;(3)起重机作业时,重物应垂直起吊且不得侧拉,臂杆吊物回转时动作应缓慢进行;(4)起重机吊物下降时必须采用动力控制,下降停止前应减速,不得采用紧急制动;(5)当采用起重臂杆的付杆作业时,付杆由原来叠放位置转向调直后,必须确认付杆与主杆之间的连接定位销锁牢后,方可进行作业;(6)起重机的安全装置除应按规定装设力矩限制器、超高限位器等安全装置外,还应装设偏斜调整和显示装置;(7)起重机行驶时,严禁人员在底盘走台上站立或蹲坐,并不得堆放物件。3.4吊装作业临近高压线的使用作业安全措施 在吊装作业时,汽车式起重机钢丝绳和被吊物有可能触碰高压线。为了确保施工过程的安全,杜绝各种施工安全生产突发事故的发生,施工过程中应遵守如下要求: (1)依据起重机械监督检验规程相关规定,有架空输电线的场所,起重机的任何部位与输电线的安全距离应符合下表的规定,以避免起重机结构进入输电线的危险区(表1)。 在水平方向上,将通过管理措施确保吊物或起升钢丝绳不出项目围墙范围,以确保起重机的任何部位沿水平方向与输电线的安全距离和满足起重机与输电线的安全距离的规定。 (2)当汽车式起重机上无人作业时,锁好所有限位及制动装置。 (3)当起重机供电电源为中性点直接接地的低压系统时,整体金属结构的接地形式应采用合格接地系统,并设漏电保护器,接地电阻不大于4。司机可能触及的金属构架必须与起重机整体金属结构有可靠的金属连接,以做好高压静电的防护措施。3.5 文明施工措施 (1)努力抓好现场设备的环境卫生管理,做好路面保洁,不挠民、不污染周边环境,无治安纠纷事件发生,实现文明施工达标。 (2)在实行交通管制的施工路段,设置确保车辆,行人安全通行的车行道和人行道,设置交通安全警示标志,夜间设置警示灯及照明灯。便于车辆、行人安全通行。 (3)施工中选用低噪音设备、机具,加强控制最大限度地减少噪声。4、结语 本文基于笔者参与的某盾构机吊装施工的项目经验,全面阐述了施工的流程和安全方案,全文是笔者实践基础上的理论升华,相信对同行能有所裨益。参考文献1 崔国华,王国强,何恩光,张英爽.盾构机的研究现状及发展前景J.矿山机械,2006(6).2 陈馈.浅谈盾构机的应