盾構(gòu)機吊裝下井施工工藝

王哲WANG Zhe

（中國鐵建投資集團有限公司，泰安 271500）

1 工程概況

1.1 項目概況

北京地鐵17號線08標共一站一區(qū)間，即西壩河站明挖車站、香河園站～西壩河站盾構(gòu)區(qū)間。香～西區(qū)間出西壩河站后沿西壩河南路向南敷設(shè)，途中下穿西壩河、當代萬國城小區(qū)兩層建筑、北京京供塔園電力工程有限公司5、6層建筑，側(cè)穿二環(huán)～機場路聯(lián)絡(luò)線北線高架橋，到達香河園站盾構(gòu)接收井結(jié)束。線路沿線現(xiàn)狀主要為道路、綠地、民用建筑、河流、既有橋梁等，沿線場地地形整體平坦，主要穿越地層為細-中砂層和粉質(zhì)黏土層。

1.2 場地概況

盾構(gòu)井口尺寸都能滿足盾構(gòu)機吊裝尺寸，吊裝區(qū)域無地下地上管線。場地內(nèi)部全部區(qū)域澆筑C30混凝土400mm，并配置鋼筋網(wǎng)，Ф18@100單層布設(shè)，地基承載力經(jīng)驗算滿足吊裝需求。

盾構(gòu)吊裝場地中存在改移后的地下管線，埋深約3m，處于吊裝區(qū)域范圍之外，在吊裝工作時，應(yīng)避開管線區(qū)域，避免在管線區(qū)域內(nèi)堆放重物。本次吊裝使用履帶吊車，車輛尺寸為9.134m×7.681m，盾構(gòu)機吊裝時不在管線區(qū)域內(nèi)，對地下管線無影響。（圖1）

1.3 盾構(gòu)機概況

本項目投入2臺中國鐵建重工集團設(shè)計的ZTE6610盾構(gòu)機用于本工程盾構(gòu)區(qū)間施工，盾構(gòu)機主要由刀盤、前盾、中盾、盾尾、螺旋機、拼裝機、設(shè)備橋及后配套臺車組成，各部分結(jié)構(gòu)參數(shù)如表1所示。

2 施工工藝技術(shù)

2.1 工藝流程（圖2）

圖1吊裝場地區(qū)域管線圖

2.1.1 工前準備工作

①施工大門寬度不小于8.5m，在施工場地中的行走路線，道路寬度不小于8m，在進場前提前將施工便道障礙物清除，以保證安全、順利運輸。

②SCC2500C吊車自重及配重總重量為240t，單條履帶寬度1.2m，長度9.13m，履帶吊就位處已進行硬化，但為安全起見，在起重前，履帶下方必須鋪設(shè)2cm鋼板，鋼板準備數(shù)量不少于30m2。

③起重吊裝前，對特殊工種資質(zhì)進行查驗，保證持證上崗，對工人開展大型吊裝教育和危險源進行傳達。

④施工前準備警戒帶、對講機、爆閃燈等必要用品。

2.1.2 試吊

圖3載荷分配系數(shù)圖

表1盾構(gòu)機參數(shù)表

圖2工藝流程圖

進行正式起吊前需進行試吊作業(yè)。起吊機身離地200mm試吊，懸停5min，檢查繩扣、鋼絲繩、滑輪、制動裝置等起重機完好以及地面無異常后，方能繼續(xù)吊裝。

2.1.3 翻轉(zhuǎn)

SCC2500C履帶吊具有獨立翻轉(zhuǎn)能力，用4根主繩索連接盾體外側(cè)四個吊耳，2根副鉤繩索連接盾體內(nèi)側(cè)兩個吊耳，主副吊鉤同時起升，起吊離地200mm，主吊以0.5 m/min落鉤，副鉤以相應(yīng)速度配合起鉤，盾體空中翻身過程中底部始終保持在離地面一定的高度位置，直到完成空中翻身。

盾體空中翻身時主副吊載荷分配計算：通過分析整個翻身過程主副鉤的受力情況，副鉤受力最大時為盾體處于水平狀態(tài)，此時主副鉤處于配合溜尾狀態(tài)；主副鉤的承載與主吊吊耳和輔助翻身吊耳的相對位置有關(guān)：大部分情況主副吊的受力基本相同，甚至副吊承載比主吊略小；工況校核是根據(jù)主副吊耳的相對位置關(guān)系，得到載荷分配系數(shù)。（圖3）

主副鉤配合溜尾：（按中盾總負載為110t計算，主吊荷載為總荷載的51.54%，副鉤荷載為48.46%，主鉤吊點為盾體上部四個吊點，副鉤吊點為盾體下部兩個吊點）。

SCC2500C型履帶吊盾構(gòu)工況：主吊選用150T吊鉤穿5輪11股繩，用19.5m主臂吊裝。開始吊裝工作半徑7m，額定負荷198.8T，主鉤承受盾構(gòu)部件的51.54%（60T），此時吊車負載率為30.18%，隨盾體的緩慢豎直，主鉤吊裝載荷逐漸增大，直至主鉤吊裝盾體全部重量負荷115T，主鉤吊裝半徑為7m，額定負荷198.8T，吊車負載率57.34%。

輔助副鉤：起吊工作半徑10m，副鉤吊裝負荷55T，額定負荷80T，此時吊車負載率為68.75%，隨盾體逐漸豎直，副鉤吊裝載荷逐漸減小，直至為零。

2.2 起重設(shè)備說明

根據(jù)施工現(xiàn)狀選用的SANY公司SCC2500C型履帶吊，SCC2500C 250T型履帶吊產(chǎn)品介紹說明書的SFH工況，全配重109.2T，主吊鉤選用150T鉤穿5輪11股繩，副鉤選用80T鉤穿3輪7股繩。其履帶長度9.134m，整機寬度7.681m，吊裝時主臂長度19.5m，固定副臂7m。

2.3 盾構(gòu)機吊裝下井流程

履帶吊兩條履帶完全站在經(jīng)過場地硬化的地面上，靠近吊裝口一側(cè)的一條履帶距擋墻0.5m，吊裝過程中履帶吊不行走。吊裝盾體工作半徑為9m，吊裝臺車工作半徑為14m，吊裝盾尾取16m工況。

2.3.1 拖車下井

拖車下井時，用4根鋼絲繩連接拖車的四個吊耳，起吊后的拖車保持平穩(wěn)，按照信號工指揮要求進行轉(zhuǎn)臂、趴臂，到達井口上方后緩慢落鉤，將拖車吊裝就位，用電瓶車牽引至井內(nèi)相應(yīng)位置。依次將6#～1#拖車及橋架吊裝下井。

2.3.2 螺旋輸送機下井預(yù)存

用2根鋼絲繩將螺旋輸送機吊起，主副鉤同時用牽引繩捆綁住螺旋輸送機，在下井過程中保持螺旋輸送機后端比前端低3.5m（約20°夾角），吊裝過程中防止碰撞，下井位置到始發(fā)架上后，讓螺旋機端頭放在管片小車上，然后用手拉葫蘆拉向井內(nèi)拽拉。

2.3.3 中盾下井

中盾在地面完成翻轉(zhuǎn)后，按照信號工指揮要求進行轉(zhuǎn)臂、趴臂，到達井口上方后，地面上的信號工停止指揮，井下信號工指揮履帶吊司機緩慢落鉤將中盾吊裝就位，就位后的中盾用液壓千斤頂向后頂推，為前盾下井預(yù)留出位置。

2.3.4 前盾下井

前盾在地面完成翻轉(zhuǎn)后，按照信號工指揮要求進行轉(zhuǎn)臂、趴臂，到達井口上方后，地面上的信號工停止指揮，井下信號工指揮履帶吊司機緩慢落鉤將前盾吊裝就位，與中盾進行連接。

2.3.5 刀盤下井

刀盤下井的方式與前盾一樣。刀盤在地面完成翻轉(zhuǎn)后，按照信號工指揮要求進行轉(zhuǎn)臂、趴臂，到達井口上方后，地面上的信號工停止指揮，井下信號工指揮履帶吊司機緩慢落鉤將刀盤吊裝就位。

2.3.6 拼裝機吊裝下井

用4根鋼絲繩與拼裝機的吊點連接，吊車通過轉(zhuǎn)臂、落鉤動作將拼裝機吊裝下井并與中盾連接。下井過程中用牽引繩與其連接，防止下井過程中發(fā)生碰撞。

2.3.7 盾尾吊裝下井

用4根鋼絲繩與盾尾的吊點連接，吊車通過轉(zhuǎn)臂、落鉤動作將盾尾吊裝下井，盾尾下井后與中盾保持1m距離，待螺旋輸送機安裝完成后，再次吊裝盾尾與中盾連接。下井過程中用牽引繩與其連接，防止下井過程中發(fā)生碰撞。

2.3.8 螺旋輸送機的安裝

把螺旋輸送機推到起吊位置，吊點使用螺旋輸送機自帶吊耳，起吊螺旋機。在此過程中用手拉葫蘆逐漸調(diào)整角度，附帶兩根承重繩，注意保護螺旋輸送機端頭的電機。由于螺旋機就位時盾構(gòu)機的主要部件都已安裝到指定位置，致使井下作業(yè)空間狹小，指揮吊車動作時須事前看準，吊車動作幅度不宜太大，注意與周邊部件保持安全距離，避免發(fā)生碰撞。將螺旋機緩慢的從拼裝機的內(nèi)圓插入，到一定的吊裝位置解掉前吊點，再用兩個導(dǎo)鏈與螺旋輸送機前吊點連接，緩慢拉向前盾法蘭位置。

把螺旋輸送機的法蘭和前盾的法蘭螺栓孔位及定位銷完全對準后，再穿入拉伸預(yù)緊螺栓，按拉伸力由低到高分兩次預(yù)緊螺栓，預(yù)緊完畢后，再用液壓扭矩扳復(fù)緊一遍。

3 施工安全保證措施

3.1 安全組織及生產(chǎn)管理保證措施

根據(jù)安全生產(chǎn)管理職責及目標，項目部領(lǐng)導(dǎo)及各部門將認真執(zhí)行國家、北京市軌道交通建設(shè)有關(guān)安全生產(chǎn)的法律、法規(guī)、文件精神和管理辦法，完善各項安全等產(chǎn)管理制度，滿足業(yè)主的安全管理要求，并由各級組織加以檢查、落實。

3.2 人員機械安全技術(shù)保證措施

3.2.1 人員資格

特殊作業(yè)人員包括吊車駕駛司機、電工、電焊工、信號工等必須進行專業(yè)培訓(xùn)，經(jīng)考試合格后，持證上崗。操作證按時復(fù)審，特種作業(yè)嚴格執(zhí)行各種安全技術(shù)操作規(guī)程，確保安全施工。

3.2.2 安全技術(shù)交底

①吊裝前項目技術(shù)負責人對施工現(xiàn)場管理人員進行技術(shù)交底；

②施工現(xiàn)場管理人員對作業(yè)人員進行安全交底；

③每天由施工現(xiàn)場管理人員對全體吊裝作業(yè)人員進行班前講話。吊裝作業(yè)前，項目技術(shù)負責人對所有吊裝施工人員進行現(xiàn)場交底；

④安全員在明確工作內(nèi)容后，必須在起吊前先巡視好現(xiàn)場的安全狀況，確保安全。存在不安全隱患，決不允許起吊。重大不安全情況要及時報告。

3.2.3 警戒區(qū)設(shè)置與管理

①采取全封閉的安全警戒線，要有明顯的警戒標志。四周必須設(shè)置醒目的警示標志，無關(guān)人員禁止入內(nèi)；

②安全警戒區(qū)外沿，必須設(shè)置安全員，安全員無特殊情況一律在警戒線外進行監(jiān)控，并戴好安全員袖章；

③起重機回轉(zhuǎn)半徑和吊物的下方嚴禁留人。

3.2.4 吊車安全使用

在嚴格最終吊車安全使用規(guī)章的同時，著重注意以下兩方面：

①同種規(guī)格鋼絲繩應(yīng)長度一致，以保證四個吊點均勻受力，選用正規(guī)大廠家的鋼絲繩，并出具合格證。

②同一構(gòu)件吊裝應(yīng)選用廠家規(guī)格相同的卡環(huán)，以保證四個吊點均勻受力。

3.3 設(shè)備防碰撞安全措施

①設(shè)備入井時在設(shè)備兩側(cè)懸掛溜繩。

②指揮信號工使用清晰的對講機，井下井上同步指揮，信號要明確。

③司機應(yīng)注意力高度集中，嚴格按照規(guī)定信號操作，時刻注意操作臺上的信號及儀表讀數(shù)，發(fā)現(xiàn)異常立即停車。注意鋼繩在滾筒上的排列是否正常，隨時注意各轉(zhuǎn)動部位的響聲。

④吊裝入井時盾構(gòu)機的重要部位應(yīng)采取相應(yīng)的保護措施，保證輕微碰撞不會對機體造成損傷。

4 結(jié)束語

目前盾構(gòu)法施工工藝已成為地鐵區(qū)間施工中較為通用的工法之一，確保盾構(gòu)機吊裝下井安全已成為盾構(gòu)法施工的關(guān)鍵前提，在吊裝前要結(jié)合盾構(gòu)機型號、項目特點、場地概況等制定切實可行的吊裝專項施工方案，嚴格按照施工工藝要求進行，落實相關(guān)安全措施，避免安全事故的發(fā)生。