盾构吊装拆除施工方案.docx
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盾构吊装拆除施工方案
盾构吊装拆除施工方案（总27页）
第一章编制依据
编制依据
设计施工图纸
1、《天津地铁5号线工程土建施工第8合同段施工区建设方案平面布置图》施工图纸；
施工组织设计
天津地铁5号线工程土建施工第8合同段施工组织设计
有关规范、规程、标准、手册及参考资料
1、《起重机实验规范和程序》GB/T5905-2011
2、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011
3、《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2001
4、《施工现场临时用电安全技术规程》JGJ46-2005
5、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-91
6、《大型设备吊装工程施工工艺标准》SHJ515-2003
7《建设工程施工现场安全资料管理规程》CECS266-2009
8、《起重机、起重机操作手册》GB/T
9、《机械设备安装工程施工及验收通用规范》GB50231－2009
10、《绿色施工管理规程》 DB11513-2008
11、《起重设备的性能测试》机械工业出版社
12、《起重设备操作规范》工程机械出版社
13、《天津地铁工程建设安全风险管理体系》
其它
1、盾构机生产厂家提供的盾构机图纸资料
2、现场踏勘实际情况
3、吊车机械性能表
4、吊装单位设备物资资源、经济技术实力及类似工程施工经验
编制原则
1、技术先进、科学合理的原则
为保证盾构机的组装工期，吊装方案的编制坚持技术先进性和科学合理性相结合，力求使方案具有极强的针对性和可操作性。
2、经济实用、节约成本的原则
根据现状场地条件，通过合理调配各种资源、优化吊装工艺、提高作业效率，从而达到经济实用、节约成本的目的。
3、安全可靠的原则
坚持“安全第一，预防为主，综合治理”的安全方针，突出“以人为本、安全为天”的指导思想，确保吊装方案的安全可靠。
4、健康环保的原则
结合作业内容、作业环境和周边环境情况，贯彻执行职业健康、环境保护等有关文件精神，确保吊装方案既有利于减轻职业健康危害，又有利于减少环境污染。
第二章工程概况
工程位置及概况
天津地铁5号线工程土建施工第8合同段项目位于天津市河北区建昌道和群芳道交口。
始发井地面已经硬化完毕。
吊装作业概况
本工程需要吊装的是一台小松Φ6450铰接式土压平衡盾构机。
盾构主要部件的外形尺寸、数量、重量见下表：
表盾构机主要部件清单表
部件名称
外型尺寸（mm）
重量（T）
部件主要组成
备注
大刀盘
Ф6450*1362（外径*长度）
刀盘体、刀具、旋转接头前端连接头等
切口环
Ф6450*2865（外径*长度）
98
切口环本体、大刀盘驱动装置、人行闸等。
支承环
Ф6450*4351（外径*长度）
85
支承环本体、推进千斤顶等
盾尾
Ф6460*2145（外径*长度）
盾尾本体、盾尾密封刷
分上下两个半环
螺旋机
9703*970*1591（长*宽*高）
18
除进口壳体外的各部
拼装机
4800*4800*2449（长*宽*高）
机架本体、液压泵组、管系
拼装平台
5157*26800*1411（长*宽*高）
11
平台、管系等
不含后部走道、扶梯
皮带机1#机（头部机架）组件
5100*1100*800（长*宽*高）
机架本体、托辊、驱动辊等
皮带机2#-4#机架组件
7100*1100*500（长*宽*高）
1*3
机架本体、托辊等
皮带机5#机架组件
5000*1100*500（长*宽*高）
机架本体、托辊等
皮带机6#机架组件
2950*1100*500（长*宽*高）
机架本体、托辊等
皮带机7#机架组件
13600*1100*500（长*宽*高）
2
机架本体、托辊、转向辊等
1#车架组件
6000*5200*3400（长*宽*高）
17
车架本体、控制室、泡沫装置、盾尾密封装置、管系
下井时，如皮带机6#机架已置于车架顶部，则重量增至18T
2#车架组件
6000*5200*3400（长*宽*高）
16
车架本体、配电箱、注浆装置、液压泵组、润滑油脂装置、管系
下井时，如皮带机5#机架已置于车架顶部，则重量增至17T
3#车架组件
6000*5200*3400（长*宽*高）
17
本体、加泥装置、液压泵组、主油箱、清洗装置、管系
下井时，如皮带机4#、机架已置于车架顶部，则重量增至18T
4#车架组件
6800*5200*3400（长*宽*高）
22
车架本体、变压器、刀盘动力柜、管系
下井时，如皮带机3#机架已置于车架顶部，则重量增至23T
5#车架组件
6000*5200*3400（长*宽*高）
8
车架本体、盾构动力柜、空压机、储气罐、冷凝器
下井时，如皮带机2#机架已置于车架顶部，则重量增至9T
天津地铁5号线工程土建施工第8合同段项目施工场地在建昌道地铁站的北侧，整个场地呈狭窄长条形。
区域现场比较狭窄，吊装和组装过程工序繁杂，交叉作业较多，受场地限制只能在始发井西侧进行吊装，吊装前盾时起吊半径最远达到13m，经计算500t能满足吊装安装要求。
上序完成条件
1、始发井主体结构已经施工完毕并达到设计强度；
2、吊机进场前，场地需平整、清理、硬化，以满足大件进场需要；
3、提供始发井边供大型吊机停放的场地和大件运输车辆通过的施工道路，吊装工作区域地面的承载能力≥12t/平方米；
4、完成盾构机始发托架的井下安装工作；
5、完成托架及后配套台车轨道铺设，铺轨长度约需75米；
6、电瓶车一辆和平板车两辆已经吊装下井并安装在铺好的轨道上；
7、在始发井底板上设有供施工用的AC380V（200A）电源点的配电箱；
8、为配合大件夜间进场要求，需提供夜间施工场地并保证地面和井下照明；
9、提供可供施工人员下井施工的安全通道，并保证始发井底清理干净、无积水；
10、保证足够数量和排量的水泵，并提供临时性动火施工所需消防器材或消防水源。
工程难点
技术难点
1、盾构机主体重量大、体积大，对吊机要求较高，既要满足起吊能力还要满足旋转半径；
2、盾构机主体吊装中，需要双机配合作业，吊装作业有一定难度；
3、吊装作业涉及到晚上作业和井下作业，吊装作业有一定难度。
管理难点
1、因为盾构机运输距离较远且为大件运输，所以需要提前协调设备进场时间、进场路线和现场存放场地；
2、因为工期紧，吊装作业采取24小时分班作业，需要合理做好劳动力组织；
3、吊装和组装过程工序繁杂，交叉作业较多，需提前做好协调安排。
第三章施工安排
工期计划
盾构机计划于2014年1月初从地面吊装下井，最终于春节前完成组装、调试工作，确保始发的节点工期。
具体工期安排如下：
表盾构机吊装、组装、调试工期进度表
序号
任务名称
工期
1
500t和200t吊车进场安装就位
1工作日
2
分别将车架定好位、台车5＃~1＃等井上待装，转接头安装，依次吊装下井
1工作日
3
螺旋机、连接桥、双轨梁下井
1工作日
4
支撑环下井、切口环下井，支撑环移动与切口环对接
1工作日
5
刀盘下井，与切口环对接
1工作日
6
盾尾（下半部）下井，对准安装位置
1工作日
7
螺旋机、拼装机、拼装平台下井依序安装，盾尾（上半部）下井定位
2工作日
8
双梁、皮带机井下安装
2工作日
9
搭拆脚手架，将吊耳割除
3工作日
10
分别将皮带机、一次梁、牵引梁下井安装
2工作日
11
切口环、支撑环焊接
8工作日
12
支撑环、盾尾焊接
6工作日
13
机头内部管路连接、车架管路连接
9工作日
14
高压柜做电试
1工作日
15
油管、水管、浆管、转接材料连接
8工作日
16
电缆连接
7工作日
17
盾构调试、验收、整改
12工作日
吊装、组装、调试总工期（包括平行施工）
25工作日
安全质量目标设定
安全目标设定
盾构机运输、吊装过程中确保不发生任何轻伤、重伤、死亡事故；不发生任何交通、机损、电气、火灾事故；不发生任何职业健康、环境污染事故。
质量目标设定
盾构机运输、吊装过程中确保不发生任何质量事故，不留任何质量隐患。
劳动力组织及职责分工
盾构机委托专业公司进行吊装，吊装单位具有相应的特殊设备起重吊装专业承包资质。
主要劳动力组织及职责分工如下：
现场负责人：
负责吊装作业全面管理工作。
安全员：
负责吊装作业安全管理工作。
专业工种作业人员：
负责各专业具体作业。
普工：
配合各专业工种作业人员进行作业。
占用施工场地平面简图
图3-01吊机站位示意图
第四章施工准备
劳动力准备
主要工种、工人数量及分工
表主要工种、工人数量及分工
序号
工种
工人数量
分工
1
现场负责人
2
负责盾构机吊装作业全面管理工作
2
安全员
2
负责吊装作业安全管理工作，持证上岗
3
吊车司机
4
负责500t和200T吊机的操作，持证上岗
4
信号工
4
负责起重信号，持证上岗
5
司索工
4
负责起重司索，持证上岗
6
普工
4
配合作业
合计
20
施工作业组织
盾构吊装作业实行两班制，白班7：
00到19：
00、夜班19：
00到7：
00。
在恶劣天气和紧急情况下暂停吊装。
材料准备
表吊装作业主要材料使用计划表
序号
材料名称
规格型号
单位
数量
备注
1
钢丝绳
Φ65，L=7m
根
4
盾构吊装
2
钢丝绳
Φ56，L=8m
根
2
盾构翻身溜尾
3
钢丝绳
Φ39，L=8m
根
4
台车吊装
4
钢丝绳
Φ32，L=8m
根
4
5
钢丝绳
Φ25，L=16m
根
4
6
钢丝绳
Φ25，L=8m
根
4
7
U型卡环
55T
个
4
盾构吊装
8
U型卡环
35T
个
2
盾构翻身溜尾
9
U型卡环
12T
个
4
台车吊装
10
U型卡环
5T
个
4
11
手拉葫芦
20T
个
4
螺旋机组装
12
手拉葫芦
10T
个
4
13
手拉葫芦
5T
个
4
14
安全带
条
10
15
方木
300*300*600mm
根
60
16
方木
100*100*4000mm
根
20
17
枕木
根
40
18
型钢（综合）
吨
机械准备
表主要施工机械设备投入计划表
序号
机械设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
汽车吊
500T
台
1
盾构吊装下井
2
汽车吊
200T
台
1
盾构翻身溜尾
3
千斤顶
200T
台
2
盾构平移
4
液压泵
75MPa
台
2
盾构平移
技术准备
1、吊装方案在施工前已经编制、上报、审批完成；
2、所有作业人员已经接受进场教育和安全、质量、技术交底；
3、所有起重设备、吊具、索具检查合格并符合相关要求。
地基要求
（1）盾构机主体吊装三大件：
前盾重量98吨，中盾重量85吨，刀盘重量吨。
吊装设备：
一台500t汽车吊车，吊车自重84t；配重100t。
（2）起吊时地基承载力验算（按最大件中盾重量98吨计算）。
a、吊车及配重重量：
84t+100t；前盾重量：
98t；
钢丝绳与卸扣重量：
，吊钩重量：
合计：
考虑吊车动荷载，取动载安全系数K=考虑
总重=×=
b、考虑两侧4条支腿全部均匀受力时，地基承载力要求：
（路基箱规格：
4500*1300*200）
总受力面积：
××4=㎡
地基承载力：
313..4t/㎡=㎡。
因此盾构机吊装前，进行地基承载力测试，地基承载力满足≥12KPa,方可进行吊装作业。
第五章主要吊装方法和技术措施
吊装机械结构、性能简介及吊装工艺参数
针对本盾构最大部件重量和接受井的长宽与井深以及场地状况，采用QAY500型吊车（此吊车是2013年1月从徐州重工购置的吊车，长米，宽3米，支腿间距纵向米，横向米；吊车自重84吨，配重100吨，单腿最大受力120吨）和200吨吊车起吊。
QAY500主臂起重性能表（支腿平衡重180吨）500吨吊车外形尺寸见下图：
R/L
3
500*
400*
4
320*
5
6
7
174
8
171
9
165
10
12
120
14
99
81
16
84
18
20
56
45
22
54
24
26
41
28
30
30
31
32
34
36
38
40
42
44
14
46
主臂组合
000000
100000
110000
210000
211000
221000
222000
倍率
26
26
22
17
13
11
8
主臂最大仰角
82
主臂最小仰角
10
注1：
表中额定总起重量所表示的数值，是在平整的坚固地面上本起重机能够保证的最大起重量。
注2：
表中额定总起重量包括吊钩和吊具的重量。
注3：
起重臂的臂长组合中“0”表示吊臂伸出量为0%；“1”表示吊臂伸出量为46%；“2”表示吊臂伸出量为92%。
图5-01500t吊车外形尺寸图
图5-02200t吊车参数表
本次吊装采用全液压QAY型500吨汽车吊单吊主臂吊装，200吨汽车吊配合翻身。
QAY500型吊车配重100吨，吊钩选用120吨钩（吊钩自重吨）穿五轮十一股绳；用米主臂吊装。
本次盾构吊装作业吊装时，500吨汽车吊最远工作半径13米，吊车吊装负荷100吨（含绳索具及吊钩自重），此时吊车额定负荷130吨，吊车负荷系数%；
吊装工艺计算：
⑴吊装绳扣受力：
P=80×3sin60˚=（吨）
绳扣选用6×37+1，Ф65，抗拉强度为170kg/mm2，单股使用，绳扣破断拉力为吨，安全系数==大于6，满足吊装规范安全要求；
⑵吊臂仰角：
R=米时；主臂仰角α=78˚，
R=米时；主臂仰角α=75˚，
⑶吊臂定滑车至动滑车的最小距离：
经计算
R=米时；H=米
R=米时；H=米
满足吊装所需高度（用于吊装的绳扣单根长度12米）。
⑷吊臂与周边的最小净距：
R=米时；X=米
R=米时；X=米
满足吊装所需安全距离。
主要部件吊装下井顺序
后配套台车吊装下井顺序
后配套台车采用200T吊车吊装下井，具体顺序如下：
5#（连同部分皮带机一起吊装）——4#（连同部分皮带机一起吊装）——3#（连同部分皮带机一起吊装）——2#（连同部分皮带机一起吊装）——1#（连同部分皮带机一起吊装）。
吊装下井的台车立即用已经安装到轨道上的电瓶车拖到渡线段内。
最后吊装下井的1#台车前端离开始发井井口应有20m的空间。
螺旋机、连接桥、双轨梁吊装下井顺序
螺旋机、连接桥、双轨梁采用200T吊车吊装下井，具体顺序如下：
螺旋机——连接桥——双轨梁。
盾构机主体吊装下井顺序
盾构机主体采用500t吊车吊装下井，具体顺序如下：
支撑环——切口环（含人闸）——刀盘——盾尾下部——拼装机、拼装平台——盾尾上部。
盾构机吊装、组装、调试总体工艺流程
图5-02盾构机吊装、组装、调试工艺流程图
主要吊装工艺及方法
后配套台车吊装
1#台车——5#台车运到现场后进入200t汽车吊工作范围内，由200t吊在装配区域卸车，并进行装配，装配工作完成后由200t汽车吊进行吊装。
台车左、右两部分连接好后整体吊装下井，凡不影响到下井工作的零部件，应连同各自的台车一次性吊装下井，吊装前做好连接固定工作；凡对下井有影响的台车零部件应拆卸，在该台车下井后，随即下井并马上按要求组装。
用4根长度相等的钢丝绳将台车自带的四个吊耳吊起，在起吊时应该试吊，保证绝对安全才可以起吊，起吊后的台车保持一定倾角。
台车与钢丝绳线夹角约为60°，吊车通过变幅并缓慢将台车下放到井口。
缓慢下钩，使台车就位，当台车与钢轨接触后用电瓶车把它后移到需要的位置，用防滑楔楔住。
先把第五号台车吊下井，接着把第四号台车吊下井并用电瓶车后移到五号台车的位置，并把第五号台车与第四号台车用销子联接好。
依次类推吊装第三、二、一号台车
图5-03后配套台车吊装示意图
螺旋机、连接桥、双轨梁吊装
为了保证连接桥架后移方便，桥架下井后在管片车上焊接好钢支架方便安放桥架，满足支撑桥架的重量和后移的强度及刚度。
连接桥架放在管片车后用电瓶车往前移动连接桥，桥架后移与第一号台车连接。
图5-04连接桥吊装示意图
后配套台车、螺旋机、连接桥和双轨梁吊装完成后，将始发基座上放置的工字钢和临时轨道拆除。
并对始发基座的固定情况进行检查、校核。
在盾构机将要落座的始发基座的钢轨表面涂刷润滑脂（按落座的顺序分段涂抹），为下一步盾构机的组装做好准备工作。
支撑环翻身及吊装
翻转时采用滑移法翻转盾构大件，主辅吊车配合进行吊装。
盾构翻转时500吨汽车式吊车与200吨汽车式吊车将盾构平衡吊起，盾构大件吊至离地300-500mm高时，500吨汽车式吊车缓慢起钩、爬杆至9米工作半径；吊住盾构底部的200吨汽车式吊车缓慢下钩，使盾构大件自然下垂，直至500t汽车式吊车完全吊稳盾构大件。
特别注意双机翻身过程中的协调配合，使盾构下底部贴着地面缓缓滑移，防止单机、单绳受力，并在棱角尖锐处垫护角，加强对绳索的保护。
此外，观察注意起吊和翻转时吊耳和卸扣的受力状态，防止卸扣突然滑动、受弯。
支撑环尺寸Φ6450×4351，重85t，计划用200t汽车吊配合500t全液压汽车吊进行吊装。
500t汽车吊停放在盾构始发井南侧，保证吊车平行并紧贴吊装井，起吊半径最远13m,能满足吊装要求。
200t吊车呈T字形停放在500t的东南侧。
平板车把支撑环运至工地，停放到吊装最佳位置，支撑环是竖直放在平板车上的。
选择合适的位置系上两条起吊平衡索，500t和200t吊车同时把支撑环微微吊起，然后将平板车开走，再提升500t全液压汽车吊车一侧的4个吊点，慢慢放下200t一侧的2个“翻身”吊点，使支撑环翻至水平位置。
200t吊车摘钩后，500t全液压汽车吊车通过旋转、起落臂杆把支撑环缓缓吊到距始发井底托架1m处停止，此时一定要保证支撑环的水平和垂直度，确认满足始发参数后缓慢放在始发架上。
支撑环就位后在两侧焊接牛腿，在基座用螺栓连接上活动牛腿，用备好的200t分离式液压千斤顶向后顶推4m，满足下一步吊装切口环空间要求。
图5-05支撑环吊装示意图
切口环吊装
切口环尺寸Φ6450×2865，重98t，吊装“翻身”方法和支撑环一样。
“翻身”后，450t吊车把切口环缓缓吊到距始发井底托架1m处停止，此时一定要保证切口环的水平和垂直度，确认满足始发参数后缓慢放在始发架上。
切口环放在始发基座上后，再用500t吊车把人闸吊下与支撑环组装。
组装完成后由于支撑环上部比下部重，为避免支撑环向下倾，必须做一个门形支架支撑在驱动电机上，保证支撑环稳定。
等支撑环稳定后在盾体两侧上焊接牛腿，推至切口环处（满足切口环和支撑环的机械装备图要求，即销子定位和螺丝联接）与切口环进行组装（组装螺栓必须按规定进行检测其扭矩）。
支撑环与切口环组装完成后用200t的分离式液压千斤顶将支撑环、切口环推向开挖端，再用螺栓将支撑环和切口环连接，螺栓连接好后由电焊工焊接支撑环和切口环的结合处。
图5-06切口环吊装示意图
刀盘吊装
刀盘尺寸Φ6450×1362，重，吊装“翻身”方法和支撑环一样。
“翻身”后，500t吊车将刀盘竖直吊稳，刀盘下井后，将其慢慢靠向前盾，在土舱里焊接两个耳环，用两个5t的手拉葫芦拉住刀盘，把切口环和刀盘的螺栓孔位及定位销（机械装备图要求尺寸）完全对准后，再穿入拉伸预紧螺栓，按拉伸力由低到高分两次预紧螺栓，预紧完毕后，再用液压扭矩扳手复紧一遍。
图5-07刀盘吊装示意图
盾尾吊装
盾尾尺寸Φ6450×2345，重14t，分上下两个半环。
200t吊车将盾尾下半环吊起，吊钩缓慢移动到离开井口1m处停止。
吊车缓慢下钩，当盾尾下部与托架接触时，吊车通过起、落臂杆和旋转臂杆使下部盾尾就位，并对底部进行连接。
盾尾下部完全放在托架上并连接好后，吊车松钩，再依次进行螺旋机安装、拼装机吊装、拼装平台吊装。
最后再吊装盾尾上半环。
盾尾与中盾的连接先采用螺栓连接，再进行焊接加固。
在它与中盾连接后，对中盾和盾尾进行环缝焊接加固。
图5-08盾尾吊装示意图
吊装注意事项
1、吊车支腿处需用四块专用路基箱加固，支好车上好全配重后将吊臂仰至最大仰角时旋转一周，经过各支腿上方时停留片刻，观察各支腿有无异常，无异常才可继续。
2、吊车必须严格按方案指定位置准确站位，且与周边建、构筑物保持安全净距。
3、由于吊装施工中处于风季，须在盾构机两端用麻绳控制方向，以防吊装时受风载或惯性力剧烈摇摆而与吊装孔壁发生碰撞事故。
4、吊装切口环、支撑环时绳扣选用6×37+1，Φ65，四根，绳扣单股使用，有效长度为8米，绳扣必须完好无损。
5、在吊装现场，运输车辆必需为,500t吊车进场、支车留出场地，按要求指定位置摆放，不得影响吊车进出现场、支车站位、吊装回转等，且摆放在吊车吊装能力范围内，尽可能避免二次倒运。
6、起吊后盾构机离开地面200毫米时暂停，试吊，检查绳扣、吊车各部件及刹车、支腿，完好无异常后方可继续吊装。
7、吊装时需采取措施将盾构机上的部件保护好，防止绳索勒坏盾构机油管及电机。
8、加强吊装施工作业区的安全防护及警示，由于大件吊出时需拆除竖井防护栏后必须用锥筒和警戒带进行临时防护，并派专人守护。
第六章安全保证措施
1、施工人员必须认真贯彻执行“安全第一、预防为主、综合治理”的安全方针。
2、作业人员
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