22盾构下井组装及调试.docx

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22盾构下井组装及调试

3-2-22盾构下井、组装、调试、验收、拆卸及运输

1前言

1.1概述

盾构机的下井、组装、调试、验收、拆卸和运输工序是盾构施工前准备工作的基本内容。

盾构机在出厂验收合格，工地现场准备就绪后盾构机即可进场。

由于盾构机直径大，重量大，运输过程中会一定程度上影响交通，所以盾构机运输一般在晚上人少车少的时候进行。

盾构机运到工地后一般是用两台大吨位吊车配合翻身后由主吊分别将盾构机的前体、中体、刀盘和盾尾吊至井下进行组装。

组装完成后即进入盾构机调试阶段。

在对盾构机各大系统调试完毕确定没有问题后，组织各方人员参加对盾构机进行始发前的验收。

验收合格后在其他各项准备工作均作好的前提下盾构机即可始发。

区间隧道掘进完成后，待盾构机到达并对盾构机进行清理后即可对盾构机进行井下解体拆卸吊出地面，运输至下个工地或专用场地进行检修保养。

1.2适用范围

适用于城市地铁单圆盾构机的下井、组装、调试、验收、拆卸及运输。

2盾构下井、组装、调试、验收、拆卸及运输施工工艺

2.1盾构下井、组装、调试、验收施工工艺流程

盾构下井、组装、调试、验收施工工艺流程如图2-1所示。

图2-1盾构下井、组装、调试、验收施工工艺流程图

盾构拆卸的施工工艺流程与此顺序正好相反。

2.2盾构下井、组装、调试、验收施工

2.2.1盾构机进场

盾构机分解为刀盘、前体、中体、盾尾、螺旋输送机、管片拼装机等多块运输进场，一般软土用盾构整机重量约300t，最大单块重量95t。

如小松、三菱、石川岛、国产863盾构等。

如是用于硬岩或复合地质的盾构机，其自身重量要更大一些。

如海瑞克等。

盾构机的运输一般委托有资质并有相关业绩的运输公司承运，将盾构机的部件分批运至工地盾构始发井处。

2.2.2盾构下井

作业场地分成存放区和吊机吊装区。

盾构下井前，吊机工作场地必须坚实平整，地基承载力须大于25KN/m2，并足以承受吊车自重和所吊单件最大重物的重量之和，以确保吊装安全。

盾构机组装采用分部下井组装方案，经分析验算和借鉴以前盾构下井的经验，综合吊机的起吊能力和工作半径，用一台300t履带主吊机和一台150t副吊机配合进行盾构机吊装作业。

盾构吊装下井过程中可以参考表2-1、表2-2中在不同跨距情况下吊机能吊起的最大重量作为安全控制参数。

吊装下井时专人统一指挥，作到匀速慢速平稳起吊和下放，保证吊装安全。

如盾构始发井长度足够，盾构下井的顺序通常是先按盾构机车架5、4、3、2、1的顺序下井，然后再按支承环、切口环、刀盘、上盾尾、螺旋机、下盾尾、双梁的顺序下井安装。

如遇盾构始发井长度不能足够摆下盾构机和车架而需要转接的话，则让5个车架摆在地面上连接好而只让盾构机主机下井。

盾构主机与车架通过转接管线路连接起来。

待盾构掘进到隧道内足以摆放下5个车架后再将车架吊装下井进入正常施工阶段。

2.2.3盾构机组装

盾构组装顺序如下：

（1）依次将后配套车架及附属设备吊入井下，用卷扬机拉入车站内；

（2）将皮带输送机分段吊入井下，将螺旋输送机和连接桥吊入井下，并拖至车站内；

（3）依次将盾构机的切口环、主轴承、刀盘吊入井下始发基座上进行组装；

（4）将已组装好的刀盘和切口环向前推移并留下空间，用于装配支承环和盾尾；

（5）分别将支承环和盾尾吊入井下组装；

（6）盾构机主机和后配套车架连接；

（7）液压、电气等系统组装调试。

（8）始发段掘进完成后，吊装后续车架下井，实施车架转换。

盾构正常组装顺序如下图2-2～2-12所示。

表2-1300吨吊机（P&H5300）性能表

跨距/扒杆长度

21m

24m

27m

30m

33m

36m

39m

42m

45m

48m

51m

54m

57m

61m

5.4m

272.70

6m

246.20

7.5m

199.50

199.08

190.00

181.80

9m

166.19

165.74

145.00

144.10

144.00

136.30

10.5m

136.80

136.84

113.30

112.70

112.50

112.00

112.00

111.60

111.00

12m

112.04

93.00

93.00

91.90

91.90

91.90

91.90

91.90

91.70

91.50

91.30

91.10

13.5m

94.57

78.40

78.40

77.70

77.70

77.60

77.60

77.40

77.10

77.00

77.00

76.50

76.40

76.20

15m

81.69

68.00

67.90

67.50

67.30

66.80

66.80

66.50

66.30

66.10

65.90

65.70

65.60

65.30

18m

63.86

53.00

52.90

52.20

52.00

51.90

51.80

51.50

51.30

51.00

50.80

50.50

50.50

50.10

表2-2150吨吊机（（IHI）CCH1500EIII）性能表

跨距/扒杆长度

18m

21m

24m

27m

30m

33m

36m

39m

42m

45m

48m

51m

54m

5m

150.0

6m

140.0

138.8

7m

123.8

123.6

123.4

123.2

8m

99.4

99.2

99.1

99.0

98.9

98.8

9m

82.8

82.6

82.5

82.4

82.3

82.2

82.1

81.9

10m

70.8

70.6

70.5

70.4

70.3

70.2

70.1

59.9

69.8

69.6

12m

54.9

54.7

54.6

54.5

54.4

54.3

54.2

54.0

53.9

53.7

53.6

53.5

53.4

14m

44.8

44.6

44.5

44.4

44.3

44.2

44.1

43.9

43.8

43.6

43.5

43.4

43.3

16m

37.3

37.6

37.5

37.4

37.3

37.2

37.1

36.9

36.8

36.6

36.5

36.4

36.3

2.2.4盾构机的检测、测试

盾构机组装中的检测、测试内容如下：

（1）对焊接部件进行磁探伤；

（2）刀盘上刀具：

安装牢固性、超挖刀伸缩；

（3）检查刀具的转动情况：

转速、正反转；

（4）铰接千斤顶的工作情况：

左、右伸缩；

（5）推进千斤顶的工作情况：

伸长和缩短；

（6）管片安装器：

转动、平移、伸缩；

（7）真圆器：

平移、伸缩；

（8）油泵及油压管路；

（9）润滑系统；

（10）过滤系统、冷却系统、配电系统、操作控制板上各项开关装置、各种显示仪表及各种故障显示灯的工作状况。

2.2.5盾构机调试

（1）空载调试

盾构机组装和管线连接完毕后,即可进行空载调试。

主要是检查设备是否能正常运转。

主要调试内容为：

配电系统、液压系统、润滑系统、冷却系统、控制系统、注浆系统以及各种仪表的校正。

电气部分运行调试：

检查送电→检查电机→分系统参数设置与试运行→整机试运行→再次调试。

液压部分运行调试：

推进和铰接系统→螺旋输送机→管片安装机→管片吊机和拖拉小车→泡沫、膨润土系统和刀盘加水→注浆系统→皮带机等。

调试工作在安装完成后1～2周内完成。

盾构机在完成了各项目的检测和调试合格后，即可认定盾构机已具备工作能力，可以进行初始掘进工作。

（2）负载调试

空载调试证明盾构机具有工作能力后，即可进行盾构机的负载调试。

负载调试的主要是检查各种管线及密封设备的负载能力，对空载调试不能完成的工作进一步完善，以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。

调试工作由专业人员负责，调试工作完成后设备应该达到合同规定的技术状态。

2.2.6盾构机验收

盾构机的验收包括厂内验收和工地验收。

（1）厂内验收

盾构机各组成部件在工厂内安装完毕后，即可依据盾构机整机验收大纲对其进行试运行。

厂内验收大纲项目包括：

盾体、刀盘、刀盘驱动、管片拼装机、管路循环系统、后配套拖车、人闸、螺旋输送机、皮带输送机、泡沫单元、电气系统、控制面板。

当各项指标都满足验收大纲的要求时，方可认为验收合格。

（2）工地验收

盾构机各部件在工地盾构工作井下安装完毕后，即可依据工地验收大纲对其进行试运行。

工地验收大纲项目与盾构机在工厂内验收项目基本相同。

当各项指标都满足验收大纲的要求时，方可认为工地验收合格。

2.3盾构机解体拆卸、吊出和运输转场

盾构在完成区间隧道的推进后，进入接收井内事先架设好的接收架上，此时后续台车部分仍留在隧道内。

在准备拆卸解体盾构机之前，先把盾构的高压电源切断。

在断电前，必须做好断电前的准备工作，如把推进千斤顶全部缩回，双梁葫芦停放在盾构机体内、拼装机转到宜于起吊的位置（抓举头朝下），排尽土舱及螺旋机内的弃土等，并做好包括冲洗注浆注泥管道在内的清洁工作。

盾构机的拆解顺序与井下装配工作顺序相反。

拆解时同样要特别注意安全,按预定的拆解方案按部就班进行。

拆除螺旋机和管片拼装机以及中心横梁，将拆卸下的机械临时放置在隧道内，然后将盾尾与连接桥分离，分别将上盾尾、操作平台、螺旋机、下盾尾、连接桥从井内吊出。

将刀盘、切口节和支承环拆开后分别从井内吊出。

将隧道内的台车逐节移至井内后再吊到地面。

盾构机的吊出和转场一般由专业的大件运输公司来实施。

转场地点根据施工情况而定,如另一区间马上要使用该盾构机进行掘进施工，则直接运至该区间盾构工作井下进行组装调试。

如因其他原因该盾构机长时间不能投入施工，则应安排专门的存放地进行盾构机组装维修调试或动态保养。

转运前盾构机的存放地要提前平整好，作好高压电接入口，待盾构机运至存放地后即可进行组装调试。

盾构机动态保养应由专门的盾构机司机负责执行，一般每个星期进行两次动态保养。

盾构机的动态保养属于空载运行,就是对盾构机进行热身。

保养时各部均应进行多次动作,运转过程中各部均无异常，持续运行至盾构机各部温度升起来后即可停机。

如运转过程中有异常情况发生，应立即进行故障排除，直至一切正常后方可停机。

3劳动力组织

表3-1劳动力组织配置表

序号

工种

单位

下井

组装

调试

验收

拆卸

转场运输

1

管理人员

人

3

1

2

3

1

3

2

机修工

人

6

8

6

4

8

6

3

液压工

人

4

6

4

2

6

4

4

电工

人

2

4

4

2

4

2

5

起重工

人

4

2

2

1

2

4

6

焊工

人

2

6

2

1

6

2

7

辅助人员

人

8

4

4

2

4

8

4主要机具设备配置

表4-1主要机具设备配置表

序号

设备、机具、材料名称

单位

数量

备注

1

履带吊主吊（250t以上）

台

1

90.0t/8m（压铁100t）

2

汽车吊副吊（100t以上）

台

1

48.9t/9m（压铁14t）

3

50t汽车吊

台

1

组装时临时下料

4

10t、5t、3t、2t手拉葫芦

台

各2

5

20t用滑轮

台

2

6

钢丝绳

米

适量

7

各型卸扣

个

若干

8

直流弧焊机（配接20m龙头线；10m搭地线）

台

2

500A

9

气割设备（配经标定的调节阀）

套

5

10

砂轮切割机

台

1

11

150t、80t、40t、10t平板车及货运车辆

辆

适量

5质量控制要点

5.1盾构下井安装质量控制要点

（1）盾构机部件下井前，吊机水平支腿必须伸足，吊机应确保处于水平姿态。

（2）吊件起升过程中，操作必须平稳，速度均匀，避免起升和变幅钢丝绳受冲击力。

（3）垂直起吊各部件，严禁斜吊。

（4）使用副吊对切口环、支撑环组件进行翻身时应注意：

1）进行切口环、支撑环组件翻身作业时，副吊的吊索与吊件接触形成的拐角处应用厚橡皮衬垫，防止钢丝断丝。

2）当吊件处于水平姿态时，由于主吊吊点与副吊吊点距吊件重心距离不等，副吊实际承载量将大于主吊的实际承载量，要考虑到该影响因素。

3）吊点使用的卸扣应保证在吊件翻身时，能自由转动，不许发生突然冲击。

5.2盾构组装过程质量控制要点

（1）盾构组装过程中，盾构前体、中体、刀盘和盾尾之间的连接螺栓一定要连接齐全可靠，每一颗螺栓必须按规定的扭矩拧紧。

（2）组装过程中要尽量避免连接配合部位之间的碰撞，以确保装配质量。

（3）在盾构机体与各车架的连接过程中，各大系统及管线路的连接一定要正确，不得接错。

否则会给调试过程增加很大的难度和工作量。

5.3盾构调试的质量控制要点

（1）盾构调试过程中尽量分系统进行，分别对各大系统进行检验。

这样在调试过程中如遇故障也能尽快排除故障。

（2）对盾构各系统进行调试时可分为空载调试和负载调试两种。

比如对盾构机刀盘、螺旋机、拼装机、推进系、单双梁、皮带输送机、电气控制系、液压系统等。

其中拼装机、单双梁、液压系统除了要进行空载调试外，还要进行带负荷重载调试。

1）对盾构机刀盘切削系统的调试除了要测试刀盘转速是否符合设计要求外，还应检测仿形刀的工作情况是否正常。

2）对于带铰接的盾构机，还要对其铰接系统的工作情况进行检验。

3）液压系统的重载调试实际上就是对液压系统进行“并压”试验，检查各系统在长时间“并压”情况下各液压控制元件是否工作正常，各管路接头处是否渗漏液压油，油封是否能够承受得住长时间高压的作用等。

5.4盾构验收质量控制要点

盾构验收分工厂内出厂前的验收和盾构到工地后始发前的验收两种

（1）出厂前的验收

对盾构机进行厂内验收要有业主方、监理人员参与见证，施工单位主持对盾构厂家生产的用于本工程的盾构进行验收。

验收主要还是对盾构机每一个系统进行模拟掘进状态时的检验，看各系统工作是否正常，并针对验收的情况提出整改意见。

待所有整改项目全部完成并经施工单位确认后方可出厂。

（2）工地始发前的验收

对盾构机在工地始发前的验收是盾构机到施工现场组装调试完成后对盾构机投入使用前的最终检验。

程序和盾构机在厂内出厂前验收的程序基本相同。

直到确定各系统均无异常后方可进行盾构机的始发掘进施工。

5.5盾构拆卸质量控制要点

盾构机的拆卸的施工顺序与组装相反，在拆卸过程中如有可能尽量在各个拆开处作好记号以便于下次组装。

拆卸下来的部件一定要轻吊轻放，避免撞击。

各拆开的油管接口一定要用口袋把接头封住，避免进水或泥沙。

各拆开的电线接口也要用绝缘胶布包扎好。

5.6盾构运输转场控制要点

盾构机的转场由于是大件运输，超宽超重。

所以转场前一定要多次勘查场地和运输行进的路线，一般选在夜晚车少人少的情况下进行。

运输过程中车辆行进一定要匀速慢速，避免冲击。

车辆两侧在夜间要有轮廓警示标志，必要时要请求当地交通部门警车开道护送。

6安全注意事项

6.1安全保障措施

（1）施工现场设置责任牌和警示牌，加强各级责任性和安全意识。

下井施工人员要提高安全意识，坚持“安全第一，预防为主”的方针。

（2）在布置盾构机下井、组装、调试、验收、拆卸及运输施工的同时要布置安全工作，加强安全生产责任制，贯彻“谁为主，谁负责”的原则，做到人人注意安全，保证施工安全。

（3）各特种作业人员（如电焊工、电工、起重吊装司索工）要持有效操作证上岗。

（4）在施工区域必须正确戴好安全帽。

二米以上登高作业，必须佩戴安全带并加以使用。

立体作业时不乱扔物。

多人操作时，注意相互配合，统一指挥，做到“三不伤害”。

（5）盾构下井过程中在吊运过程中，严格遵守“十不吊”规则。

下井前对需要吊索全面检查并涂色标。

下井时注意观察井下施工环境，注意避让。

不在“下风”操作。

吊件下严禁站立和作业。

（6）在盾构机内部和外壳施工时要搭脚手架，脚手板至少二块（每块300mm）；脚手板搭头不少于300mm，二头要用钢丝扎牢。

脚手架边要有护栏绳，高度1.2m。

走道要设至支承环，要设置铁栏杆，栏杆高度不低于1.1m。

（7）盾构组装过程中使用氧气电焊等明火作业时一定要严格遵守“十不烧”准则。

明火作业前要清理场地，清除易燃易爆物品，设置消防器材。

明火作业时应设有专人监管，特别注意严防木质脚手板被切割铁水火花炭化。

明火作业后，专人检查施工工地，消除隐患。

（8）狭小部位要双人监护和交替操作。

照明要用低压或手电筒。

（9）施工场地要做到工完料清、文明整洁。

6.2应急处理措施

（1）预知可能发生劳动灾害时，应该立即采取停止作业，及作业人员退避等必要的措施。

（2）工地常备应急车辆。

（3）作业点备有完好的灭火器或水皮带，随时可以启用。

（4）工地备好采用外伤及烧伤药物。

如：

创可贴、消毒药水、药棉、纱布、防烧伤药膏等。

（5）被烧伤处（尚未破皮的条件下），速用清水冷却，避免烧伤向深度方向扩展。

7工程实例

7.1工程简介

上海地铁9号线一期R413七宝至中春路盾构下井、组装、调试、验收、拆卸及运输施工简况如下：

该区间盾构于2006年2月15、16日开始下井，历时20天组装，调试5天，于2006年3月10日进行始了前的验收。

3月12日始发。

此台盾构机于8月20日进洞，8月20日进行盾构机的解体拆卸于2007年2月16日转场运输至下一个工地。

7.2施工情况

本区间盾构于2006年2月15、16日下井，首先是盾构机五个车架运到施工现场，并按5-4-3-2-1的顺序下进进入始发井，然后是盾构机的三大件（中体、前体及刀盘）运至现场，并按中体、前体、刀盘的顺序下井并组装连接。

以后依次是下盾尾、螺旋机、上盾尾、双梁、5个车架、管线路的连接，此工作前后约20天时间。

再后来就是盾构机的整机调试，最后是始发前的验收工作。

待整个区间施工完成后，对盾构机进行清理清洁后即进行拆卸解体工作，拆解工作的施工顺序与组装相反。

拆卸解体吊上地面后恰好赶上下一个项目开始进场准备，于是吊出地面后就立即装车运往下一个工地。

盾构机的运输一般是由具有相关专业资质的队伍承担。

7.3工程经验

盾构机的吊装下井工作由于属于大件吊装作业，施工前一定要有专项施工方案，过程中严格按照规范和方案去施作，以避免发生安全事故。

盾构机的组装过程中一定要细心，管线路连接不得连接错误，否则会影响到功能使用。

盾构机的调试一定要严格按照验收标准进行一项项的进行。

力争一次性通过验收。

盾构机的拆卸和运输与吊装下井一样是高风险作业工作，施工过程中一定要确保安全。

7.4关键图片

图7-1盾构车架运输转场图7-2盾构机本体运输转场

图7-3盾构机本体吊装下井图7-4盾构机刀盘吊装下井

图7-5盾构机本体井下组装图7-6盾构机车架井下组装

图7-7盾构机调试1图7-8盾构机调试2

图7-9盾构机工厂验收图7-10盾构机工地验收

参考文献：

1、刘建航、侯学渊编著《软土地下市政施工技术手册》1990

2、刘铁雄译．日本隧道标准规范（盾构篇）．成都：

西南交大出版社．1998