地铁盾构栅整体吊装旋工技市研夯.pdf

地铁盾构栅整体吊装旋工技市研夯 马云龙，张诗清，蒋兴忠 广东力特工程机械有限公司。广州5 1 0 7 3 5 【摘要】本文以广州市西江引水工程输水管线干线 佛山小塘立交段 盾构工程的盾构机整体吊装施工为例，介绍一 种全新的盾构机整体吊装施工技术，相比以往散体吊装的做法减少了隧道施工工期。 【关键词】液压顶升塔；液压提升装置；盾构机；吊装 1 概述 盾构机是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具 有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、 电气、控制、测量等多门学科技术，而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造，可靠性要求极 高，目前已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。本文介绍一种全新的盾构机整体吊装技 术，通过新技术的实施有效地节约成本和缩短隧道施工工期。 盾构机总重量3 1 5 t ，外形尺寸4 6 ．2 6 m x 9 ．1 8 m ，采用3 4 P T 8 5 5 2 W T ／8 5 0 美吨液压顶升塔和L S D 2 0 0 型 液压提升装置 劳辛格 组成的吊装系统将盾构机整体吊装出井。 2 吊装技术研究 1 广州市西江引水工程佛山小塘立交段盾构机于2 0 1 0 年3 月2 1 日抵达出井位置，隧道工程在3 月 3 1 日整体验收；按照常规盾构机出并工艺计算，施工工期至少1 5 天，无法满足工期要求。 2 根据现场实际情况及工期要求，通过研究用3 4 P T 8 5 5 2 W T ／8 5 0 美吨液压顶升塔和L S D 2 0 0 型液压 提升装置 劳辛格 组成的吊装系统将盾构机整体吊装出井，整个工期约5 天。 3 方案的实施 3 ．1 施工机械准备 经过对场地勘察和现场测量 并经过核算后，吊装系统的布置 需要一台2 5 0 t 级履带吊进行配 合，液压提升装置及附属设备一 套，如表1 所示，此外需准备常 用安装起重工、钳工工具，架子 竹排等。 3 ．2 施工条件要求 1 确认施工机具性能状况满 足使用要求。 2 轨道梁砼基础 盾构机的 基础墙 、地面承压符合要求。 表1 施工机械一览表 名称数量名称数量 3 4 P T 8 5 5 2 W T 8 5 0 美吨L s D 2 0 0 液压提升装置 l4 液压项升塔 套配4 8 根3 0 m 长钢索 组 2 5 0 吨级履带吊 台 1 1 3 m 存放梁 条 3 5 m 轨道梁 条 2 1 2 m 轨道梁 条 4 1 2 米吊装粱 条 2 9 m 吊装梁 条 2 下锚头 个 4 下锚座 附销轴 n 、 4 4 , 9 0 x 2 2 m 吊装千斤绳 条 2 枕木2 r e x 0 ．2 m x 0 ．2 m 根若干 轨道粱支承墩2 0 0 m m 高 个 6 对讲机 台 3 3 昂装系统安装场地符合要求，地压要求2 0 t ／m 2 0 4 要求场地上方无障碍物影响吊装系统的安装及盾构机吊装。 5 盾构机重心做好标识，起吊前焊接好千斤绳限位，限位牢固可靠。 6 现场施工照明电源布置音理．在地面分别提供4 0 k W 和5 0 k W 动力电源供劳辛格和5 0 k W 液压项升 塔用。 33 人员准备 在盾构机整体吊装工作正式开始前需准备足够的专业技术人员和旆工人员，以确保吊装、安装工作的 安全顺利开展。具体包括现场负责人1 人、管理人员2 人、安全人员2 人、安装钳工8 人、起重工l O 人、 吊车司机2 人，以上人员必须持相应资格证书上岗。 34 吊装系统布置 3 ．4 1 布王轨道粱 本次吊装采用顶升塔轨道粱总长5 8 m ．即 5 m 1 2 m 1 2 m 2 条组合。在轨道粱砼基础上面铺支承墩， 标高误差不大于5 m m ，通过薄钢板调平；用辅助吊机将5 m 与1 2 m 轨道粱组装好后整体布置在支墩上，再 将另外一条1 2 m 轨道梁与其对接同样方法将另一边的5 m 1 2 m 1 2 m 长的轨道槊安装好。轨道梁布置完 成后测量轨道粱的水平度、平行度，平行度士1 0 m m ，水平高差_ l O m m ，保证满足顶升塔行走的要求．履 带吊站位如图1 所示。 3 ．4 2 布置项升咎 顶升塔是有液压提供动力可垂直伸缩、水平重载移动的吊装设备，每台顶升塔重约1 1 t ，根据施工需要 顶升塔行走约2 0 m ，4 台顶升塔的前后距离7 8 0 0 r a m ．设备布置时需将操作台放在井口靠近轨道架位置的地 面上。顶升塔布置完成后需在顶升塔上先后布置1 2 m 吊装梁 重约1 2 t 、9 m 吊装粱 重约m 、劳辛格支 座．井将吊装梁与 顶升塔、吊装粱之 间、劳辛格支座与 吊装粱固定牢靠， 然后接好顶升塔的 油管、电缆，并绑 扎牢固可靠，布置 方案如图2 、图3 所示． 3 , 4 3 布置液压提 升墓置厦调试 在吊装粱、项 升塔，吊装粱之间、 劳辛格支座、吊装 粱等布置、固定后， 在1 2 m 吊装粱上问 铺设平台要求平台 高过1 2 m 吊装梁并 搭设上下攀爬的爬 梯，然后依次将4 个i 劳辛格油缸、两台泵 ；【 站、电缆和油管等布 置好。施工人员接通 劳辛格油缸、泵站的 油管、电源后对劳辛 格进行空载调试井做 好记录。 3 , 44 穿钢索、蓑下锚 头、挂钩_ 醍钢素预紧 国 田3 盾橱机存放女面圈 在空载调试确认正常后用辅助吊机将油缸吊起，从9 m 吊装粱中间将油缸放至离地面2 m 左右，将钢 索～一穿 油缸对应的孔内，注意左右旋间隔，端头用1 5 8 绳卡作保护。 每台劳辛格穿1 2 条3 0 m 长的钢索．注意相邻两条旋向相反。钢索下端穿下锚头，注意不要交叉穿错， 完成后将卡爪固定卡板螺栓紧周。检查吊装千斤绳．穿好销轴，检查千斤绳与盾体接触部分，防止棱角破 坏千斤绳，用I t 手拉链条葫芦将钢索逐报反复预紧，每条钢索受力2 0 0k g f 至3 0 0 k g f 劳辛格油缸徽微起 升，使铜索稍稍受力，再次确认钢索的张紧度，保证每根钢索均匀受力。 35 整体吊装 ⋯ 1 钢丝绳挂钩在盾体上焊接限位块后，将 9 0 ⋯⋯、． g o 删2 2 ． Ⅲm 2 2 m 环形钢丝绳两条从盾构机底部传过后用锚头销 ‘ ⋯。 一⋯。形t n 绳两祭 将千斤绳与锚头相连．如图4 所示。 2 挂钩、铜索预紧仔细检查吊装千斤绳、穿好销 ’ ． ’ 4 t 4 n 轴、检查千斤绳与盾体是否有接触部分，确认无接触部 目E 一掷}*_i 分后用I t 手拉链条葫芦将钢素逐根反复预蟹每条钢索 22 0 t22 。q ．， 受力2 0 0l 【g f 至3 0 0 k g f 。劳辛格油缸微微起升，使钢索．26 ”一2 9 ”一娶3 D 一一1 l 0 0 稍稍受力，再次确认钢索的张紧度，保证每根铜索均匀 田4 千斤绳吊挂i 童朗 受力。 3 试 施工人员确认盾构机与外部无连接后由操作手操作劳辛格微微起升，使盾构机离开轨道 操作劳辛椎将盾构机提升一个行程，停簧I O 分钟，检查劳辛格油缸、钢索、吊装粱、锖子的受力情况， 拧紧固定下锚头钢索用的螺丝．完成上述步骤后再提升一个行程、下降一个行程．检查铜索的张紧度、开 闭爪动作是否灵敏，没有异常现象后操作顶升塔作顶升、下降试验{ 确认顶升同步、电子显示表正常、油 管无漏油、油表正常。 4 盾构机整体提升一切调试工作就绪后操作手正式操作4 台劳辛格同时提升，在盾构机顶部提升 至离吊装粱约1 0 0 0 m m 左右停止提升，将上下卡爪闭合，关闭劳辛格电源。检查顶升塔状况，将转抉手柄 移至顶升状态，无异常开始顶升塔顶升．直至盾构机底部超过平移通道昂高点5 0 0 m m ．停止顶升，转换手 柄至平移状态，盾构机整体提升完成。 5 盾构机时存放盾构机整体提升完成后操作手操作项升塔行走装置，顶升塔行走至盾构机存放 位置后操作顶升塔顶升．直到盾构机底部离轨道粱约2 0 0 0 m m 左右停止用2 5 0 t 级履带吊将存舻犟吊起横 罗茎二 放在轨道梁上。注意存放梁不要与盾构机、项升塔等相碰，通过手拉链条葫芦将存放架拉进盾构机下面放 好，在操作顶升塔下降盾构机至存放架时注意保护千斤绳不要被压住。 3 ．6 吊装系统拆除 在盾构机存放到存放架之后开始拆卸吊装系统，拆卸系统是安装程序的逆程序。 4 相关计算 4 ．1 液压顶升塔负荷率 液压顶升塔型号为3 4 P T 8 5 5 2 W T ，顶升高度9 ．6 m ，内额定起重能力8 5 0 美吨 7 7 1 t 盾构机重 3 1 5 t ，吊装梁重5 6 t ，劳辛格及索具合约5 t ，则其负荷率为 1 1 l 3 1 5 5 6 5 ／7 7 1 x 1 0 0 ％；4 8 ．5 ％ 安全 4 ．2 液压提升装置油缸负荷率计算 每组液压提升装置油缸额定负荷为2 0 0 t ，钢索、千斤绳合约4 t ，则油缸平均负荷率 1 1 2 3 1 5 4 ／ 2 0 0 x 4 1 0 0 ％ 3 9 ．8 7 ％ 安全 4 ．3 钢索负荷率 每组液压提升装置油缸穿1 2 根钢索，每根钢索额定负荷为1 0 t ，则钢索负荷率为 T 1 3 3 1 5 4 ／ 1 2 x 1 0 x 4 x 1 0 0 ％ 6 6 ．5 ％ 安全 4 ．4 千斤绳校核 定子吊装选用2 条0 9 0 m m ，长2 2 m ，6 x 3 7 F C 环形无接头钢丝绳，一个绳圈最小破断力4 8 0 0 k N ，采 用2 个绳圈对折共4 个绳圈吊装，钢丝绳夹角为9 0 。，则钢丝绳安全倍数为 s 4 8 0 0 ／9 ．8 x 4 x c o s o o ／31 5 6 ．2 安全 5 社会经济效益 目前绝大多数情况下采用分体吊装方式将盾构机吊装出井，在工期紧张时采用整体吊装，为整个隧道 施工、验收赢得了宝贵时间，保证了施工进度，也为广州市西江引水工程的整体验收做了很大的贡献；同 时展示了我司雄厚的大件吊装实力，采用液压顶升塔将盾构机整体吊装技术也属国内首次尝试，为今后的 盾构机吊装提供了宝贵的借鉴经验。 口 上接第1 4 1 页 学螺栓的方法重新种植一根螺栓并检测相关受力数据，由设计认可或者使用包钢的做法，事先在钢板上 精确选好位置塞接螺栓，再剥去砼保护层，将钢板与钢筋焊接，固定在结构上，这种方法适用于多个螺栓 整体偏差的情况，统一进行处理，效果良好。 7 总结 土建施工和设备安装存在着诸多不同的施工工艺和特点，安装的设备越多工艺越复杂，对土建产生的 影响就越大。从前期准备开始到后期的施工、调试，存在大量配合工作，本工程由数个相关专业单位进行 合作施工，通过大家通力合作工程取得了良好的效果，并从实践中总结出一些经验，希望对今后地铁停车 场维修基地的建设提供有益的借鉴。 口 1 5 2