盾构机组装调试

盾构机组装技术简析中铁十三局集团第二工程有限公司广州分公司王兴伦盾构机组装技术简析中铁十三局集团第二工程有限公司广州分公司2012年5月15日王兴伦内容提要一、装机前准备工作二、运输吊装安排三、装机步骤四、盾构机组装过程中注意事项一、前期准备工作（1）开工前，必须对施工人员进行安全教育，在施工场地内，必须穿戴好安全带及安全帽等防护用品，进行特种作业的人员，必须持相应的特种作业操作证。（2）认真阅读盾构机拆解、安装方案的技术资料，核对构件的空间就位尺寸和始发井的相互关系，掌握结构的高度、宽度，构件的型号、数量、几何尺寸，主要构件的重量及构件间的连接方法。（3）掌握吊装场地范围内的地面、地下、楼面、高空的环境情况。保证吊装场地已经硬化，场地开阔无障碍物。（4）了解已选定的起重、运输及其它机械设备的性能及使用要求。（5）进行细致、认真、全面的组装方案和作业设计的技术交底。（6）组织安排施工人员、机械设备、材料进场，并对主要吊装设备进行必要的检查、维修、试车。（7）准备吊装用的绳索、吊具，及常用的起重工具。二、运输吊装安排1、人员配置2、盾构机托架定位安装加固3、250吨履带吊进场1.人员配置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、安全地展开组装工作。具体人员如下：工程师3名安全员1名修理工（包括电工）8名辅助工4名电焊工2名司索工2名盾构司机2名起重司机2名2.始发托架定位加固技术要点：（1）清理托架焊接预埋板；（2）始发井扩大端底板标高与隧道中心线的测量放线；（3）初步组装托架，根据始发条件确定托架中心线与隧道中心线的位置关系，同时根据测量标高调整托架高度，保证始发时盾构机中心标高满足始发要求；（4）将始发托架与预埋板焊接固定，保证在始发推进过程中托架无横向和纵向移动；（5）对加固好的托架详细检查保证连接螺栓和焊接固定等部位的牢固，托架导轨上涂抹润滑油脂为推盾体减少摩擦阻力。图1盾构始发托架3.250吨履带吊进场图2履带吊进场组装盾构机尺寸大，重量重，盾构机需要分件吊装。由于散件的尺寸较大，及现场的施工场地复杂，须在场外组装再转运进吊装现场，故此吊装施工工艺繁多。我们用250t履带式液压吊机为主，单独将大型设备吊装下井；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。（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，大型构件吊装用风缆绳牵引控制（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，满足施工的需要（9）注意井口安全施工三、装机顺序1、主机安装2、台车及后配套安装3、其他设备安装恢复1、主机安装盾体构件一览表序号名称长（m）宽（m）高（m）重量（T）1刀盘6.36.31.8552前盾6.256.251.705923中盾6.246.242.58854尾盾6.236.233.66525.55螺旋机121.81.624.46拼装机4.674.063.2517.2中盾下井定位盾体主机部分安装步骤前盾下井定位拼装机大梁下井安装固定拼装机下井安装中前盾连接螺栓打紧刀盘下井安装螺旋输送机下井安装尾盾下井安装图3盾体下井盾构机主体安装技术要点：（1）中前盾下井安装中盾包括中部盾壳、铰接油缸、推进油缸及支撑。中盾吊装时机型选用250t履带式液压吊机和90吨汽吊将构件平衡吊起，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吨履带式吊机完全吊稳构件，翻身之后由250吨吊机吊下井，吊机通过旋转、起落臂杆把中盾吊到始发井井边1m处,吊机缓慢将中盾放下井去，放在始发托架上，推向托架后部，为前盾下井预留位置。前盾吊装方式与中盾一样。吊机把前盾吊到始发井边1m处停止,250吨履带吊缓慢将前体放下井去后，放在托架上，利用液压泵站和千斤顶推动前盾与中盾进行靠拢组装。在组装之前必须认真处理中前盾连接面和中前盾连接螺栓及螺母垫片，对于不合格的螺栓及时更换。螺栓紧固时先使用风动扳手初步打紧之后必须使用液压扭矩扳手按规定分两次进行紧固保证扭矩达到4900N·M。组装后，将前盾和中盾推向开挖端，保证中盾后部的拼装机及大梁有3.5m的安装距离。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，构件的重量不得超过两台起重机所允许起重量总和的75%。吊装时注意载荷的分配，每台起重机分担的负荷不得超过该机允许负荷的80%，以免任何一台负荷过大造成事故。在起吊时必须对两台起重机进行统一指挥。使两台起重机动作协调、互相配合。在整个吊装过程中，两台起重机的吊钩滑轮组都应基本保护垂直状态。履带吊与汽吊配合抬吊下井图4中盾抬吊下井（2）拼装机部分安装拼装机部分包括拼装机、拼装机大梁、端梁、V型梁，具体安装顺序如下：拼装机大梁下井安装拼装机下井安装拼装机V型梁安装螺旋输送机安装拼装机端梁安装拼装机安装后用1吨导链与盾体暂时固定保证拼装机不滑动，连接行走油缸销子和液压管路将大梁连接面打磨清理干净，中盾上螺栓孔提前攻丝处理地面将螺旋输送机与前盾接触面提前处理，前盾螺栓孔密封槽提前处理端梁螺栓连接面及螺栓孔提前处理V型梁连接面螺栓孔提前处理图5拼装机下井组装（3）螺旋输送机安装螺旋输送机下井前先将中前盾向前推到托架最前端为螺旋输送机预留位置，另外螺旋输送机与前盾连接法兰面和螺栓孔清理干净，对每个螺栓孔攻丝清理保证螺栓顺利安装，对连接面密封槽清理干净准备好密封胶、密封条和胶水。同时在前盾人闸下方位置挂一个10吨手拉导链，中盾门形架两侧各挂一个10吨导链同时备好外径39mm钢丝绳。吊装采用一台250吨吊机大小钩同时使用，小钩用外径39mm钢丝绳8米和55吨弓形卸扣吊螺旋输送机马达端吊耳，大钩吊中间位置吊耳，待螺旋输送机吊至井下后大钩下落与小钩配合保持螺旋输送机倾斜慢慢插入中前盾与拼装机空间位置，用钢丝绳和三个10吨导链固定螺旋输送机前端，将密封条安装好后慢慢调整导链和小钩高度使螺旋输送机法兰螺栓与前盾连接面顺利安装之后取下大钩，螺旋输送机连接螺栓为M30×170-8.8要求紧固扭矩为1250N·M，用液压扭矩扳手一次完成，对于可能遇到的不能完全打紧的螺栓认真处理重新安装。螺栓紧固完成后将人闸下方螺旋输送机连接销安装并用螺栓压紧挡环。所有完成后将小吊钩取下，连接螺旋输送机伸缩油缸液压管路，初步安装完成。图6、螺旋输送机下井组装（4）刀盘下井安装刀盘在井上安装部分滚刀、齿刀、刮刀后重约55吨。刀盘起吊也需采用250吨履带吊和90吨汽吊抬吊方式翻转刀盘，利用一台250吨履带式吊机将刀盘竖直吊稳，吊机把刀盘吊到始发井边1m处停止,再垂直吊下竖井。刀盘下井后，将其慢慢靠向前体，通过吊机和刀盘两侧与前盾对应位置焊接的吊耳用6吨导链连接调整刀盘位置，将前盾主轴承上的密封槽清理干净涂抹密封胶安装大小两道密封胶条，之后使刀盘上定位销和螺栓孔位全部对位，安装刀盘内螺栓M42×180-10.9和双头拉伸螺栓M42×305-10.9，安装时注意保证刀盘外侧剩余螺杆长度为92mm，每个螺栓安装好后拉伸螺栓使用液压拉伸扳手，按拉伸力由低到高分两次紧固螺栓，刀盘内螺栓使用液压扭矩扳手分两次打紧，刀盘连接螺栓要求最后达到紧固扭矩为4900N·M。用我们自己的拉伸扳手初次预紧要求达到750bar所有螺栓预紧完毕后，再全部复紧至1250bar即可完成。由于拉伸扳手和扭矩扳手自身都比较重，另外刀盘内位置空间有限，所以在使用时注意安全。通常三个人操作，使用拉伸扳手时避免不要卡坏拨齿，使用液压扭矩扳手时避免卡坏液压油万向接头。拉伸螺栓在初步预紧后即可取下吊钩和刀盘两侧导链，在全部紧固完成后对外露螺杆加装保护帽，每个保护帽都要配有合适密封圈。保证在掘进过程中螺杆不被损坏。保护帽安装完之后用细钢筋焊接连接起到进一步保护作用。螺栓连接完成后安装旋转接头内泡沫管和润滑油脂管。图7液压扭矩扳手图8气动液压拉伸扳手及泵站（5）尾盾下井安装尾盾在安装之前井下先将中前盾用85吨千斤顶顶推到托架最前方位置，同时更换焊接已损坏的盾尾刷、加焊盾尾止浆板螺柱、安装盾尾止浆板，所有焊接完成后，用吊机大小钩抬起翻转。此时尾盾顶部的吊环由吊机大钩吊稳，尾盾内部吊耳由小钩吊稳。通过吊机自身的旋转，把尾盾吊到井口的中间。然后通过大小钩调整使尾盾倾斜缓慢地放下，将螺旋输送机和拼装机套在盾尾内，吊机通过起落臂杆将尾盾放在始发托架远端那边。将尾盾安放到托架后打磨清理中盾和尾盾接触面，涂抹润滑油脂，具体包括盾尾密封槽、盾尾密封压板螺栓孔攻丝，还要认真打磨盾尾压板和钢环，盾尾铰接销子和销子穿孔。清理完成后安装盾尾密封，用85吨千斤顶将尾盾顶推到中盾内部，顶推过程中由于尾盾自身重量引起变形，需要盾尾内部挂十吨导链调整，或者用吊机吊住尾盾上部吊耳调整盾尾垂直变形。在盾尾接触面进入中盾后安装密封填料，用手压小油顶压入中盾和尾盾连接空间。尾盾填料安装完成后安装盾尾钢环和盾尾压板。所有安装完成后安装盾尾铰接油缸和盾尾密封油脂管，恢复盾尾注浆管路，同时涂抹盾尾刷密封油脂，密封油脂涂抹要饱满密实对以后防止盾尾漏浆有很大作用。盾构机主机组装完成后，及时割除盾体及刀盘上的焊接吊耳，焊接刀盘上的耐磨条，安装始发反力架及斜撑焊接加固等，所有完成后将主机向后顶推至可以拼第一环负环位置，及时割除盾体上顶推块。将盾体两侧杂物清理干净，安装托架两侧管片支撑架为始发做准备。图9尾盾下井组装及端面处理图10盾尾密封安装2、台车及后配套安装台车后配套一览表序号名称长（m）宽（m）高（m）重量（T）11#台车9.053.513.4525.422#台车12.53.53.453933#台车8.653.253.452144#台车8.653.253.452555#台车13.82.953.45216连接桥12.82.52.569.5井下铺设轨道台车后配套部分安装步骤下电瓶车钱牵引车头台车下井组装连接桥下井安装轨道后安装卷扬机后配套与盾体连接组装台车管线敷设高压电缆循环水管等图11台车下井（1）台车下井安装台车包括1#——5#五个台车，具体安装顺序如下：5#台车下井安装4#台车下井安装1#台车下井安装3#台车下井安装2#台车下井安装用卷扬和电瓶车将台车牵引到隧道内预留井口位置台车轮连接面提前打磨处理台车轮连接面提前打磨处理台车轮连接面提前打磨处理台车轮连接面提前打磨处理台车轮连接面提前打磨处理用卷扬和电瓶车将台车牵引到隧道内预留井口位置，连接4、5#台车用卷扬和电瓶车将台车牵引到隧道内预留井口位置、连接3、4#台车用卷扬和电瓶车将台车牵引到隧道内预留井口位置、连接2、3#台车用卷扬和电瓶车将台车牵引到隧道内预留井口位置、连接1、2#台车台车包括1#——5#五个台车，在井底铺设轨道后，并按5#→1#台车的顺序下井到路轨上，下井前先认真打磨处理台车轮子与台车连接面，准备好风动扳手和螺栓撬杠等，在每个台车吊离地面后马上安装台车轮子，用风动扳手将螺栓打紧之后，再由吊机调到井口上方下井。台车下井时井上井下做好沟通统一指挥保证台车平稳安全落在轨道上。确定台车不会前后滑动后取下吊钩，利用卷扬和电瓶车把台车推到始发井内尾部，为其他台车的下井预留位置。下井时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、下井前必须做好固定的工作。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。图12台车牵引卷