西秦岭隧道TBM组装方案.doc

西秦岭隧道TBM组装方案 为了使TBM在洞口组装时顺利进行，根据TBM相关图纸资料以及车间组装实际情况，特编制其组装方案如下。一、工程概况兰渝铁路西秦岭隧道XQLS2标位于新建铁路兰渝线中段，地处甘肃省陇南市武都区境内。西秦岭特长隧道全长28.236km，为左右线分设的两条单线隧道，隧道最大埋深约1400m。隧道左线均处于直线段，进口段以10、13、7上坡，出口段以3、4.6下坡。隧道限界按时速200km客货共线设计。隧道穿越的地层岩性为：第四系全新统松散层，石炭系下统砂质千枚岩，泥盆系下统灰岩、千枚岩、下元古界灰岩、变砂岩、砂质千枚岩，断层角砾岩和断层泥砾。隧道穿越的断层为F6全新活动断层及f60、f59、f55、f54四条次生断层。根据设计，本隧道采用钻爆法和TBM掘进法联合施工，其中隧道出口分两段采用TBM掘进。二、现场组装条件及TBM基本情况2.1 现场组装条件由于洞口组装场地狭小，不能进行TBM整机的组装，我们只能在洞口进行主机至1#桥架的组装工作，吊装设备为一台150T2行吊以及一台50T汽车吊。该行吊的大车行走范围为54米，行吊跨度为20米，其最大提升高度为15米。2#桥架与后配套拖车将在位于出口对面的场地内进行组装，吊装设备为2台20T行吊。主机组装场地与后配套台车组装场地之间为一座军便梁连接，该军便梁两桥墩之间的承重量为150吨。2.2 TBM基本情况TBM直径10.2m，整机全长180m，整机重1800t。大件部件主要是刀盘以及机头架（包含主轴承）。刀盘直径为10.2m，重量为275t；机头架部分尺寸为7m7.5m，重量为161t。三、组装方案介绍3.1 总体组装方案鉴于场地以及吊装设备的具体情况，以及考虑到步进的各个工序衔接，TBM总体组装方案如下：1、 在洞口组装场地内将TBM主机以及1#桥架组装完毕后开始步进，进行仰拱块安装；同时在后配套拖车组装区域组装2#桥架以及1#拖车；2、 TBM步进7米后停止步进；分别用机车将2#桥架、移动台车、1#拖车推过军便桥与TBM主机组装连接，然后将后部斜坡段及道岔与1#拖车连接。此时，2#桥架在桥台与2#墩之间的军便桥上，2#桥架重量约80t150t（从军便桥厂家了解到，军便桥两桥墩之间能够承受的重量为150t）；同时，2#墩与3#墩之间的军便桥上只有1#拖车和后部斜坡段及道岔，这一部分总重量约92t150t；在军便桥的承重范围内。再次开始步进，同时继续对后配套拖车进行组装。3、 当TBM再次步进100米后，停止步进，且将后部斜坡段及道岔拆除，然后用机车将后配套拖车按顺序依次推过军便桥，与主机进行连接。最后将后部斜坡段及道岔与7#拖车连接。此时，军便桥上只有后部斜坡段及道岔（重量约35t）。完成TBM所有的连接组装工作后，开始步进至始发洞。3.2 主机部分具体组装过程如下1、 将步进用弧形钢板吊至指定位置，然后将刀盘垂直前支撑吊运弧形钢板上，并在两侧加支撑焊接固定。在进行吊装垂直前支撑之前，须将刀盘放置在垂直前支撑安装位置之前，且必须保证刀盘始终在龙门吊的吊装范围之内。同时，开始刀盘保温棚的搭建以及刀盘焊接工序的准备工作。刀盘焊接方案由南车提供。前支撑如下图。前支撑2、 吊装机头架。用龙门吊将机头架吊装至前支撑上，并用螺栓将机头架与前支撑连接，紧固连接螺栓。机头架以及主轴承如下图。机头架主轴承3、 安装主梁前段。用龙门吊将主梁前段水平吊装至机头架后侧，安装并紧固其连接螺栓。同时在主梁下安放预先制作的支撑，确定支撑牢固可靠后才能退出龙门吊。主梁前段如下图所示。主梁前段4、 吊装主梁后段。其方法与吊装主梁前段一样。在吊装主梁后段前先将下部撑靴油缸以及中心块吊至主梁后段安装位置的下方。主梁后段如下图。主梁后段5、 吊装后支撑。首先将后支撑油缸与后支撑进行装配，然后将后支撑部分吊运至主梁末端，调整后支撑位置并进行螺栓的连接与紧固，在退出行吊之前必须在后支撑下放置预先制作的支撑件，最后进行后支撑支撑靴的装配。后支撑如下图所示。后支撑总成6、 吊装卸料斗。将卸料斗吊至机头架前方安装位置，安装其连接销。7、 吊装左、右侧支撑。吊装侧支撑之前先将楔块以及楔块油缸安装至侧支撑。最后进行侧支撑油缸的安装工作。侧支撑如下图所示。侧支撑8、 吊装主驱动电机以及小齿轮。吊装小齿轮将采用特殊吊装工具，须提前制作完毕。9、 将1#桥架a与b在地面进行连接，紧固螺栓后进行整体吊装。退出行吊之间须在桥架下安放可靠的支撑件。10、 组装1#桥架c部分。由于行吊的吊装范围有限，1#桥架c部分不能使用行吊进行吊装，根据实际情况，考虑使用50T汽车吊进行吊装。然后将桥架的支腿以及轮子安装上桥架，并将轮子放于轨道上。11、 组装撑靴系统。调整鞍架上撑靴油缸压板的间隙；吊装鞍架；吊装鞍架导向管；连接撑靴油缸及中心块；安装上部撑靴油缸、扭矩油缸以及耳轴；吊装下部撑靴油缸；吊装撑靴。进行推进油缸的安装。撑靴、鞍架、推进油缸以及撑靴油缸如下图所示。撑靴撑靴油缸总成鞍架12、 吊装托架以及门架，完成拖动系统以及拖动油缸的安装。托架以及门架的吊装13、 进行主机皮带机以及桥架皮带机的安装连接。14、 进行主机以及1#桥架上的各平台、钻机工作平台、服务梁、润滑油泵站、2台钻机泵站、清碴器、仰拱安装机以及TBM各服务吊机的安装等。15、 将步进时使用的主机支撑钢结构安装至撑靴下方。16、 吊装刀盘顶支撑以及顶侧支撑。先进行刀盘顶支撑、顶支撑油缸以及顶侧支撑的装配，再进行指形护盾的安装焊接，然后进行该支撑总成地整体吊装。顶支撑以及顶侧支撑总成17、 安装主机皮带机，安装桥架皮带机。吊装各泵站。18、 安装TBM主机所有吊机，并完成线路连接。19、 进行液压系统、水系统、空气系统以及润滑系统管路的连接，安装。20、 进行主机各部分监控系统，控制系统的安装接线工作。21、 进行步进系统管路以及电缆的连接工作。22、 吊装刀盘，安装刀具。23、 进行TBM主机各部分的检查工作，检查无误后，开始步进。四、临时支撑加工根据车间组装情况，临时支撑材料选用H型钢（250*255*14*14）以及10mm钢板。在H型钢两端焊接10mm厚钢板，钢板尺寸为400400mm，具体尺寸依现场实际情况而定。五、TBM拖车组装TBM每节拖车都是有若干部件组成，其部件多为型钢立柱、耐磨钢板和钢管等组成，部件之间多为螺栓连接。运输时根据每节拖车的构造将其拆卸成若干部件后分件运输。虽然每节拖车总重较大，但拆卸成若干部件后单块重量就较轻，多在20吨以下，故工地后配套组装区域，我们采用一台20t门吊进行组装，必要时采用汽车吊辅助组装。5.1组装场地规划 具体规划详见第六章5.2组装5.2.1 1#拖车组装5.2.1.1 1#拖车结构：1#拖车剖面图1#拖车侧面图5.2.1.2 1#拖车组装工艺流程：将1#拖车底板3摆在轨道上2（底板下的行走轮应提前焊接安装）安装1#拖车两侧立柱4安装1#拖车第二层平台8及其斜支撑14安装1#拖车左侧走台及栏杆5、32、26、28安装1#拖车右侧走台、泵站支架及栏杆37、33、38、27安装1#拖车二层平台右侧加宽平台9、支架7及栏杆15安装1#拖车二层平台上的皮带机支架安装1#拖车二层平台上部的三层平台立柱安装1#拖车三层平台20、12安装1#拖车三层平台上部的支架36安装1#拖车二层平台通往三层平台的楼梯10安装1#拖车三层平台上部的栏杆18、19。至此1#拖车框架已基本组装完成。由于一号拖车牵涉到主机部分整体步进所需，故应在主机整体步进前与主机相连。其风、水、管路可在其余拖车就位后再进行整体布置。5.2.1.3 1#拖车上的部设备及其摆放位置：5.2.2 2#拖车组装5.2.2.1 2#拖车结构：2#拖车剖面图2#拖车侧面图5.2.2.2 2#拖车组装工艺流程：将2#拖车底板3摆在轨道上2（底板下的行走轮应提前焊接安装）安装2#拖车两侧立柱4和5安装拖车第二层平台8安装2#拖车左侧走台6及栏杆11安装2#拖车右侧走台、混凝土喷射料仓16及栏杆24、25安装2#拖车二层平台左边加宽平台支架7及其平台9安装拖车二层平台围栏11、23安装拖车二层平台上部皮带机架37、38安装拖车框架其他小型零部件。至此2#拖车框架已基本组装完成。需要的是用机车推动其到主机拼装场地就位后统一安装风、水管线路及拖车上部摆放设备固定、接线、调试等下图为拖车的一些部件照片 拖车下部底板及立柱 拖车上部平台 拖车左侧走台及围栏 拖车二层平台加宽部分 2#拖车上部设备的摆放 3#拖车上部设备的摆放5.2.2.3 2#拖车上的部设备及其摆放位置：5.2.3 3#拖车组装5.2.3.1 3#拖车结构：3#拖车剖面图3#拖车侧面图5.2.3.2 3#拖车组装工艺流程：3#拖车底板3摆在轨道上2（底板下的行走轮应提前焊接安装）安装3#拖车两侧立柱4和5安装拖车第二层平台8安装3#拖车左侧走台6及栏杆11安装3#拖车右侧走台、混凝土喷射料仓16及栏杆24、25安装3#拖车二层平台左边加宽平台支架7及其平台9安装拖车二层平台围栏11安装拖车二层平台上右侧冷却水系统托架35安装拖车框架其他小型零部件。至此3#拖车框架已基本组装完成。需要的是用机车推动其到主机拼装场地就位后统一安装风、水管线路及拖车上部摆放设备固定、接线、调试等5.2.3.3 3#拖车上的部设备及其摆放位置：5.2.4 4#拖车组装5.2.4.1 4#拖车结构：4#拖车剖面图4#拖车侧面图5.2.4.2 4#拖车组装工艺流程：将4#拖车底板3摆在轨道上2（底板下的行走轮应提前焊接安装）安装4#拖车两侧立柱4和5安装拖车第二层平台8安装4#拖车左侧走台6及栏杆11安装4#拖车右侧走台16、旋转梯子23及栏杆25安装4#拖车二层平台左边加宽平台支架7及其平台9安装拖车二层平台围栏11安装拖车二层平台上部右侧皮带机托架35安装4#拖车二层平台上部吊机28安装拖车框架其他小型零部件。至此4#拖车框架已基本组装完成。需要的是用机车推动其到主机拼装场地就位后统一安装风、水管线路及拖车上部摆放设备固定、接线、调试等5.2.4.3 4#拖车上的部设备及其摆放位置：5.2.5 5#拖车组装5.2.5.1 5#拖车结构：5#拖车剖面图5#拖车侧面图5.2.5.2 5#拖车组装工艺流程：将5#拖车底板3摆在轨道上2（底板下的行走轮应提前焊接安装）安装5#拖车两侧立柱4和5安装5#拖车第二层平台8安装5#拖车左侧走台6及栏杆11安装5#拖车右侧走台16、旋转梯子23及栏杆25、26安装5#拖车二层平台左边加宽平台支架7及其平台9安装5#拖车二层平台围栏11安装5#拖车二层平台上部右侧皮带机托架30、空压机罐支架及干燥剂支架安装拖车框架其他小型零部件。至此5#拖车框架已基本组装完成。需要的是用机车推动其到主机拼装场地就位后统一安装风、水管线路及拖车上部摆放设备固定、接线、调试等5.2.5.3 5#拖车上的部设备及其摆放位置：5.2.6 6#拖车组装5.2.6.1 6#拖车结构：6#拖车剖面图16#拖车剖面图16#拖车侧面图5.2.6.2 6#拖车组装工艺流程：将6#拖车底板3摆在轨道上2（底板下的行走轮应提前焊接安装）安装6#拖车两侧立柱4和5安装6#拖车第二层平台9安装6#拖车二层平台右侧加宽平台10安装6#拖车左侧甲板11、支架8及围栏22、23安装6#拖车二层平台围栏22及左侧爬梯29、16安装拖车框架其他小型零部件。至此5#拖车框架已基本组装完成。需要的是用机车推动其到主机拼装场地就位后统一安装风、水管线路及拖车上部摆放设备固定、接线、调试等5.2.6.3 6#拖车上的部设备及其摆放位置：5.2.7 7#拖车组装5.2.7.1 7#拖车结构：7#拖车剖面图7#拖车侧面图5.2.7.2 7#拖车组装工艺流程：将7#拖车底板2摆在轨道上3（底板下的行走轮应提前焊接安装）安装7#拖车两侧立柱6安装7#拖车第二层平台8安装7#拖车左侧走台4及栏杆安装7#拖车右侧走台5及栏杆37安装7#拖车二层平台左右加宽平台9和10安装7#拖车二层平台围栏33、34、35安装7#拖车二层平台上的吊机立柱15及横梁22、23及电动葫芦56安装7#拖车三层楼梯及其护栏28安装7#拖车其他小型零部件。至此7#拖车框架已基本组装完成。5.2.7.3 7#拖车上的设备及其摆放位置：5.2.8 后部斜坡段及道岔组装由于后部斜坡段及道岔结构较为简单，仅有底板及其轨道总成，故组装时可先不运输至后配套组装区，以节约后配套组装区域空间，待后配套组装区内有足够空间后，可用吊车吊放进行组装。六、TBM现场组装场地布置本场地布置考虑到场地有限，TBM部件摆放要求紧凑。并且在300T门吊下方预留一条行车线路，保证汽车吊能辅助门吊作业。洞口场地主要摆放主机部件：300T门吊区域内主要组装主机及1#桥架。洞内在组装时仍需进车，故在刀盘区的门吊轨道上填出一条路，以供行车。同时，运输车也由此进入门吊区。因地方狭小，运输车辆需要如附图1所示，进入洞口区域再倒入门吊区域卸车。入场顺序要求从1#桥架后部大件开始依次向前，直至刀盘进场。图1 洞口区布置为了摆放物件及行车的方便，门吊范围内（弧形槽范围外）未到弧形槽顶面高度的地方需填到弧形槽顶面高度。刀盘摆放在离洞口最近的地方。因为300T门吊的前后跨距为16m，故在轨道的端部8m内为门吊吊钩到不了的吊运死角。刀盘焊接吊装占地13m（DIK423+365DIK423+378）。TBM前支撑、机头架和主轴承在卸车的同时安装。这就需要提前安装好步进弧形钢板等。紧跟其后摆放主梁前段和主梁后段。顶支撑和顶侧支撑将在门吊范围外先行用车吊拼装，然后用汽车吊吊至门吊范围内，再用门吊安装在主机上。仰拱块生产间场地主要摆放后配套部件：后配套到场后，依次进行组装。待主机和1#桥架组装完成并步进7m后，将组装完成的2#桥架和1#拖车推到军便桥上与主机连接，并将后部斜坡段及道岔与1#拖车连接。要求运输时，后配套区内2#桥架和1#拖车最先到达工地。后部斜坡段斜坡和道岔堆放在离军便桥最近的地方，待2#桥架和1#拖车组装完成后一起与主机进行步进作业。管片存放在后配套组装用两门吊轨道之间。在跨度20m的门吊和TBM之间留有一条通道，以供行车。场地需填充到离门吊轨道15m远（如图2示填充截止线），用来存放后配套上设备及小件。如到TBM进场时，没有足够的回填碴料，要保证足够的门吊范围内的回填，门吊以外范围从90站方向依次回填。在此种情况下碴料还不满足用量，则将TBM后配套分段组装、推进。图2 仰拱块生产区布置皮带输送机的部件最后进场，最好在TBM步进时进场。皮带输送机的部件堆放在洞口小部件零时存放区。七、TBM现场组装人员配置TBM组装人员配置工作范围人数备注电气系统10人技术电工4人以上流体系统40技术工人4人以上机械安装40技术工人4人以上行吊司机6持证上岗库房管理2责任心强工具管理2对各种工具有一定认识机电技术人员6对TBM有较深的了解翻译人员3人以上与老外进行沟通带班人员2组织TBM的组装工作合计111两班对倒，包括白班和夜班八、常用螺栓扭矩表 级别扭矩螺栓种类8.8级（NM）10.9级（NM）12.9级（NM）M82332M104664M1280110M16195275363M20385540780M246609301176M30135018502352M3623003200M4236505100M4855507800九、安全生产管理在TBM的组装过程中，安全是第一位的，要以预防为主，杜绝重特大事故的发生。9.1、作业活动中安全防护重点1、工件吊运和组装过程的起重作业。2、高处作业。3、物体打击。4、焊接作业。5、电工安装维修作业。6、设备机具操作等。9.2、安全技术措施1、安全教育培训：在TBM开始组装前，必须组织安全教育培训，主要