长沙地铁盾构机吊装方案

长沙地铁2号线13标盾构机吊装方案-1-目录一、编制依据..........................................................................................-2-二、工程概况..........................................................................................-3-三、组织架构体系..................................................................................-3-四、盾构机主要构件…………………………………………………-4-五、吊装施工..........................................................................................-7-六、质量措施........................................................................................-15-七、安全保证措施与文明施工............................................................-15-长沙地铁2号线13标盾构机吊装方案-2-一、编制依据1、GB50299-1999《地下铁道工程施工及验收规范》2、TJ321(一)-95《机械设备安装及验收规范》3、日本土木学会主编《隧道标准规范（盾构篇）及解说》4、《机械设备安装手册》中国建筑工业出版社5、GB5306-85《特种作业人员安全技术管理规则》6、《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》7、GB50194-93《建筑工程施工现场供用电安全规范》8、JGJ46-2005《建筑施工临时用电施工组织设计及标准电箱》9、GBJ147-90《电气装置安装工程高压电器施工及验收规范》10、GB50168-92《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》11、DJ-OHS-4.4.6-5《消防管理程序》12、JGJ79-2002，J220-2002《水泥搅拌桩设计计算公式》13、《关于成层土地基极限承载力的计算方法》迈耶霍夫、汉纳14、长沙市地铁2号线施工文件及施工设计图15、海瑞克公司盾构机安装使用说明书、盾构机吊装清单16、《大型设备吊装工程施工工艺标准》（SH/T3515-2003）17、《工程建设安装工程起重施工规范》（HG20201-2000）18、《汽车起重机和轮胎起重机安全规程》（HG20201-2000）19、抚挖重工QUY250型250T履带式吊车和徐工QAY160型160T汽车式吊车的使用说明书以及机械性能表长沙地铁2号线13标盾构机吊装方案-3-二、工程概况2.1工程概况本标段拟采用两台海瑞克生产的盾构机进行隧道施工，盾构机为超大型设备，由刀盘、前体、中体、后体、连接桥、各台车组成，单台总长度为80米，单台总重量约450t。盾构机不能自行运载及起降至施工地下井，需要吊装设备降至施工地下井，本方案即为对盾构机各构件在吊装下井的施工组织设计。2.2工程特点1)本工程盾构机分体吊装，吊装时吊车最大作业半径在10m左右，最大起重量为98t，设备之大作业半径之远是本工程的重点与难点。2)设备在地下井，高度大过6m为高空作业，为施工的难点。3)多个大吨位部件需在地面由运输存放姿态翻转90°再下井，此工序为施工难点。三、组织架构体系3.1组织架构3.2各级人员主要职责(1)项目负责人：对工程全面负责，在组织工程施工中，制定措施，确保施工处于受控状态，工程质量达到合同要求，对工程的质量、安全负全面责任。(2)项目技术负责人：提供吊装过程中的技术指导，负责吊装过程的技术交底、车辆进行检查工作，保证过程施工始终处于受控状态。(3)协调员：在施工过程中对内外进行沟通协调，使整个工程顺利完成。(4)安全员：对施工过程中的吊装安全、文明施工临建等进行综合管理，制定各种项目负责人技术负责人指挥员协调安全主任运输组吊装组机械组指挥组长沙地铁2号线13标盾构机吊装方案-4-安全技术措施，对工程安全生产目标进行控制，负责对施工过程中的安全技术交底。(5)指挥员：对施工范围内的进度进行具体管理、调度，吊装操作指挥。4.1盾构机主要部件重量和吊机起重参数对比一览表本标段盾构机单台总长度为80米，单台总重量约450t，共分为刀盘、前体、中体、后体、连接桥和后配套台车等。表4.1盾构机主要构件参数序号名称长×宽×高(mm)重量(T)数量1刀盘6280×14005512前盾6250×31009213中盾6240×33008514盾尾16230×3200×37001315盾尾25150×1300×3700716盾尾33800×650×3700417连接桥1250×2500×2200618螺旋输送机12150×1800×16002019管片拼装机4430×3900×323016110拼装机导轨5650×2270×210091111号台车9000×5100×3450281122号台车9000×5100×3450311133号台车9000×5100×3450201144号台车9000×5100×3450201155号台车9000×5100×345020116其他相关材料和配件4.2吊机选择本次吊装采用一台QUY250液压履带式起重机和一台QAY160全地面起重机配合完成，。主要设备名称性能、尺寸：4.2.1QUY250液压履带式起重机1）、主提升设备：QUY250液压履带式起重机；2)、工况：21.2m重主臂及额头副臂工况；3）、额定起重量：此工况最大额定起重量为200T/5.9m；4）、作业半径：5.0~22.0/m长沙地铁2号线13标盾构机吊装方案-5-5）、占地尺寸：9365/7600/mm；6）、尾部回转半径：6100/mm；7）、接地比压：1.14~136kg/cm24.2.1QAY160全地面起重机1）、辅助提升设备：QAY160全地面起重机；2）、额定起重量：160/T；3）、作业半径：3~52/m；4）、支脚全伸占地尺寸：8700/15900/mm；5）、尾部回转半径（平衡重）：4850/mm；4.3吊装场地地基强度情况验算(1)根据盾构始发井端头加固方案提供的资料表明，承载面下部是Φ800咬合150的梅花型布置水泥旋喷桩，并在地面铺垫30mm厚钢板加固处理。计算按建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002、J220-2002）中水泥旋喷桩设计计算公式：eAmAn(10.2.3---1)pcukdkAfR(10.2.3---2)ppsiniidkqAqhdR1(10.2.3---3)式中Ae——单根桩承担的处理面积；Ap——桩的平均截面积；Rdk——单桩竖向承载力标准值，可通过现场载荷试验确定；fcuk——桩身试块的无侧限抗压强度平均值；η——强度折减系数，可取0.35～0.50；d——桩的平均直径；n——桩长范围内所划分的土层数；hi——桩周第i层土的厚度；qsi——桩周第i层上的摩擦力标准值，可采用钻孔灌注桩侧壁摩擦力标准值；qp——桩端天然地基土的承载力标准值根据计算结果可知，履带吊机活动范围的地基承载力为135.75Kpa。(2)吊机重量：210t长沙地铁2号线13标盾构机吊装方案-6-被吊物最大件（前体）重量：92t合计：302t(3)将端头80m2作业地面范围作以下改造：在地表上铺垫一层2～3cm厚的细沙层，将30mm厚钢板依次铺设在沙层上，使履带吊机受力均匀，确保吊装施工安全。(4)吊机履带作用于地面的范围：（钢板尺寸：8m×2.5m）8m×2.5m×2=40m2需要的地基承载力：308t/40m2=7.7t/m2=77kpa，即每平方米承重7.7吨。77Kpa×1.5=115.5kpa＜135.75kpa该地基承载力可通过钢板均匀扩散至深层地基土上。据理论计算，当履带吊机自重加上起吊最重前体时地基的承载力安全系数己达到1.5，完全满足吊装安全作业的要求。4.4吊装所需材料、设备和工具要求4.4.1钢丝绳及卸扣的选择1、吊车工作时起重量验算参照表4.1。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前盾考虑，构件加吊具吊索重93T（以下近似采用100t计算），长6.3m，宽6.3m，高3.4m。采用四个吊点，每吊点为25T，应选用型号为6×37+1－170kg/mm2－60.0mm、4只头、长度为14m的钢丝绳一付，查资料可知其破断拉力为266.5T。安全系数K=266.5/25=13.38~10倍,满足施工要求。盾构机的刀盘构件重55T，长6.3m，宽6.3m，高1.8m。采用二个吊点，每吊点为28.75T，应选用型号为6×37+1－170kg/mm2－60.0mm、4只头、长度为14m的钢丝绳一付，查资料可知其破断拉力为266.5T。安全系数K=266.5/28.75=98~10倍,满足施工要求。其他构件最重为31T，采用四个吊点，每吊点为7.75T，应选用型号为6×37+1－170kg/mm2－39.0mm、4只头、长度为15m的钢丝绳两付，查资料可知其破断拉力为78.68T。安全系数K=78.68/58~10倍,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调质热处理,美式弓型2.5寸卸扣直径为69.85mm,额定负荷为55T，大于25T，满足施工要求。盾构机的刀盘重55T。采用二个吊点，每吊点为25.25T，应选用美式弓型2.5寸卸扣,长沙地铁2号线13标盾构机吊装方案-7-卸扣的材料是合金钢轴经过锻造及调质热处理,美式弓型2.5寸卸扣直径为69.85mm,额定负荷为55T，大于25.25T，满足施工要求。五、吊装施工5.1吊装前准备工作5.1.1井下准备工作图5.1准备工作流程图1）始发架的安装测量投点后，始发架分前后两段放在井下托台上。两段轨面必须在同一水平面上，符合盾构机始发定位的要求，前后两段轨架必须固定在地面上。在始发洞门口安装完毕的始发托架，经测量定位后焊接牢固。2）始发井隧道内按台车行走范围中心线和盾体位置铺设符合要求的两对路轨（轨距分别为900mm，2080mm），从开挖面向后铺设轨道的距离应大于80m。并在始发托架上铺设管片，将路轨按固定轨距前后水平延伸至始发洞门口。3）各种工具、使用材料、安装用辅助设备下井就位。5.1.2地面准备工作1）地面把各节拖车装好车轮，并在车轮附近用14b槽钢焊接支撑左右，焊接支撑后保证左右车轮中心距为2080mm。2）各号拖车相连接的管线做好编码记号，整齐堆码在将要布置的相应拖车走道板上，连同拖车一起吊下井，以方便盾构机组装的有序进行。5.1.3其他准备工作1）盾构机各部件运输、摆放到位。合理布置场地，安排专人做好防雨准备，随机工具和工装特别照看和回收。台车和连接桥做到进场后立即组织卸车并配合组装人员进行轮子的装配，并及时下井。2）始发井内需具备完善的排水、照明、换气和自来水供应。3）为防止整体吊装时发生变形，用左右连接件（临时）支撑台车底部。4）后续台车上的皮带输送机，连同后续台车一起吊入。接受盾构井并清理测量班投点放线安装托架并测量固定在托架上铺设管片，底板范围内铺设轨道并定位完成井下准备工作长沙地铁2号线13标盾构机吊装方案-8-5.2盾构机吊装5.2.1盾构机吊装工序流程图检查托架及轨道查履带吊进场电瓶车下井吊装5至1号台车吊装连接桥螺旋输送机下井并牵引到连接桥下