盾构组装方案.docx
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盾构组装方案
杭州地铁二号线5标
盾构区间
盾构组装方案
编制:
审核:
审定:
中铁隧道集团
杭州2号线SG2-5标盾构区间项目经理部
二0一0年八月
1、编制依据
①起重作业安全规程
②现场实际条件
③小松盾构性能参数
④同类工程设备吊装的施工经验
⑤150T和450T吊车性能和尺寸表
2、工程概况
杭州地铁2号线一期工程(东南段)位于杭州市主城区庆春东路、萧山区市心北路、市心路、市心南路、蜀山村、东周庄村、姚家畈村。
东南段自钱江路站(含新塘路站)至朝阳村站,长19.135km,设车站14座,一座车辆段及综合基地。
杭州地铁二号线SG2-5标段由建设三路站~振宁路站区间、振宁路站~外环路站区间(8、9号盾构)两个区间组成。
本标段空间位置见图2.1。
图2.1工程平面位置
建设三路站~振宁路站盾构区间线路出建设三路站后,沿市心北路向北延伸至振宁路站,区间下穿的市心北路宽58.0米,交通量较大,路两侧建筑物较多,区间上方管线较多,主要铺设在市心路两侧,主要为供水管、雨污水管,管线最大埋深约3.0~4.0米。
振宁路站~外环路站盾构区间线路出振宁站后,一直沿市心北路向北延伸,下穿机场路市心路立交桥、高压线塔,最后到达外环路站。
本工程两个区间由两台盾构负责区间隧道掘进,两台均由振宁路始发,分别沿着上行线掘进,贯通后井下调头,再沿着下行线的掘进,最后在振宁路站解体转场。
各区间隧道里程桩号见表2.1:
表2.1隧道里程表
区间隧道
起、终点里程
区间长度(m)
最小平曲线半径
最大纵坡(‰)
埋深范围(m)
联络通道位置
建设三路站~
振宁路站
SDK9+439.502~
SDK10+620.482
上行线1180.98
500m
21.788
9.2~16.4
上行线SDK10+031.19
SDK9+439.502~
SDK10+620.482
下行线1171.581(短链9.399m)
振宁路站
~
外环路站
SDK11+058.582~SDK12+500.93
上行线1442.348
700m
22
9.7~17.6
上行线SDK11+651.600、SDK12+106.779
SDK11+058.582~SDK12+500.93
下行线1430.496(短链11.852m)
3、小松盾构外形尺寸、重量
小松盾构主机长8.68m,外径6.34m,全长61.38m,单件最长为双梁右侧,长13.78m,整机重约357t,单件最重为前体,重90t,盾构解体后主要部件的外形尺寸、数量、重量如下表:
部件名称
外形尺寸(mm)
重量(t)
备注
刀盘
φ6330*1400
(外径*长度)
27
前体
φ6340*3500
(外径*长度)
90
中体
φ6340*1500
(外径*长度)
83
拼装机
φ4630*3000
(外径*长度)
16
盾尾
φ6340*3743
(外径*长度)
27
分上下两个半环
螺旋机
9900*1200*1550
(长*宽*高)
11
工作平台
6418*5100*3376
(长*宽*高)
9
双梁(左梁)
13160*1668*2619
(长*宽*高)
9
双梁(右梁)
13780*1105*2468
(长*宽*高)
7
1#车架
8300*5200*4200
(长*宽*高)
17
下井时,如皮带机1#机架已置于车架顶部,则重量增至18T
2#车架
7500*5200*4200
(长*宽*高)
14
下井时,如皮带机2#机架已置于车架顶部,则重量增至15T
3#车架
7800*5200*4200
(长*宽*高)
15
下井时,如皮带机3#机架已置于车架顶部,则重量增至16T
4#车架
8360*5200*4200
(长*宽*高)
21
下井时,如皮带机4#机架已置于车架顶部,则重量增至22T
5#车架
9300*5200*4200
(长*宽*高)
11
下井时,如皮带机5#、6#机架已置于车架顶部,则重量增至13T
4、起重机械的选用及性能参数
根据盾构解体后单个部件的外形尺寸和重量,拟选用一台450t履带吊完成吊装工作,选用一台150t汽车吊配合翻转。
其性能表和尺寸图如下所示:
450吨履带吊车性能表
臂长(m)幅度(m)
16
20.9
25.7
30.5
35.3
38
40.2
45
49.8
54.6
60
2.5
3
295
270
4
252
242
227
5
218
218
207
195
6
192
193
191
178
161
123
7
170
172
172
165
154
116
115
8
153
155
155
154
146
108
107
93
9
139
140
140
139
138
101
99.5
89
78.5
10
127
128
128
127
129
93.5
93.5
83.5
75
66
11
116
118
118
117
118
86.5
87
78.5
71.5
63.5
56
12
106
107
108
107
108
81.5
81
73
67.5
61
54.5
13
97
98.5
98.5
100
99.5
77
76.5
69.5
64
58.5
53
14
91
91
92.5
91.5
72
72.5
65.5
60
56
51
15
85
86
85.5
85
67
68
61.5
57
53.5
49
16
79
80
79.5
79
64
64.5
58
54.5
51
46.5
18
70
70
69
58
59.5
52.5
48.5
46.5
43
20
61.5
61.5
60.5
51.5
54.5
47.5
44.5
42
39.5
22
53.5
53.5
52
46.5
50
43
40.5
39
36
24
46.5
45.5
42
47
39.5
36.5
35.5
33.5
26
41.5
40
37
41.5
36
34
32.5
31
28
37
32.5
37
33.5
31.5
30
28.5
30
34.5
28.5
33.5
31.5
29
28
26
32
31
25.5
30
29.5
27
26
24.5
34
24
27
27.5
25
23.5
22.5
36
25
25
23
22.5
21
38
23
21.5
21
19.6
40
21
20
19.8
18.5
42
19.1
18.3
17.4
44
17.5
16.7
16.4
46
16.1
15.3
15.3
48
14
14
50
12.8
12.8
52
11.8
54
10.8
56
9.9
450T履带吊机尺寸图
150吨汽车吊性能表
工作半径(m)
吊臂长度(m)
13.9
17.7
21.3
25
28.7
32.3
36
39.6
43.1
52.8
3
140
3.6
126.9
65.2
64.4
4
122.9
65.1
63.7
4.5
108.9
65.1
63.9
56.5
5
99.8
65.1
61.4
55.4
6
80.3
65
56.6
51.7
46.6
40.8
7
68.9
62
53.3
47.2
43.9
37.8
33.1
31.5
8
58.7
57.1
48.1
44.6
30
34.4
31.9
30.2
9
49.4
49.2
44.9
41.2
35.8
31.9
29.8
27.2
27
10
42
41.9
41.6
35.7
33.8
29.5
27.2
25.4
24.8
12
29.8
29.8
29.2
27.7
24.6
23.3
21.8
21.3
17.6
14
21.6
21.6
21.6
21.6
21.4
20.4
19.5
17.4
16
16
16.3
16.3
16.3
16.3
16.3
16.3
15.2
13.7
18
12.6
12.6
12.6
12.6
12.6
12.6
12.6
12.2
19
9.7
9.7
9.7
9.7
9.7
9.7
10.7
23
6.7
6.7
6.7
6.7
6.7
9.1
26
4.6
4.6
4.6
4.6
4.6
6.8
29
3
3
3
3
4.5
35
1.7
1.7
1.7
3
38
0.5
0.5
1.8
41
0.9
150T汽车吊尺寸图
4.1关键参数的计算与校核
盾构解体后最大重量为前体90t,最大外形尺寸:
φ6340mm×3500mm,吊车滑轮组重2t,则最大起重量W=K1(G+g)=1.1×(90+2)=101.2t
式中:
K1-动载系数、取值=1.1G-设备吊装重量90tg-滑轮组重2t
根据现场条件450t履带吊车的最大工作半径不超过10m,由性能表查知,工作半径10m,臂长16m的起重量为127t>101.2t,而150t汽车吊只用于配合翻转,不承受主要重量,故选用的起重机械完全满足吊装要求。
4.2吊具的选取
(1)由前面计算可知,滑轮组的受力为101.2t,450t履带吊车滑轮组满足要求。
(2)主吊钢丝绳
索具配备:
Q取90t,索具与水平夹角取α=86°,运载系数K取1.1,则索具受力P=Q*K/(4*sin86°)=27.6t
a、主吊钢丝绳规格:
6*37+1—170—60.04只头,实际破断力S破=194.4t,钢丝绳工作系数工作K值=S破/P=7.04≥[K]=≥6~8
配备:
φ56钢丝绳14m一副,卸扣55t级合金钢。
b、副吊钢丝绳规格:
最大受力:
Smax(平卧状态始吊时)Q59%=59t
配备:
卸扣35t级合金钢,φ43钢丝绳4只头、双股
5、前期准备工作
根据盾构设备的特殊性,在设备组装前前期准备工作的必须完善方能进行设备组装工作,前期准备工作主要包括以下几个方面:
5.1人员准备
根据盾构组装需要配置人员数量,严格进行人员分组,按照人员分组进行组装前相关事项的详细安全学习、交底工作。
5.2场地准备
场地准备主要分为:
吊车场地、主机场地、后配套拖车场地、主机始发架的安装等准备工作;根据七标施工实际情况,进行车辆调配工作及吊装工作。
5.3组装设备准备
由于受项目场地限制,起重设备必须先于运输车辆到达施工场地,并按吊装要求进行摆放正确。
由于受始发井尺寸限制,盾构主机在组装过程中需前移,故还需相关设备,如:
泵站+液压千斤顶
5.4风水电准备
风:
风的准备主要包括打气泵、风炮以及风炮用套筒的准备,主要用于设备组装时连接螺栓的快速紧固
水:
根据需要使用
电:
提供小型电动机具的动力,如:
打气泵、电钻、手砂轮等
5.5组装工具准备
设备的组装包括各种钢结构件、油管、电线连接等,要完成这些工作必须依靠相关工具、材料才能完成,主要工具包括:
各型扳手、钳子、手动葫芦以及电动工具等。
5.6组装材料准备
组装材料的准备,主要包括:
钢丝绳、卸扣、型钢、方木、木板和一些应急物资。
盾构机组装主要设备、机具如下:
盾构组装专用机具表
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
汽吊车
450T
台
1
2
汽车吊机
130T
台
1
3
始发台架(含螺栓)
套
1
4
液压千斤顶
80t
台
2
5
普通液压泵站(含管线)
350bar
套
1
6
链拉葫芦
1.5T
个
4
7
链拉葫芦
3T
个
4
8
链拉葫芦
10T
个
2
9
液压扳手(含泵站)
套
1
紧固螺栓
10
打气泵
1m3
台
1
紧固螺栓
11
风炮
台
1
紧固螺栓
12
电焊机
BX1-400
台
1
13
手砂轮
125
1
6、组装工序
6.1始发架的定位安装
按照工程部技术交底精确定位始发架,前后左右用14a槽钢支撑固定。
6.2站台钢轨铺设
按照工程部技术交底精确定位轨枕及安放钢轨,轨枕采用10#槽钢制作,钢轨使用38轨。
轨枕图如下:
站台轨枕图(不含拖车轨道)
站台轨枕图(含拖车轨道)
6.3后配套与双梁吊装
始发架安装结束及站台轨道铺设好后,拖车下井,吊装顺序为:
5号拖车→4号拖车→3号拖车→2号拖车→1号拖车→双梁右侧及走道→双梁左侧及走道。
待所有拖车都下井安装好后,双梁后端按安装要求直接连接到1号拖车上,前端采用钢架支撑并与放置于管片车上,以便于1号拖车及双梁的后移
拖车下井图
双梁下井图
6.4主机下井
受施工场地限制,不管是主机还是后配套均不能全部进入施工场地,必须按组装顺序分时分段进场,在卸主机时必须在起吊前体、中体、刀盘后就直接下井。
(1)前体下井
前体在450T履带吊及150T汽车吊配合下由平放翻转至立放。
然后撤除150T吊机的吊具,由450T履带吊缓慢吊送到始发架上,离前环框梁180cm距离处。
前体在下井前将两根软绳系在其两侧,向下吊运时,由人工缓慢拖着,防止前体扭动。
前体停放在始发台后,由测量组进行旋转角度的测量及调整。
前体下井图
(2)中体下井
翻转及下井同前体一样。
吊送到始发台上后进行与前体的对位,注意安装和保护好铰接密封,按照技术交底安装前体与前体的联接螺栓,对接完后进行铰接油缸的连接、螺栓的安装并预紧。
中体下井图
(3)刀盘下井
刀盘翻转及下井同前、中体一样。
送到始发台上与前体连接后按照技术交底安装密封圈及紧固联接螺栓。
刀盘下井图
(4)主机前移
刀盘、前体、中体下井连接后,在始发台上安装推力座,用80T油缸将主机后推,直到主机离后内衬墙90cm距离处。
主机后移
(5)盾尾下部下井
用150T汽车吊将盾尾下部吊装下井,安装好密封圈后并与中体对接。
下部盾尾下井
(6)安装管片拼装机
其翻转及下井同中体一样,下井安装后再进行梁的定位和安装。
拼装机下井
(7)螺旋输送机下井
首先将螺旋输送机的螺旋杆收回圆筒内,总长为10.8米左右。
由两台吊车配合吊入井下,大倾斜角度将前端头下至接近拼装机底时,用手拉葫芦将前端头吊在盾构主机内预先焊接好的吊耳上,这样可以撤除前端头的吊机,手动葫芦将底端向刀盘方向拉近,同时吊车向后根据需要移动,螺旋机延管片安装机内空间缓慢移至前体,慢慢送进,直到用10T的手拉葫芦更换下另一个吊点。
前端头圆筒处的法兰与前体对接,安装密封和紧固联接螺栓(严格按照设物部技术交底力矩紧固)。
螺旋机下井
(8)工作平台下井
工作平台由150T汽车吊下井。
穿过管片拼装机中心与中体对接,并按技术交底力矩紧固。
工作平台下井
(9)盾尾上部下井
用150T汽车吊将盾尾下部吊装下井,并与中体对接。
对接完后进行铰接油缸的连接、螺栓的安装并预紧。
盾尾上部下井
6.5管线连接
在工作平台下井对接后开始各部位的液压及电气管路连接,管线连接后严格检查液压管路连接和电气线路连接。
6.6上下盾尾对焊
待上部盾尾与中体对接好后,按技术交底将上下盾尾对焊成一整体,以防盾构机外部泥水进行隧道内。
7、设备吊装
7.1一般方法及吊装原则
(1)设备吊装遵循先大后小、先难后易、先高后低、先里后外的原则进行吊装。
(2)刀盘、前体、中体、盾尾平放部件,翻立时采用450T履吊机和150T汽车吊机配合起吊。
(3)设备吊装时,应充分考虑到设备吊装就位时,设备是否会碰吊车臂杆,吊车臂杆的高度是否满足设备吊装高度的要求。
吊车的额定荷载是否大于设备的吊装荷载等。
(4)采用大型吊车吊装设备时,应考虑到地面的承载能力,当地面的耐压力不能满足承载要求时,必须采取铺垫石块、碎石,然后铺垫钢板等措施来增大地面承载能力。
(5)若设备无吊耳,需对设备捆绑吊装时,应对设备捆绑位置进行保护,防止设备受损,可采取垫一圈木板进行保护的措施。
(6)大型设备吊装前,应进行试吊,并组织相关人员对吊装工作及机索具进行全面检查,经检查确认无问题后,方可正式起吊。
7.2技术及安全措施用料计划
序号
材料名称
规格型号
单位
数量
1
枕木
2500×220×160
根
20
2
钢板
δ=30mm
m2
5
3
钢板
δ=20mm
m2
10
4
碎石
m3
根据现场确定
5
钢管
φ100
m
120
6
钢管
φ80
m
120
7
工字钢
175a
m
50
8
安全带
付
10
9
麻绳
m
60
7.3试吊要求措施
(1)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。
(2)起吊过长过大等大型重吨物件时,必须先试吊,离地不高于0.5m,经检查确认稳妥,并用围绳牵住吊物保持平衡,方可指挥起吊运行。
要求试吊2次方可正常吊运。
(3)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耳的焊接质量,并经试吊,确认安全可靠,方可指挥起吊翻身。
(4)吊机进场组装须避让场地上空物件。
(5)吊运物上的零星物件必须清除,防止吊运中坠落伤人。
7.4吊装安全措施
(1)为了确保本工程设备吊装安全,在设备运输吊装施工及实施过程中,应成立吊装安全保证体系来推动检查、监督吊装过程中的安全工作,安全保证体系如下:
管理层→指挥层→作业层
安全质量保证体系岗位职责应符合下表中规定:
职能
岗位
职责
管理层
项目负责经理
全面负责吊装施工
项目机电负责总工程师
施工方案编制及技术总指导
安质部部长
安全、质量总监督检查
指挥层
计划调度
劳动力组织、机具调派
责任工程师
编制施工方案并负责实施监督
项目专职安全员
配合安全负责人安全检查
施工班长
组织班前会、岗位作业
作业层
起重队负责人
组织班组岗位作业
吊装指挥人
岗位作业
起重工
岗位作业
司机和操作员
保证机械安全运行、对规定部位监督
机电维修组装班人员
设备组装
(2)准备充足的物资、工具、动力设备,重要的要有备用品应急。
(3)制定详细的组装技术方案,并对作业人员进行装机技术培训和进行安全技术措施交底。
(4)盾构机吊装由具有资历的专业队伍负责起吊。
(5)工作过程中,不方便直接指挥协调的工序,采用对讲机进行联系,派专人进行指挥。
(6)吊装时,吊物吊钩下严禁站人。
(7)高空作业时必须系好安全带。
(8)加强现场洞外施工场地的用电管理、照明,保证场地作业有足够的光线。
(9)各种吊运机具设备正式使用前必须组织试吊、试运行。
(10)起重作业人员要严格执行《起重作业安全操作规程》,确保组装作业人员的安全。
(11)每班作业前按起重作业安全操作规程及盾构机制造商的组装技术要求进行班前交底,严格按照起重安全规定执行。
(12)组建组装作业班承担盾构机组装工作,每班由现场值班工程师负责。
(13)大件组装时应对始发井端头墙进行严密的观测,掌握其变形与受力状态。
(14)吊机起吊大件时,观测吊机工作区域地层是否沉陷。
(15)安质部具体负责现场吊装、组装的秩序维护,确保整个盾构组装过程的安全。
(16)所有参加吊装作业的人员在组装前都必须接受安全部门的安全教育。
(17)不使用经检查不合格的吊车、吊具、索具。
(18)所有吊装用的机具、吊具在吊装前均应注油润滑。
(19)高空作业时禁止高空抛投物件,五级以上大风禁止吊装作业。
(20)吊机行走道路必须结实可靠,必要时铺设石块、钢板以确保吊车行走安全。
(21)参加作业的人员要统一信号、统一指挥、精心组织、精心施工。
(22)吊装区域要设置警戒线,非作业人员禁止进入警戒区。
8、调试
8.1空载调试
盾构机组装和连接完毕并确定无误后,即可进行空载调试。
主要调试内容为:
配电系统,液压系统,润滑系统,冷却系统,注浆系统,以及各种仪表、传感器的校正。
8.2负载调试
空载调试盾构机各系统运转后即可进行负载调试。
负载调试的主要目的是检查各种管线及密封的负载能力;使盾构机的各个工作系统和辅助系统达到满足正常生产要求的工作状态。
通常试掘进时间即为对设备负载调试时间。
负
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- 关 键 词:
- 盾构 组装 方案
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