北京地铁八号线鼓什区间左线盾构机组装方案终板.docx
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北京地铁八号线鼓什区间左线盾构机组装方案终板
地铁八号线二期十标
鼓什区间左线盾构组装及调试方案
编制:
审核:
审批:
中铁十四局集团有限公司
北京地铁八号线二期十标项目经理部
二零一一年八月
1编制依据与原则
1.1编制依据
(1)北京地铁8号线二期十标工程鼓什区间结构施工图(中铁隧道勘测设计院有限公司,2011.1);
(2)北京地铁8号线二期十标工程鼓什区间主体结构施工图(明挖段);
(3)《吊车安全技术操作规程》(Q/ZJ011016-1996);
(4)《建筑机械使用安全技术规程》(JGJ33-2001);
(5)国家(行业)及北京地区其他相关施工技术规范、规程、标准;
(6)《北京市轨道交通工程建设安全风险技术管理体系》(试行)(北京市轨道交通建设管理有限公司,2008.9);
(7)小松加泥式土压平衡盾构机TM625PMM-16操作说明书;
(8)现场踏勘所采集的资料;
(9)我单位从事地铁、市政等工程的施工经验。
1.2编制原则
(1)严格执行国家和北京市有关工程建设的各项政策、规定和要求。
(2)遵守执行招标文件各项条款的具体要求,确保实现要求的工期、质量、安全、文明施工等各方面的工程目标。
(3)确保方案安全可行、经济合理。
坚持技术先进性、科学合理性、经济实用性与实际相结合。
根据工程地质、水文地质、地下管线、周边环境及工期要求等条件制定具有实用性的施工方案。
(4)以确保工期并适当提前为原则,安排施工进度计划。
(5)以确保质量为目标,选择专业化的施工队伍,配合配套的机械设备,采用先进、合理的施工方案。
(6)以确保安全生产、文明施工为原则制定各项措施,严格执行操作规程。
(7)以有利于生产、方便生活为目标布置施工总平面图。
(8)充分考察现场施工环境、妥善处理施工组织与周边接口问题,安排交通疏导,使得施工对周边的影响最小化。
(9)采用先进的量测仪器和软件进行信息化施工和管理,以优化施工工艺、提高效率为原则,降低施工成本。
2工程概况
2.1工程简介
鼓楼大街站~什刹海站区间(以下简称鼓什区间)区间出明挖段后沿鼓楼外大街南行,途中绕避鼓楼,沿鼓楼西大街折向东南,沿地安门内大街南行到达什刹海站,途中正穿或旁穿大量平瓦房,其中一处为文保建筑旧式铺面房。
鼓什区间起始里程为YDK18+107.794~YDK19+139.317,区间总长度为1031.523m,其中左线盾构起始里程为YDK18+256.594~YDK19+139.317,长度为882.723m,其余148.8采用明挖法施工。
受工期和场地限制,盾构机采用分体始发。
左线盾构始发井起始里程为YDK18+212.394~YDK18+256.594,长度为44.20m,左线盾构始发井结构施工总平面图如图2-1所示。
图2-1左线盾构始发井结构施工总平面图
盾构施工采用的盾构机为TM625PMM-16复合式土压平衡盾构机。
盾构管片环外径6m,内径5.4m,壁厚0.3m,环宽1.2m,混凝土强度等级C50,抗渗等级P10。
左线始发段长度为80m,共需管片67环(不包括负环)。
2.2工程地质与水文
2.2.1工程地质情况
本工程隧道穿越多种地层,左线盾构始发段主要穿越⑥层粉质粘土,⑥1层粘土,⑥2层粉土,⑦4层中细砂,
层粉质粘土。
始发段拱顶地层主要为⑤8层卵石圆砾,⑥层粉质粘土,⑥1层粘土,⑥2层粉土。
各地层的性状如下:
卵石圆砾⑤8层:
杂色,中密~密实,湿~饱和,D大=100mm,D一般=10-40mm,亚圆状,级配较好,中粗砂含量10-30%。
Es=50.0MPa,属低压缩性土。
粉质粘土⑥层:
褐黄~黄褐,中上密,饱和,可塑~硬塑,含云母、氧化铁,姜石,属于中低压缩性土。
粘土⑥1层:
棕红~褐黄,中上密,饱和,可塑~硬塑,含云母、氧化铁、姜石、石英、局部少量砂粉互层,属于中压缩性土。
粉土⑥2层:
褐黄~黄褐,中上密~密实,饱和,可塑~硬塑,云母、氧化铁、少量碎石、姜石,属于中低压缩性土。
中细砂⑦4层:
褐黄色,密实,湿~饱和,主要成分:
石英、长石,含云母,氧化铁少量卵石,夹粉砂层,属低压缩性土。
粉质粘土
层:
褐黄~黄灰色,饱和,可塑~硬塑,含云母、氧化铁、姜石,局部黑斑,属中低压缩性土。
2.2.2水文地质条件
本工点在勘探深度范围内主要揭露了4层地下水,第一层为上层滞水,较普遍存在;第二、三层为层间滞留水,仅局部存在;第四层为潜水,水位埋深较大,因多年干旱及附近施工降水等原因引起潜水水位大幅度下降。
第一层:
上层滞水,含水层为房渣土①层、粉质粘土③层、粉土③2层、粉细砂③3层,静止水位埋深2.00~9.30m,水位标高38.71~45.73m。
地下水的主要补给来源是大气降水入渗、绿化浇地及地下管道渗、漏等,主要排泄方式为侧向径流及向下越流补给,该层水不连续。
本工点大部分钻孔中揭露出该层地下水,水位埋深变化幅度较大。
该层水水位埋深位于隧道顶板以上最小距离约9.7米。
第二层:
层间滞留水,静止水位埋深15.40~17.00m,水位标高31.09~32.76m,主要含水层为粉细砂④4、粉土⑥2、卵石、圆砾⑤8。
该层水不连续。
该层水水位埋深位于隧道顶板附近。
第三层:
层间滞留水,静止水位埋深21.00~24.60m,水位标高24.08~26.59m,主要含水层为粉细砂⑦4层和卵石⑧9层,该层水不连续。
第四层:
潜水(微承压),静止水位埋深为26.20~28.70m,水位标高为20.51~21.58m。
主要含水层为粉土⑧2层、中细砂⑨4层、粉土⑩2层、细砂⑩4层、卵石⑩9层、细砂⑾4层、卵石⑾9层、细砂⑾4层、卵石⑿9层、卵石⒀9层,该含水层连续,水量丰富。
2.3盾构机概述
本工程采用的京盾3号TM625MPP-16土压平衡式盾构机,由刀盘、前体、中折盾、盾尾加五节后配套台车组成。
主机部分长度9.33m,加后配套台车总长67.28m。
京盾3号如图2-2所示。
盾构机设计开挖直径为6280mm,最小转弯半径250米,爬坡坡度可达40‰--50‰。
盾构机专门针对北京地层设计,并配置了泡沫、膨润土注入等装置对渣土进行改良,能够适应淤泥、粘土、粉质粘土、砂质粉土、粉砂、中粗砂、沙砾、砾石、风化岩等复杂地层的掘进施工。
主机配置22个推进油缸,最大推力可达33730KN,采用主动铰接油缸,可有效调整盾构机姿态。
盾构机的主要参数如表2-1所示。
图2-2京盾3号工厂组装图
表2-1盾构机及电瓶车主要部件尺寸及重量
序号
名称
数量
单件重量(t)
备注
1
刀盘
1
38
Ф6.24m,长度1.635m
2
前体
1
95
Ф6.25m,长度2.1m
3
中折盾
1
100
Ф6.24m,长度3.35m
4
上盾尾
1
15
Ф6.24m,长度3.797m
5
下盾尾
1
15.5
Ф6.24m,长度3.797m
6
螺旋机
1
21
Ф876mm,长度12.456m
7
拼装器
1
19
Ф4.63m,长度2.954m
8
拼装平台
1
10
6415mm*5050mm*3733mm
9
双梁
1
16
13160mm*2726mm*1647mm
10
1号台车
1
21
8398mm*3964mm*3657mm
11
2号台车
1
17
8880mm*3964mm*3386mm
12
3号台车
1
21
8880mm*3964mm*3277mm
13
4号台车
1
19
8880mm*3964mm*3277mm
14
5号台车
1
15
8880mm*3964mm*4222mm
15
电瓶车
1
45
88109mm*1550mm*2400mm
16
渣土车
1
11.4
6660mm*1500mm*2650mm
17
管片车
1
2.4
4600mm*1540mm*540mm
3组装前准备工作
盾构机的组装工作工序繁多,系统庞大,为了顺利完成盾构机的组装,在组装开始之前必须进行周密的准备工作,所进行的准备工作如下:
3.1组装工具及耗材准备
(1)组装所需工具及耗材清单(参见附件1-工具及耗材清单);
(2)在组装开始之前将工具及耗材准备齐全,分类摆放。
3.2组装人员配置及培训
建立健全组装组织机构,明确职责,协同作业,确保组装安全、成功。
吊装组织机构由决策层、现场管理层、作业层组成,组装组织机构图见图3-1。
根据盾构机系统构成特点,将组装作业层分为电气组、液压组、机械组、地面组、吊装组五个小组,负责具体组装作业。
图3-1组装组织架构
组装人员配置见表3-1。
表3-1组装人员配置表
项目
人数
负责人
职责
组装决策层
周庆合隽方庆
总工办成员
全面负责组装事宜的组织、调度、协调
现场管理层
3
付仁鹏张学锋徐喜荣
负责现场组织调度、完成总指挥下达的任务
电气组
4
赵伟王玄
负责电气部分的组装工作
液压组
6
王刚周磊林海洋
负责液压部分的组装工作
机械组
10
王磊董红星周赞
负责机械部分的组装工作
地面组
8
崔秀明魏华杰
负责物资保管、地面运输等
吊装组
6
潘兴张海滨
负责所有吊装作业
在盾构机进场组装之前对所有参与盾构机组装的人员进行培训,培训内容包括安全文明施工、盾构机图纸、操作说明书、组装方案等。
3.3吊机选择及吊装方案制定
(1)制定详细吊装方案(参见附件2--京盾三号盾构机吊装方案)
(2)场地布置图:
吊装场地布置如图3-1所示。
3.4始发场地清理及初期工作
主体结构施工完成后,清理始发场地并硬化地面。
按始发场布做好水、电的接入,洞门破除、始发托架及反力架安装、电瓶车轨道铺设等也必须按照始发方案的安排做好准备工作,盾构机组装所需用到的液压泵站、电瓶车等提前下井安装调试。
45T门吊、砂浆站、膨润土站也应在组装前安装完毕。
3.5组装工期安排
盾构机组装工作于2011年9月21日开始,盾构组装所有前期工作(包括场地清理、工具准备、45T门吊安装、电瓶车下井及调试等)必须在此之前完成。
盾构机组装工期安排见表3-2。
表3-2盾构组装工期安排
日期
工作内容
备注
9月21日
始发托架下井组装
需测量班配合定位
9月22日
反力架下井组装
需测量班配合定位
9月23日
后配套台车摆放
液压泵站、螺旋机及双梁下井
台车摆放完成之后即开始管线连接
9月24日
-9月26日
250吨履带吊进场
中折盾、前体下井组装
9月27日
刀盘下井组装
9月28日
下盾尾、拼装器下井组装
9月29日
螺旋机、拼装平台安装
9月30日
上盾尾安装、小台车下井
并通过双梁与拼装平台连接
临时台车
通过出渣口下井
10月1日
-10月7日
盾尾焊接、盾体内管线连接
渣土池开始施工
10月8日
-10月10日
延长管路连接
10月11日
-10月15日
涂抹盾尾油脂、分部调试
10月16日-10月20日
空载连调、带载调试、负环管片拼装
4盾构机组装
4.1盾构机组装流程图
盾构机组装流程图如图4-1所示。
图4-1盾构机组装流程图
4.2主机部分机械组装
主机部分运抵始发场地之后,开始下井组装,组装采用SCC2500C型履带吊。
由于始发井口尺寸为11.5m×7.5m,当中前体先下井时,剩余空间满足不了螺旋机、双梁等特长件下井的需要,所以螺旋机及双梁等特长件应首先下井。
特长件下井之后,安放到管片车上,由电瓶车拖到明挖主体结构内等待安装。
特长件就位后,中折盾开始下井。
中折盾下井时需要翻身,由SCC2500C使用副钩辅助主钩完成。
翻身完成后,在地面割除辅助吊耳,将中折盾下井安放就位。
中折盾吊耳布置如图4.2-1所示,吊装示意图如图4.2-2所示。
图4.2-1中折盾吊耳布置图
图4.2-2中折盾吊装示意图
中折盾安放就位之后开始前体下井,前体下井之前也需要进行翻身,前体吊耳布置如图4.2-3所示,吊装示意图如图4.2-4所示。
前体下井之后,开始前体与中折盾的组装。
前体与中折盾组装时,先安装方形密封圈,并在盾体端面上涂抹端面密封胶。
前体与中折盾由6根定位销定位,组装时先安装定位销。
定位销安装完成之后,安装154颗连接螺栓。
连接螺栓参数表见表4-1。
中折盾与前体螺栓紧固完成之后,开始刀盘安装。
图4.2-3前体吊耳布置图
图4.2-4前体吊装示意图
刀盘下井也需要进行翻身,翻身完成后在地面割除其辅助吊耳。
刀盘吊耳布置如图4.2-5所示,刀盘吊装示意图如图4.2-6所示。
刀盘与前体连接处共有158颗连接螺栓,螺栓安装时必须涂抹螺丝胶,并逐一用液压扳手进行复紧。
复紧力矩见表4-1。
刀盘安装时注意保护,不要磕碰到中心回转体。
刀盘安装完成之后进行中心回转体的连接,中心回转体部分连接时注意内部管路的顺序。
图4.2-5刀盘吊耳布置图
图4.2-6刀盘吊装示意图
刀盘与前体连接完成之后,将主机整体前移至指定位置,安装下盾尾,下盾尾安装使用45T门吊进行。
下盾尾与中折盾之间由2根定位销定位,定位销安装完成之后由73颗螺栓连接。
注意盾尾与中折盾间的方形密封的安装,密封安装完成之后注意保护上半部分。
下盾尾安装完成之后进行拼装器的安装,同时安排人员进行主机上部主吊耳的切除工作。
拼装器安装时使用45吨门吊进行吊装。
拼装器安装时,首先安装拼装器上部两个外限位滑轮组和两个回转导向轮及下部两个内限位滑轮组和两个回转导向轮基座,之后用45T门吊将拼装器下吊对位,位置以拼装器大齿圈与两个回转马达齿轮完全啮合为准,最后利用3T手拉葫芦安装拼装器下部两个回转导向轮。
安装下部两个回转导向轮时注意用钢垫板调整导向轮与拼装器之间的距离。
拼装器吊装如图4-5所示,导向轮安装如图4-6所示。
图4-5拼装器吊装
图4-6导向轮安装
拼装器安装完成之后,使用10T手拉葫芦配合45T门吊进行螺旋机的安装。
螺旋机安装时,首先将螺旋机马达端用10T手拉葫芦固定,之后利用45T门吊将螺旋机水平吊起,将螺旋机缓缓送入主机内。
当送达指定位置之后,松开手拉葫芦,使螺旋机呈倾斜状,将螺旋机送达指定位置。
最后用拉杆将其固定,并在螺旋机下端焊接固定板。
螺旋机吊装如图4-7所示。
图4-7螺旋机吊装
螺旋机安装完成之后使用45T门吊安装拼装平台。
同时将已经安放盾尾油脂泵的自制小台车由出渣口下井,并用电瓶车拖运至始发井口。
小台车就位之后,通过双轨梁将主机与自制小台车相连。
安装双梁时注意保护双梁上的设备,不要磕碰。
之后进行皮带机架的安装。
最后下吊上盾尾并进行上下盾尾的连接。
上下盾尾连接时首安装定位销及定位螺栓,之后安装上下盾尾连接螺栓,最后进行上下盾尾的焊接。
盾尾定位螺栓孔如图4-8所示。
图4-8盾尾定位螺栓孔
上下盾尾的焊接使用二氧化碳保护焊。
焊接之前先将焊接处打出60°的Y型坡口,之后再进行焊接。
焊接时注意保护盾尾与中折盾之间的方形密封条。
坡口形式如图4-9所示。
焊接完成后进行探伤检测,探伤采用着色探伤。
探伤前将焊缝表面清洗干净,之后将着色剂喷涂在焊缝上,等着色剂干燥之后,清除焊缝表面多余的着色剂,最后将显影剂喷涂在焊缝上,观察焊接质量。
图4-9Y型坡口示意图
表4-1主机部分主要螺旋型号及拧紧力矩表
部位
型号
数量(根)
拧紧力矩
备注
刀盘
M33×130
158
2200NM
涂抹螺丝胶
中前体连接
M30×130
154
1800NM
涂抹螺丝胶
中前体连接
定位销
6
1800NM
盾尾中体连接
定位销
4
1800NM
盾尾中体连接
M30×180
32
1800NM
通孔螺栓,涂抹螺丝胶
盾尾中体连接
M30×130
114
1800NM
丝孔螺栓,涂抹螺丝胶
上下盾尾连接
M24×115
10
涂抹螺丝胶
上下盾尾连接
定位销
2
备注:
主机部分螺栓连接完成之后,必须用扭矩扳手逐个检查拧紧力矩。
上下盾尾焊接完成以后进行皮带机系统中皮带的安装,皮带安装时应注意调整好皮带机张紧度,避免皮带过紧或过松。
4.3主机内部的管线连接
4.3.1主机内部电气部分连接
主机内部电气箱主要有千斤顶操作箱、作业中继箱、中继箱1-6、人闸电箱等。
电气部分连接见表4-2。
表4-2主机内需要连接的电气部分
本地设备
线号
线型
接入点/位置
备注
电缆卷盘
3.5×4G+2×17G
中继箱4/拼装器
中继箱1
CON21
2×20G
中继箱2/前体
中继箱1
CON22
2×20G
中继箱2/前体
中继箱1
CON23
2×20G
中继箱2/前体
中继箱1
CON24
2×20G
中继箱2/前体
中继箱1
JSV-1
2×2G
盾尾油脂泵开关/拼装平台
中继箱1
LS10-2
2×2G
盾尾油脂低液位/拼装平台
中继箱3
LS*
2×3G×16
盾尾油脂阀开关反馈
中继箱1
电话
2×2G
人闸处电话电源
中继箱1
CC-link
专用线
中继箱3
备注:
详图参见电气图纸
电气部分连接时必须严格按照图纸及线路标识进行连接,首次连接完成之后,由未参与连接的人员按照图纸进行复核。
4.3.3主机内部液压部分连接
主机内部液压部分主要包括千斤顶、铰接、螺旋机前闸门、超挖刀、拼装器等油路以及盾尾油脂、EP0、泡沫、膨润土、砂浆、水、气等其他管路。
连接时需严格按照液压图纸及管路标志牌进行连接。
液压管路连接参照图纸如表4-3所示。
首次连接完成之后,由未参与连接的人员按照图纸进行复核。
严禁在乱接管路,以防损坏器件。
表4-3液压管路连接参照图纸
序号
图纸编号
图纸名称
备注
1
29V97-40-100
液压总图
2
29V97-40-110
千斤顶管路
3
29V97-40-120
超挖刀管路
4
29V92-40-130
拼装器旋转管路
5
29V74-40-140
铰接管路
6
29V74-40-300
拼装器小油缸管路
7
29V92-40-840
同步注浆泵管路
8
29V74-50-100
大齿圈润滑管路
9
29V74-51-100
EP0管路
10
29V74-51-300
盾尾油脂管路
11
29V97-55-200
水路
12
29V92-55-300
气路
13
29V92-55-400
人闸管路
14
29V97-17-300
同步注浆系统
15
29V97-18-200
加泥&泡沫系统
液压管路连接时应遵循以下原则:
1)液压管路开启封口之前必须清除管口污染;
2)开启后仔细检查管口内部清洁情况,如有污染要仔细用液压油和专用擦拭布清理干净,如管路内壁存在锈蚀等现象,则该管需要拆下进行处理后再安装;
3)注意安装管路连接处的密封;
4)联结时平行或交叉的管路之间必须保有至少10mm以上的空隙,严禁管与管或管与其他结构直接接触。
4.4地面台车摆放
地面摆放使用50吨吊机进行,按照5到1号台车的顺序在始发井西侧从北到南依次摆放(参见图3-1组装场地布置图),台车与台车间间隔0.5米。
台车摆放完成之后建造遮雨棚,以保护台车上的设备。
4.5地面台车间电气组装
地面台车组装完成之后,开始台车间的管线连接。
后配套台车上电箱主要有制御盘、高低压柜、操作箱、中继端子箱7、预备电源箱及加泥&泡沫&注浆控制系统的电箱。
各台车及电箱间连接线如下:
一号台车
本地设备
线号
线型
接入点/位置
备注
加泥PLC柜
YZ500V
1×2G×4
右梁外侧
延长线
操作箱
CC-link
中继箱1/盾体内
延长线
二号台车
本地设备
线号
线型
接入点/位置
备注
加泥泡沫系统变频柜
A4/B4
1×18G
加泥PLC柜/1号车
加泥泡沫系统变频柜
A5/B5
1×18G
加泥PLC柜/1号车
加泥接线盒
A8/B8
1×18G
加泥PLC柜/1号车
三号台车
本地设备
线号
线型
接入点/位置
备注
制御盘
M201
60×3G
1号驱动电机
延长线
制御盘
M202
60×3G
2号驱动电机
延长线
制御盘
M203
60×3G
3号驱动电机
延长线
制御盘
M204
60×3G
4号驱动电机
延长线
制御盘
M205
60×3G
5号驱动电机
延长线
制御盘
M206
60×3G
6号驱动电机
延长线
制御盘
M207
60×3G
7号驱动电机
延长线
制御盘
M208
60×3G
8号驱动电机
延长线
制御盘
M209
60×3G
9号驱动电机
延长线
制御盘
M210
60×3G
10号驱动电机
延长线
制御盘
双轨梁
5.5×4G
双轨梁电箱
延长线
制御盘
CON1
2×20G
中继端子箱1
延长线
制御盘
CON2
2×20G
中继端子箱1
延长线
制御盘
CON3
2×20G
中继端子箱1
延长线
制御盘
S/N81
2×3G
2号台车照明灯开关
制御盘
CON4
2×20G
操作箱/2号台车
制御盘
CON5
2×20G
操作箱/2号台车
制御盘
CON101
CC-link
操作箱/2号台车
制御盘
GSV-1
2×2G
EP0开关/拼装平台
延长线
制御盘
LS10-1
2×2G
EP0低液位/拼装平台
延长线
制御盘
DSV-3
2×2G
螺旋机蓄能器/2号台车
紧急关闸门
制御盘
EP0压力
1.25×2G专用线
EP0主回路压力/拼装平台
延长线
四号台车
本地设备
线号
线型
接入点/位置
备注
低压配电柜
RST201-1
100×3G
制御盘/3号台车
变频器201电源(1、5电机)
低压配电柜
RST201-2
100×3G
制御盘/3号台车
低压配电柜
RST201-1
100×3G
制御盘/3号台车
变频器202电源(2、6电机)
低压配电柜
RST202-2
100×3G
制御盘/3号台车
低压配电柜
RST203-1
100×3G
制御盘/3号台车
变频器203电源(3、7电机)
低压配电柜
RST203-2
100×3G
制御盘/3号台车
低压配电柜
RST204-1
100×3G
制御盘/3号台车
变频器204电源(4、8电机)
低压配电柜
RST204-2
100×3G
制御盘/3号台车
低压配电柜
RST205
100×3G
制御盘/3号台车
变频器205电源(9电机)
低压配电柜
RST206
100×3G
制御盘/3号台车
变频器20
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- 北京地铁 八号线鼓什 区间 盾构 机组 方案