盾构机安装方案.docx

盾构机安装方案.docx

《盾构机安装方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《盾构机安装方案.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

盾构机安装方案

中铁十五局城交公司曹妃甸工业区1号路跨纳潮河

综合管廊工程项目

盾构机安装专项方案

编制：

审核：

审批：

编制单位：

中铁十五局城市交通工程公司

日　　期：

二〇一零年四月三日

一、工程概况：

综合管廊工程位于唐山曹妃甸工业区，穿越纳潮河，与纳潮河正交，位于1号路西侧约80米位置，是工业区市政管线规划中的一个重要节点。

管廊采用盾构法施工，由两条平行的DN5500的单圆隧道构成。

隧道平面为直线，V形纵坡，最大坡度为4.5%，单线长为1046.422米。

本工程拟将其中的1条廊道作为水管廊道，分别布置2×1200热力管以及2×DN1200原水管；将另外1条廊道主要作为电缆廊道，布置8回10KV电力电缆、2×DN1200远期预留原水管、DN600再生水管、DN800油田废水管、DN500给水管以及电缆廊道消防水管。

在纳潮河南、北两岸各布置1个工作站，其中南岸工作站布置盾构始发井、主变电所、消防水池及消防泵房，占地约为4346.5m2；北岸工作站布置盾构接收井、次变电所及管理用房，占地面积约2573m2。

根据曹妃甸工业区1号路跨纳潮河综合管廊工程“岩土工程勘察报告”显示，地层主要为杂填土、粉质粘土、细沙、粉土、淤泥质粉质粘土组成，地下水位较高，沉井采用不排水法施工，水下混凝土封底。

工程范围详见图1-1。

图1-1工程范围

本工程区间隧道采用盾构法施工，左右线均有一台盾构机。

盾构机生产厂商为株式会社小松制作所地下建机事业本部小松（中国）投资有限公司。

本工程盾构机从南岸工作井始发，穿越纳潮河掘进至北岸工作井吊出。

两台盾构机分别于2010年5月上旬和2010年6月上旬运至工地现场。

其主要部件尺寸如下表：

盾构机构件一览表

型号

长（mm）

宽（mm）

高（m）

重量（T）

刀盘

6480

6480

1672.5

46

前盾

6450

6450

3200

91

中盾

6440

6440

3350

100

盾尾

6440

6440

3793

34

螺旋输送机

11232

813

2252

17

安装机（带行走梁）

4630

4630

2954

16

双梁

13780

1629

2629

16

1#台车

8292

5107

4151

16

2#台车

8512

5107

4151

17

3#台车

7792

5107

4151

15

4#台车

8360

5107

3571

21

5#台车

8850

5107

3607

13

6#台车

6809

5107

4683

9

工作平台

6418

5056

3376

9

二、施工方法选择

本管廊项目盾构区间南始发井口沿隧道纵深方向长度有30米，盾构始发时盾构机以及后配套台车总长度约69米。

始发井口长度无法满足整台盾构机整体始发所需要的尺寸要求，所以必须采用分体始发。

该盾构机尺寸大，重量重，盾构机组装时需要分件吊装。

由于散件的尺寸较大，及现场的施工场地复杂，故此吊装施工工艺繁多。

经研究，在前期始发过程中拟选用250t履带式液压吊机为主，单独将大型构件吊装下井；用一台90t汽车式液压吊机为辅，配合用250t履带式液压吊机进行盾构机构件翻身、吊装工作。

这样既满足施工技术的要求，又满足经济的需要。

后期盾构机掘进到60环以后，选用一台90t汽车式液压吊机将1-6号后配套台车吊入井内。

用电瓶车将1台车推至双梁尾部进行连接，其余台车依次连接。

连接完成后进行整机调试，从而可以达到整体掘进。

三、编制依据

1、250t履带式吊机、90t汽车式吊机使用规程、机械性能。

2、《建筑安装工程安全技术规程》、《建筑安装工人安全技术操作规程》、《建筑施工高处作业安全技术规程》。

3、天津地铁盾构机分体始发经验。

4、天津地铁盾构机下井吊装方案组装经验。

5、盾构机吊装清单。

四、人员组织

盾构机组装在项目经理领导下设组装项目小组，具体负责整个组装、调试工作。

项目经理全面监管整个组装工作的各个环节，并监督技术及安全负责人的日常工作。

技术负责人负责质量控制，安全负责人负责安全监督，以确保优质、安全地展开拼装工作。

由于本盾构机为新机器，根据双方协议，盾构机组装、调试及试掘进时，厂家工程师负责技术指导，对盾构设备的质量负责。

我方质量负责组长为汪疆，副组长为马涛，由机电部、工程部配合施工。

具体人员如下：

厂方：

工程师：

3名

我方：

工程师4名

安全员1名

修理工5名

冷作工（铆工）2名

电焊工3名

辅助工4名

盾构司机1名

起重司机5名

安全组织架构图：

项目经理：

刘中欣

图1安全组织架构图

五、施工作业要求

1、吊装前应将250t吊机工作位置的地基加固，及铺设20厚钢板。

2、确保井口到井底的空间，四周井壁有11.1m×10.9m的空间。

3、各构件应加焊吊环。

4、在井口四周安装固定的防护栏。

5、井口边的临建设施暂时缓建。

6、在盾构机拆卸期间应设置施工禁区，其它无关人员不得通过。

7、卸车道应在8米宽以上。

六、施工前准备工作

1、认真编制设备吊装及安装方案，组织施工人员学习安装方案、作业指导书、安全操作规程与注意事项，并了解设备结构、性能、原理。

2、井中、井底作业的照明设施必须完备，并考虑临时停电的备用照明。

3、井口附近及井底影响吊装施工的障碍物应清理干净。

4、井上下联系传递测量、轴线、标高定位。

在设备下井安装就位前，应校核隧道轴线与盾构机轴线、位置、倾角是否正确，以便盾构机能顺利安装对接组装。

5、盾构出发轨道安装定位测量。

认真检查盾构设备的接口尺寸有无变形，尤其测量盾尾失圆值‚对口处的相互接触面进行检查清洁，如果误差超过规范要求，则应采取相应措施进行修整。

6、主要分工负责人应熟悉作业环境。

7、主要施工机械、机具、材料准备。

8、主要人员及辅助人员准备。

9、认真检查井下盾构轨道安装是否正确并满足平移滑动的要求。

10、认真检查各项准备工作的落实情况是否完成并达到规定的要求，确保设备安装一切准备工作完成。

七、施工机具准备

（一）吊装设备

1、250t履带式吊机1台，采用锤头式吊杆，配备24m吊杆。

2、90汽车式吊机1台。

（二）吊装工具

1、6×37+1钢丝绳，抗拉强度为170kg/mm2的Φ65mm1对，长度为17m。

用于盾尾、中盾、前盾、刀盘的吊装、翻身。

2、6×37+1钢丝绳，抗拉强度为170kg/mm2的Φ39mm21对，长度为8m。

用于其它构件吊装。

3、55t卡环4只，用于盾尾、中盾、前盾、刀盘的吊装、翻身。

4、20mm厚钢板一批。

5、20×30×200枕木一批。

6、吊装工具一批。

（三）盾构组装所需机具、工具、材料

盾构组装所需材料工具表

序号

工具类型

名称

规格

单位

数量

备注

1

电瓶车

台

1

2

管片车

台

1

3

充电装置

套

1

4

配电箱

600*800

个

6

每个箱内置4套插座和开关

5

盾构组装推进反力架、始发托架

套

各1

6

盾尾预涂油脂

WR90

桶

4

每桶180kg

7

钢轨及其轨道附件

24kg

米

320

8

钢枕木

根

220

9

枕木

2500mm

根

100

10

走行平台板

3m

个

60

11

二硫化钼润滑脂

桶

6

12　

管片吊装螺栓

个

6

13

其它油脂油料

若干

14

重型工具

液压泵站

台

1

15

液压千斤顶

100T

台

2

16

分离式油压千斤顶

10T

台

2

17

分离式油压千斤顶

50T*350mm

台

2

18

重型套筒

M46

套

4

19

风动扳手

套

2

带套筒

20

电焊机

630A

台

1

带焊接工具

21

电焊机

500A

台

2

22

手拉葫芦

2T*3m

2

23

手拉葫芦

6T*6m

4

24

手拉葫芦

10T*6m

2

25

角磨机

150mm

台

2

26

型钢切割机

400mm

台

1

27

吊具

卸扣

5T

个

4

28

吊带

5T

条

4

29

钢丝绳

ø18*5m

条

4

注：

以上材料和工具清单在具体实施时可作调整。

（四）吊装设备工具检查

　　1、使用前，详细检查起重机保养维修记录，选定能够符合起吊能力的设备。

2、详细检查钢丝绳、吊环的磨损情况及时更换磨损程度不能满足吊装要求的钢丝绳。

八、地基要求

依据：

1、南岸工作井始发端吊装场地地质资料及现场加固情况。

2、南岸工作井主体结构结构图。

3、盾构机吊装清单。

4、250t履带式液压吊机的使用规定。

盾构机主体吊装包括三个主要部件：

前盾：

重量91吨，中盾：

重量100吨，刀盘：

重量46吨。

吊装设备：

一台250t履带式液压吊机，吊机自重202t，履带宽度1.1m，附地长度9.5m，两条履带外缘相距7.118m。

吊装时吊机起吊位置为现场硬化路面。

吊机起吊地面为：

在地表上铺设20mm厚钢板，使履带受力均匀，通过钢板均匀扩散至深层地基土上。

九、吊装施工顺序及平面示意图

分体始发时吊装顺序：

始发托架→前盾→中盾→刀盘→安装机及行走梁→螺旋输送机→盾尾→临时出土支架→桥架→反力架→调试、始发。

分体始发进行到第60环时工作井及隧道总长度满足整体始发要求，可以进行整体始发。

整体始发顺序：

拆除延长管线和台车间管线→吊出临时出渣支架→1#台车至6#台车下井组装→台车之间的整体连接→调试并整体始发。

十、吊装施工方法

1、盾构件主要部件、重量及起吊工作半径一览表（见附表）

2、盾构机主要部件下井方法

a、台车吊装顺序

由于已经进行了分体始发，当掘进到60环以后，可以按照1#→6#台车的顺序下井到路轨上，先不装车与车之间的拉杆，把用电瓶车将台车推到隧道内部同盾体连接。

b、下井原则

凡不影响到运输和下井工作的零部件，应连同各自的台车一起运输、下井（必须做好固定的工作）。

凡对下井有影响的台车零部件应拆下，在该车下井后，随即下井并马上按要求组装。

3、翻身施工方法

需采用抬吊方式翻身构件进行吊装。

构件翻身时250吨履带式吊机与90吨汽车式吊机将构件平衡吊起，构件吊至3～5m高时，吊住构件尾部的90吨汽车式吊机缓慢下钩，使构件自然下垂，此时250吨履带式吊机需尽量吊稳构件。

（一）分体始发时下井吊装方法：

1、始发托架吊入

将始发托架吊入井内，放入预定位置，铺设轨道。

始发井底板放置的始发台精确定位及后配套拖车处的轨道铺设完成后，方可将盾构主机吊运下井组装。

2、临时台车下井

先将临时台车吊入井内，并将其向后推至风井中间位置。

3、双梁下井

用250t吊车将连接桥吊入井内，并将连接桥前部放在临时支撑支架上，后部与临时台车相连，然后一起向后推。

4、螺旋输送机下井

将螺旋输送机用250t吊车吊入井内并放在管片小车上面。

将管片小车连同螺旋输送机向后推入台车里面。

5、前盾下井

前盾吊装机型选用250t履带式液压吊机，吊机通过旋转、起落臂杆把前盾吊到前端井边,吊机缓慢将前盾入井，放在始发托架中前部。

6、中盾下井

中盾吊装机型选用250t履带式液压吊机，吊装方式与前盾相同，中盾放置在始发托架后向前推，并与前盾连接。

7、刀盘

刀盘起吊也需采用抬吊方式翻转刀盘。

利用一台250吨履带式吊机将刀盘竖直吊稳。

吊机把刀盘吊到前端井边处停止,再垂直吊下竖井。

8、安装机

利用一台250吨履带式吊机把安装器及安装器导轨平衡吊起，安装器及安装器导轨应呈水平。

9、螺旋输送机安装

盾尾吊装完成后，将管片小车向前推进，并用250t及90吊机将螺旋输送机安装在中盾之上。

11、盾尾

需用90吨汽车式吊机抬起。

分别下盾尾上、下两部分，并焊接。

完成后与中体连接。

11、将反力架吊入始发井内并与下部反力架进行组装。

复紧盾体间连接螺栓、螺旋机与前盾连接螺栓、安装机行走梁与中盾的连接螺栓。

12、将出土主动轮吊装于临时出土支撑装置上，安装皮带。

连接各延长管线，调试盾构机各系统，进行始发。

（二）整体始发时吊装顺序：

盾构机掘进至60环后，拆除延长管线，将临时出渣装置吊出隧道，同时组装1#台车送至井边。

以此类推完成2-5#台车的吊入。

连接各台车，调试并进行整体始发。

十一、机具验算

1、吊机选用：

吊机工作时起重量验算参照《盾构件主要部件、重量及起吊工作半径一览表》

2、钢丝绳选用：

盾构机的前盾、中盾、盾尾有四个吊点；刀盘有二个吊点。

盾构机的前盾、中盾、盾尾钢丝绳的选用按盾构中盾考虑，构件重100t。

采用四个吊点，每吊点为25t，应选用抗拉强170kg/mm2,D=65的6×37钢丝绳，查资料可知其破断拉力为266.5t。

安全系数K=266.5/25=10>8~10倍（施工要求）满足施工要求。

盾构机的刀盘构件重46T。

采用二个吊点，每吊点为23t，应选用抗拉强度为170kg/mm2,D=65的6×37钢丝绳，查资料可知其破断拉力为266.5t。

安全系数K=266.5/23=11>8~10倍（施工要求）满足施工要求。

3、卸扣选用:

盾构机的前盾、中盾、盾尾有四个吊点；刀盘有二个吊点。

盾构机的前盾、中盾、盾尾卸扣的选用按盾构前体考虑，按盾构中盾考虑，构件重100t。

采用四个吊点，每吊点为25t，应选用美式弓型2.5寸卸扣,卸扣的材料是合金钢轴经过锻造及热处理,美式弓型2.5寸卸扣直径为69.85mm,安全负荷为55t，大于25t，满足施工要求。

盾构机的刀盘重46t。

采用二个吊点，每吊点为23t，应选用美式弓型2.5寸卸扣,卸扣的材料是合金钢轴经过锻造及热自理调质处理,美式弓型2.5寸卸扣直径为69.85mm,安全负荷为55t，大于23t，满足施工要求。

十二、质量措施

1、施工前组织有关人员进行熟悉图纸，方案以及进行技术交底。

2、构件在运输过程中，运输的支承点应按规定。

3、构件在吊装过程中，吊点应按规定不得随意改动。

4、构件在吊装过程中，应把构件扶稳后，吊机才能旋转和移动。

5、构件在吊装过程中，严禁碰撞其它构件，以免损坏盾构机。

6、机械机具使用前应重新检查其机械性能，确保符合使用要求。

7、各件构件的吊装方法均为双机抬吊，因此根据实际情况，采用4点起吊（每台吊机2点），选用的4条钢丝绳长度必须一致，严禁有长短不一，以负起吊后造成构件扭曲变形。

钢丝绳长度应与构件的夹角为70°，大大减少了构件的压应力。

8vm、各构件移动时应小心移动，速度应缓慢，以免损坏盾构机。

十三、安全措施

1、进入施工现场必须戴安全帽，高空作业人员应佩戴安全带。

2、施工前安全检查员应组织有关人员进行安全交底。

3、吊机、拖挂机车行走路线应平整压实，基坑回填的地方应铺设20毫米厚钢板。

4、双机抬吊时要根据起重机的起重能力进行合理的负荷分配，并在操作时统一指挥，互相密切配合，整个抬吊进程两台吊钩应基本保持垂直状态。

5、指挥人员应使用统一指挥信号，信号要鲜明、准确，吊机司机应听从指挥。

6、开工前应检查工具、机械的性能。

防止绳索脱扣、破断。

7、高空作业人员切勿急于求成，用力过猛，严禁向下丢掷工具。

8、在井下施工时应设置足够灯光，施工的需要。

9、组装、拆卸盾构机时设置施工禁区。

10、进场设备（如250吨起重机、90吨起重机）在进场之前进行相关程序的报验，包括设备厂家提够由国家质量监督检验检疫总局出具的流动起重机检验报告，安全检验合格证，吊装人员的资质的确认等。

十四、附表

盾构件主要部件、重量及起吊工作半径一览表

名称

数量

（件）

重量

（t）

长

（mm）

宽

（mm）

高

（mm）

离井口边（m）

工作半径（m）

吊装机型（t）

工作

半径（m）

起吊

重量

（t）

臂长

（m）

起吊

角度

（度）

主机组装（分体始发）

刀盘

1

46

6480

6480

1672

1

6.5

250t履带式吊机

10

90

24.4

75

前盾

1

91

6450

6450

3200

1

9

250t履带式吊机

9

106.1

24.4

72

中盾

1

100

6440

6440

3350

1

9

250t履带式吊机

9

112.1

24.4

70

盾尾（上、下）

2

17

6440

3220

3790

6

14

90t吊机

14

64

24

59

双梁

2

9

13780

1629

2629

6

14

90t吊机

14

56

24

32

螺旋输送机

1

16

11232

813

2252

12

20

250t履带式吊机

20

34.5

24.4

40

安装器

1

16

4630

4630

2954

12

20

90t吊机

22

34.5

24.4

40

南端工作井盾构机吊装方案

序号

步骤

施工顺序

说明

1

组装始发托架

1连接后配套台车间管线、电缆；

2将始发托架吊入；

3在始发井内铺设轨道。

2

临时出渣装置吊入

①将临时出渣装置安装行走轮后吊入井内

②将其并向后推为1号台车留出位置

③安装1号台车的行走轮

3

螺旋输送机入井

1将螺旋输送机、双梁用90t吊车吊入井内并放在管片小车上面。

2将管片小车连同螺旋输送机向后推入台车里面。

4

前盾吊装

①将前盾吊入始发井内，放在始发托架的中前部。

5

组装

中盾

1将中盾吊入始发井内始发托架上；

2将中盾向前推，并与前盾相连接。

6

吊装刀盘

①将刀盘吊入始发井，并与前盾主驱动相连接；

②将连接好的盾体向前移动

7

盾尾吊装

1将盾尾下部分吊下井。

2安装器下井安装。

3螺旋机安装。

4盾尾上部分下井与下部分连接，烧焊。

5与中盾连接。

8

吊装安装器

9

螺旋输送机吊装

1将管片小车向前推；

2用250吊机和90t吊机配合吊装螺旋输送机。

10

吊装反力架及连接盾体与后配套

①将反力架吊入井内；

②安装反力架；

③连接主机以及后配套。

11

完成组装

准备调试始发

1出土主动轮吊下始发井，安装在临时出土支撑装置；

2用延长管线连接地面上的后配套台车和始发井内的盾体；

3同时进行地面上1～５号台车间的管线连接。

4调试、始发。

12

吊装后配套台车

1盾构掘进到60环以后拆除反力架和负环管片；

2将临时出渣装置运出隧道；

3吊入1～５号台车，并连接管线。

13

调试盾构机，整体始发

①调试整个盾构机，开始整体始发。