浅谈地铁盾构机吊装施工技术

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　　摘要：盾构机目前已广泛用于地铁、铁路、公路、市政等隧道工程，高速铁路、城市轨道交通及隧道施工技术在施工中尤为重要。文章主要结合工程实践，针对广州市轨道交通六号线工程【海珠广场～东湖盾构区间】盾构工程的盾构机吊装施工技术进行了分析，详细论述了整个施工流程及其中的注意事项，旨在不断提高工程的施工水平及保证工程的质量。
　　关键词：地铁盾构机吊装技术质量控制
　　1 工程概况
　　广州市轨道交通六号线工程【海珠广场～东湖盾构区间】土建工程，共由【海珠广场～北京南站】盾构区间、【北京南站～越秀南站】盾构区间、【越秀南站～东湖】盾构区间三个区间组成，采用两台三菱Φ6280土压平衡盾构机从海珠广场站东端始发井向东始发，沿泰康路到达北京南站；从北京南站过站后，线路转向东南，相继穿越珠光路小学、广州二运公司等密集建筑区，行至湛塘路、东园横路路口向东转，到达设置在越秀南路口的越秀南路站，并在越秀南路站过站；完成过站后，线路继续沿越秀南路东进，自东濠涌高架桥桥墩间穿过，进入绿荫路，并在设置在绿荫路上的盾构吊出井（兼暗挖施工竖井）吊出。
　　2盾构机吊装施工准备阶段
　　2.1 吊机摆放及场地加固处理
　　2.1.1 吊机选用与摆放
　　此次盾构机下井吊装我司选用美国产“马尼托瓦克－999”250t履带式吊机一台，采用锤头式吊杆，配备24m吊杆。“TADANO”90t汽车式吊机1台。
　　90T汽车吊（附助吊）放置在始发井的北面，该处原为泰康路行车大马路混凝土路面，地基承载力满足90T汽车吊的工作要求，不需进行加固处理，只需对250T吊机摆放位置进行加固处理。
　　2.1.2 250t吊机摆放场地加固
　　（1）始发井冠梁标高为8.0m，破除始发井西端8*11m范围内的原有素混凝土地面；
　　（2）底部铺50mm厚的碎石垫层（底部标高7.7m），压实；
　　（3）在碎石垫层上铺Φ14@200*200mm钢筋，然后浇注250mm厚C30混凝土，浇灌的混凝土面标高控制在8.0,与冠梁面平齐.
　　（4）待砼强度达到设计强度后，上部铺设7590*9500*20mm的钢板；钢板与钢板接缝口处用电焊焊接牢固，使履带吊机受力均匀，确保吊荷载均匀地传递到下放地层，保证吊装施工安全。
　　2.2 主要机械设备及配套零件的选用
　　2.2.1 吊机选择
　　该盾构机尺寸大，重量大。盾构机需要分件吊装，散件的尺寸较大。盾构机总重500t，经分解后，最大块重约133t。由于现场的施工场地复杂，施工工艺繁多，综合考虑吊机的起吊能力和工作半径，采用250t履带式吊机做主力，单独将大型设备下井；用一台90t汽车式液压吊机作辅助，配合用250t履带式吊机进行翻身、吊装工作。
　　2.2.2 钢丝绳选用
　　盾构机的前体、中体、后体是四个吊点；刀盘是二个吊点。盾构机的前体、中体、后体钢丝绳的选用按盾构机的前体考虑，构件重133t，采用四个吊点，每吊点为33.3t，应选用抗拉强度为170kg/mm2，D=65的6×37钢丝绳，其破断拉力为266.5t。安全系数K=266.5/33=8，满足施工要求。
　　2.2.3 卸扣选用
　　盾构机的前体、中体、后体是四个吊点；刀盘是二个吊点。盾构机的前体、中体、后体钢丝绳的选用按盾构机的前体考虑，构件重133t，采用四个吊点，每吊点为33.3t，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热自理调质处理,美式弓型2.5寸卸扣直径为69.85mm,安全负荷为55t，大于33.3t，满足施工要求。
　　3 盾构机吊装施工工艺流程
　　盾构机下井吊装前准备工作盾构机及配套设备运至现场6#～1#拖车下井 4环管片车及管片下井主体与拖车间皮带机、牵引装置下井放在平板车上 拆除井口下路轨及管片前体下井，前移人闸下井与前体组装并前移 中体下井，前移 前中体组装后体（下部）下井、组装 安装器下井、组装 螺旋机组装刀盘下井与前体组装 工作台架下井、组装 保圆器下井、组装组装皮带输送机及牵引装置 后体（上部）下井、组装焊接施工盾构总装、管线联结调试 检查、验收 清洗、清理现场。
　　4 盾构机吊装施工技术
　　（1）从1#拖车至6#拖车倒序下井（7#拖车放在始发井南侧地面）。设置在后续拖车上的右侧通道及皮带输送机，连同该拖车一起吊入，1#拖车停放在离井口后端面约3.5米处的
　　位置；
　　（2）吊入4环管片车及管片（24*1.5），并暂时停放在台车之间；
　　（3）吊一辆平板车下井停放在开挖面前端的路轨上；
　　（4）吊主体～拖车间的皮带输送机（14m×1.1m）下井。下井起吊状态为前高后底斜下（后钢丝绳的吊点在皮带输送机架4m的位置），并与1#拖车组装。皮带输送机前端焊在平板车上的临时焊制的支架上，其高度由路轨起至机架底距≥2.5m高，并焊牢。1#拖车与平板车用50×50×5的角钢连接焊牢。随后吊走道和牵引装置下井和2#双轨梁下井，后端与1#拖车连接，前端与平板车上的支架焊接。推1#拖车（带平板车一起）向后至适当位置和2#拖车连接。并固定1#拖车。
　　（5）吊1辆平板车下井,在车上放上井字垫木（200×200×1500）600～800mm高；
　　（6）吊螺旋输送机下井，放在垫木上。垫木支撑在螺旋机的马达前面，并用葫芦固定螺旋机后推入2#拖车中间停放。
　　（7）各拖车接驳管线。
　　（8）拆去始发架上的路轨和管片。并在导轨面涂抹黄油；
　　（9）吊前体下井（φ6260×2530，133t），此时250t吊车跨距为3600+1800+200+2530/2=6862mm，250t履带吊机跨距为7米时，额定负荷为144.2t，符合起吊要求。把前体安放在前段始发架的前端。
　　（10）吊人闸下井与前体组装。（φ1600×1865，2.5t）
　　（11）吊中体下井（φ6260×3230，100t），此时250t吊车跨距为3600+1800+200+3230/2=7215mm，250t履带吊机跨距为7米时，额定负荷为144.2t，跨距8米时额定负荷为124.7t，符合起吊要求。下井后放在始发架上向前推到两段始发架中间空位的位置。
　　（12）前体挂上250t吊车钢丝绳，始发架导轨涂上黄油，把前体向后推移，前中体在始发架前后两段的空位（500mm）中连接，用螺栓使前、中体结合面紧贴（注意：前中体的对接方位要正确）。先焊接4点与8点以上的部位，4点与8点以下位置待焊缝到达进洞门口前段的7.5*0.5*1m深的沟再进行补焊.此环焊缝其余部分焊间断焊。
　　按焊接工艺及要求对前、中体结合面进行焊缝
　　（13）用100t千斤顶左右两边同时顶中体外壳处的顶座，使前体的前端至开挖端面500mm。
　　（14）吊后体（下部）下井组装（φ6660×2667，20t）。先焊接4点与8点以上的部位，4点与8点以下位置待焊缝到达进洞门口前段的7.5*0.5*1m深的沟再进行补焊。此环焊缝其余部分焊间断焊。
　　（15）吊反力架（下部）下井组装。

　　（16）吊管片安装器下井（φ4500×1818，10.5t）与中体组装。
　　（17）250t吊机和90T吊机各挂1条独立的钢丝绳。一条钢丝绳的吊点放在从螺旋机起向后约6.5m处为最佳。另一条钢丝绳的吊点在离螺旋机前端3.1米的吊耳上，慢慢斜吊装入前体的螺旋机孔中。
　　（18）吊张出台、下井（长×宽×高：6460×4920×3550，7t）组装。
　　（19）吊刀盘下井（φ6240×1510，45t）与前体组装。
　　刀盘在地面己安装初装盘形滚刀/齿刀重约45t（改造后，由日方新提供的数据）。刀盘起吊也需采用抬吊方式翻转刀盘（吊装方式与中体一样）。利用一台250t履带式吊机将刀盘竖直吊稳。吊机把刀盘吊到前端距井边1m处停止,再垂直吊下竖井。刀盘下井后，将其慢慢靠向前体，螺栓孔位完全对准后，再穿入预紧螺栓，按拉伸力由低到高分两次预紧螺栓。预紧完毕后，再用预紧专用工具复紧一遍。
　　（20）吊工作台架、保圆器下井安装（长×宽×高×长：2950×2200×900，2.5t）；
　　（21）推平板车向前到牵引装置能装上的位置，组装牵引装置、双轨梁和皮带输送架；
　　（22）吊后体（上部）下井组装（φ6660×2667，20t）；吊机平稳将构件从拖车吊到地面后，需采用抬吊方式翻身构件进行吊装。构件翻身时250t 履带式吊机与90t 吊机将构件平衡吊起，构件吊至3～5m高时，吊住构件尾部的90t 吊机缓慢下钩，使构件自然下垂，此时250t 履带式吊机完全吊稳构件。
　　（23）吊反力架（上部）下井组装。
　　（24）切割不需要的部件和材料（如吊耳、顶撑等），修磨、喷漆。
　　（25）驳接所有管线、电路。
　　（26）地面7＃拖车至井下拖车高压电缆及循环水管路布置。
　　（27）拆除脚手架，通电、通水、加油等。
　　（28）进行调试、验收。
　　（29）清除场地上不需要的工装、工具和杂物，作好场地清理工作；将各种工具、备件及管路封口件按规格、数量交回专用仓库保管。
　　5 联机调试
　　（1）盾构机油箱注油
　　（2）水箱系统与井下循环水相连接。
　　（3）液压系统的检查，确认管路系统未被装错。
　　（4）电器系统尤其操作室控制系统的调试，以及盾构机照明电箱的安装一定要稳固。
　　（5）项目部自行组织检查、验收。
　　（6）由业主组织监理和项目部进行盾构机始发前的整体验收。
　　6 施工过程质量控制措施
　　（1）吊装期间安排，安排专职的测量人员每天监测盾构始发井吊装端头的位移和变形情况，根据起吊情况，进行加密测量，发现情况及时报告，并采取相应的措施。
　　（2）安排专职的安全员进行吊装现场安全巡视，发现隐患，及时整改，确保安全有序的进行。
　　（3）进入施工现场必须戴安全帽，高空作业人员应佩戴安全带。
　　（4）特种作业人员必须持证上岗，施工前安全检查员应组织有关人员进行安全交底。
　　（5）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20mm厚钢板。
　　（6）双机吊装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。
　　（7）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。
　　（8）开工前应检查工具、机械的性能。防止绳索脱扣、破断。
　　（9）根据实际情况，采用4点起吊（每台吊机2点），选用的4条钢丝绳长度必须一致，严禁有长短不一，以负起吊后造成构件扭曲变形。钢丝绳的夹角应小于40°。
　　（10）各构件起吊后应呈水平。
　　（11）各构件移动时应小心移动，速度应缓慢匀速免损坏盾构机。
　　（12）高空作业人员切勿急于求成，用力过猛，严禁向下丢掷工具。
　　（13）在井下施工时应设置足够灯光，施工的需要。
　　（14）注意井口安全施工。
　　（15）作业前先检查工装工具和部件，严禁使用失效或损坏的工具和部件。
　　（16）每班作业完成后，应及时清理现场，工装工具应入库保管。
　　（17）吊装、拆卸盾构机时应设置施工禁区，防止闲杂人员进入。
　　
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