盾构机调头、平移施工安全专项方案(最终).doc
《盾构机调头、平移施工安全专项方案(最终).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《盾构机调头、平移施工安全专项方案(最终).doc（32页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
合肥市轨道交通1号线一期工程土建六标段盾构机平移、调头施工安全专项方案
目录
一、编制依据 1
二、工程概况 1
2.1区间隧道概况 1
2.1.1望湖城站～高铁站区间 1
2.1.2繁华大道站～大连路站区间 2
2.2盾构机平移、调头总体方案 3
2.2.1概述 3
2.2.2现场场地情况分析 3
2.2.3盾构机参数 5
2.3工程重、难点分析 6
三、盾构机调头、平移作业资源配置 7
3.1人员配备及主要职责 7
3.2施工机具及材料准备 8
3.3施工安排 9
3.4施工工艺流程图 9
四、盾构机主机调头、平移施工 10
4.1施工准备 10
4.1.1盾构机接收准备 10
4.1.2施工场地找平 12
4.1.3接收基座安装及加固 13
4.1.4盾构与后配套台车分离 14
4.1.5盾构主机前移及垂直顶升 15
4.2盾构机主机调头、平移 16
4.3盾体机二次始发就位 20
五、盾构后配套台车调头、平移施工 20
5.1后配套调头、平移前准备工作 20
5.2连接桥调头、平移 20
5.3台车调头、平移 21
六、电瓶车队调头 23
七、盾构机二次组装、调试、始发 23
八、盾构机调头、平移风险分析及应对措施 23
8.1盾构调头事故应急处理措施 23
8.1安全防范措施 23
8.3安全文明施工 24
九、盾构机调头、平移质量控制要点 24
9.1盾构调头基座安装质量控制要点 24
9.2盾构调头过程质量控制要点 25
十、盾构机调头、平移应急预案 25
10.1领导小组组织机构 25
10.1.1应急抢救领导小组 25
10.1.2领导小组主要职责 25
10.1.3各参与应急小组 26
10.2事故报告和现场保护 27
10.3事故应急处理措施 28
10.3.1触电应急措施 29
10.3.2火灾事故应急措施 29
10.4应急物资及设备的配备 30
30
一、编制依据
1、《地铁设计规范》（GB50157-2003）；
2、《地铁工程监控量测技术规程》；
3、《盾构法隧道施工与验收规范》（GB50446-2008）；
4、《钢结构设计规范》（GB50017-2002）；
5、《建设工程施工现场安全资料管理规程》（DB11/383-2006）；
6、《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》（建质[2009]87号）；
7、盾构机图纸，盾构机使用维护技术文件
8、盾构始发井和接收井主体结构设计图
9、施工现场考察资料及有关调查材料。
10、合肥市轨道交通1号线一、二期工程土建六标【望湖城站～高铁站】区间及【繁华大道站～大连路站】区间隧道施工图纸；
11、我单位现有的技术力量以及在天津、南昌等城市盾构机平移、调头施工经验。
二、工程概况
2.1区间隧道概况
2.1.1望湖城站～高铁站区间
本段区间线路由望湖城站出发向南，线路出望湖城站后，向高铁站推进。
拟建区间沿线以荒地和水稻田为主，线路在里程约K14+576.033下穿机场专线铁路（已废弃）。
本次勘察期间地面局部有零星浅表积水，区间范围内无水塘、建筑物及管线，均为荒地，区间隧道于K14+735.889～K14+765.928下穿龙川路隧道。
区间线路竖向设置两组R=3000的竖曲线和一组R=5000的竖曲线，区间线间距为15～41.5m，线路纵坡为由北向南的下坡，最大坡度为22.358‰，最小坡度为2‰。
区间线路平面设置一组左线R=300米，右线R=350米的曲线。
区间最大埋深约11.15m，最小埋深约6.1m。
区间位于南淝河二级阶地，沿线地势自北向南逐渐先降低然后抬高，自然地面标高为27.51m～31.50m。
区间里程为右K14+388.112～右K14+855.520，区间线路右线长度471.812m（含车站端墙厚度），区间左线长度446.064m。
因长度较小，不设置联络通道，区间隧道平面示意图详见2.1。
图2.1区间平面图
2.1.2繁华大道站～大连路站区间
该区间线路由繁华大道站出发，沿规划青海路向南敷设，一直向南至大连路站。
区间隧洞于K16+567处穿越一栋2层砖混结构房屋，在K16+100～K16+500范围穿越骆岗机场（绿化带及灯光指引带，机场已搬迁）。
本区间线路纵坡大体为“V”形坡，以2‰的上坡出车站，在K15+940处以R=3000的竖曲线变坡为25‰的下坡，在K16+200处以R=5000的竖曲线变坡为4‰的下坡，在里程K16+450附近达到线路最低点，然后以R=5000的竖曲线变坡为26.2‰的上坡，在K16+734.871处以R=3000的竖曲线变坡为2‰进站，在K16+713.002处到达大连路站。
本段区间位于直线段上，线间距15米，区间隧道覆土约为15～19.3m。
区间里程为K15+917.06～K16+713.002，区间线路长度795.942m（含车站端墙厚度），采用盾构法施工，在K16+464.463设置联络通道兼排水泵房一，平面示意图详见图2.1。
图2.2区间平面示意图
2.2盾构机平移、调头总体方案
2.2.1概述
高铁站主体结构已全部完成，轨道交通1号线大连路站、高铁站左右线均未设置盾构机吊出井，且上部正在施工高铁站房。
因此本标段盾构机在大连路站、高铁路站都需要封闭站内平移、调头施工。
盾构机从望湖城站右线吊装下井，到高铁站东端接收井后,在站内调头由高铁站左线二次返回望湖城站始发井后吊出。
盾构机在望湖城站吊出后转场至繁华大道站右线组装始发，到达大连路站北端头接收井后，站内调头由大连路站左线二次始发返回繁华大道站吊出并退场，本标段区间隧道盾构施工总体筹划图见2.3。
图2.3区间隧道盾施工筹划示意图。
2.2.2现场场地情况分析
根据实际场地情况进行调头、平移方案准备，并根据实际场地的设计图纸进行盾构机调头、平移模拟。
施工场地现场的平纵断面尺寸、盾构机及底座的平纵断面尺寸、车站板面的平整度及始发端头有无上翻梁和集水井等，均是实际施工中考虑的主要因素。
1、高铁站
高铁站盾构机接收井断面总长41.435m，横通道宽16.4m，底板标高8.708m，距中板底8.702m，底板距中板纵梁底高7.472m，调头位置上方为合肥南站。
断面图详见图2.4、调头场地平面图详见图2.5。
高铁站底板厚度为900mm，局部700mm，标准段侧墙厚700mm，端头井侧墙900mm。
图2.4调头场地断面图
图2.5调头场地平面图
2、大连路站
大连路站盾构机接收井断面总长23m，横通道宽13m，底板标高7.488m，距中板底8.450m，底板距中板纵梁底高7.7m，调头位置上方为合肥南站。
断面图详见图2.4、调头场地平面图详见图2.5。
高铁站底板厚度为1000mm，标准段侧墙厚700mm，端头井侧墙900mm。
大连路站盾构机调头场地平面图详见图2.6、断面图详见图2.7、纵断面图详见图2.8。
图2.6大连路站北端头平面图
图2.7大连路站北端头横断面图
图2.8大连路站北端头纵断面图
2.2.3盾构机参数
本标段盾构机采用中国铁建重工集团有限公司设计制造的ZTE6250型土压平衡盾构机，盾构机的主机和和后配套设施具体参数详见表2-1。
盾构机各个部件重量及尺寸表表2-1
序号
名称
外形尺寸
（长*宽*高mm）
重量
（T）
备注
1
刀盘
6280×6280×1460
59
含回转接头
2
前盾
6250×6250×2100
100
包括主驱动和变频电机
3
中盾
6240×6240×2580
90
4
尾盾
6230×6230×3680
35
5
管拼机
5360×5000×4100
22
含托梁
6
连接桥
12620×4880×3850
18
框架、皮带机尾部
7
管片小车
5550×1660×530
3
8
一号拖车
10960×4600×4350包括
外侧走台宽600
22
包括走台、轮对、前后平台、皮带机
9
二号拖车
9450×4500×4350包括
外侧走台宽600
39
包括走台、轮对、前后平台、皮带机、重心偏右
10
三号拖车
9450×4350×4350包括
外侧走台宽600
22
包括走台、轮对、前后平台、皮带机
11
四号拖车
9450×4350×4350包括
外侧走台宽600
22
包括走台、轮对、前后平台、皮带机
12
五号拖车
9450×4510×4350包括
外侧走台宽600
20
包括走台、轮对、前后平台、皮带机
13
六号拖车
11980×4670×4450
包括尾架
20
包括走台、轮对、前后平台
14
螺旋输送机
13100×1500×1600
21
15
通风系统
3
散件
16
初装油
5
散件
2.3工程重、难点分析
1、盾构主机重约305t，在高铁站右线的接收井内旋转90°后空推约30米到达左线始发井再旋转90度后达到左线始发位置，而始发井为封闭状态，且调头空间小，顶推距离长，盾构机调头是本工程的重点。
2、后配套台车需解体后经过180°调向，然后拉到左线。
在调头过程中，需要在站内铺设较多道岔，三次迂回才能到达左线。
最重台车为2号台车，约40吨，且重心偏右侧。
最长为设备连接桥，约12.62,m，受站内空间限制，后配台车调头难度大。
3、在空间狭小的场地进行盾构机调头，抬升，长距离顶推，如何确保设备及人员安全是本工程的难点
三、盾构机调头、平移作业资源配置
3.1人员配备及主要职责
盾构机调头、平移施工需要多工种人员配合，项目部成立以项目经理为主要领导小组的组织机构，组织机构及主要职责详见图3.1。
3.1组织机构及主要职责
盾构机及后配套台车设备调头、平移施工作业人员配置及主要职责详见表3-1。
作业人员配置及主要职责表表3-1
序号
职务（工种）
人数
工作内容
1
盾构队队长
1
负责现场指挥、总体协调
2
土建工程师
2
现在技术指导
3
机械工程师
2
现场机械技术指导
4
工班长
2
带领作业人员作业
5
现场普通作业工人
30
现在作业实施
6
机电班班长
带领机电班人员作业
7
电焊工
4
切割、焊接
8
机修工
2
设备维修保养
9
电工
2
现场接电及安全用电管理
根据具体施工中的不同情况，要求使用的作业人员人数不等。
但盾构机调头施工作为一项风险性较大的施工，项目部实行两班或是三班连续作业，尽早结束施工以避免安全及质量事故的发生。
3.2施工机具及材料准备
材料及机具配置见表3-2
主要材料及机具配置表表3-2
序号
项目
规格
数量
备注
1
接收托架
1
盾构机接收使用
2
钢板
2cm
现场确定
盾构井底板铺设
3
钢板
3cm
现场确定
底板支腿焊接
4
液压泵站
1
液压油缸动力源
5
千斤顶
100吨
4
水平顶推
6
千斤顶
200吨
4
水平顶推
7
工字钢
40b
现场确定
铺设底板
8
钢丝绳
16
200m
拉动盾构机设备
9
手拉葫芦
20吨
2
台车提升调头
10
卷扬机
60吨
台车提升调头
11
交流电焊机
BX500
2
盾构部位焊接
12
对讲机
10
现场指挥
13
卷尺
5m、10m
5
盾构机位置量测
14
气割设备
1套
切割钢材
15
水泵
2.5KW
2台
井底抽水
16
动滑轮
2组
拉动、提升
17
钢轨及道叉
现场确定
铺设轨道
18
连接桥支座
1座
支撑连接桥前端
19
电瓶车
50吨
1辆
运输物质设备
20
电瓶车车头
50吨
1辆
拉动台车平移
21
叉车
10吨
1辆
倒运材料
22
气体保护焊机
NB（KR）-350
2台
23
直流焊机
ZX7-630A
2台
24
H型钢
200
570m
平移平台
25
单开道岔
43轨3右1左
4套
电瓶车组变道
26
盾尾刷
2套
27
卸扣
5T
8个
28
标签
大号
10袋
由于作业场地封闭，无法从地面吊运材料和机械设备。
根据现场勘察，可以从另一端已成才型的隧道从外面运输材料，到达高铁站后通过叉车倒运材料。
3.3施工安排
盾构调头、平移施工主要工程为盾构调头的接收、拆解、盾构主机调头、平移、台车调头、电瓶车组调头、盾构组装及调试。
盾构调头及平移采用整体不拆卸原则，通过千斤顶顶推，盾体整体在钢板上滑移的方式，后配套台车在车站内调头，在盾构井内架设钢管支撑，铺设轨道至车站底板内，本标段盾构调头施工计划工期为45天。
3.4施工工艺流程图
高铁站内调头与大连路站调头工艺相同，盾构机接收时，考虑到洞门的设计标高，必须在接收架底部加入支撑系统以吻合洞门的设计标高。
盾构机接收后，必须去掉支墩方可进行盾构调头、平移施工，具体施工流程见图3.2。
施工作业准备
盾构机接收后盾体完全进入托架上
将盾构机与托架连接成整体
在盾体上焊接四个顶升油缸支座
200t千斤顶垂直顶升
抽出托架底部支墩
收缩千斤顶放下盾构机
盾构机水平顶推旋转调头、平移
盾构机组装、调试
二次始发
图3.2盾构调头及过站施工流程图
四、盾构机主机调头、平移施工
4.1施工准备
4.1.1盾构机接收准备
区间右线掘进至距接收洞门80m时，即进入盾构机接收阶段。
在进入接收阶段前需做好如下准备工作：
1、做好接收前的测量工作
（1）在接收前，及时对隧道轴线进行测量，确认盾构机位置，掌握洞门段线形。
（2）加强盾构机姿态和隧道线形测量，及时对盾构机姿态进行纠偏，每环纠偏量不超过5mm；，确保盾构机顺利从洞门进入车站。
（3）实测车站洞门钢环位置，并进行报验。
对隧道贯通时盾构机刀盘位置进行必要调整。
隧道贯通时盾构机刀盘允许偏差值：
水平≤±20mm、高程≤±10mm。
（4）盾构机实际坡度较设计轴线坡度略大，为2‰。
（5）盾构机必须在洞门的允许偏差范围内贯入，故需逐个对每一环管片进行仔细检查以维持所定线形，并对洞门的实际直径进行测量复核。
（6）在盾构机刀盘抵达洞门前20米，进一步进行测量，对洞门钢环位置进行复测，确保盾构机洞门贯入的净空，防止因施工误差使盾构机卡在洞门内。
2、调整盾构机姿态
（1）破除洞门前，严格控制盾构机姿态。
盾构机允许偏差为±10mm，仰角允许偏差控制在2mm/m以内，避免出现俯角姿态。
（2）盾构机自动导向系统所显示的盾构机位置偏差控制在±20mm以内，盾构机趋向控制在3～4mm/m。
（3）做好铰接千斤顶的行程控制，避免铰接千斤顶出现最大和最小的极限状态。
根据实际掘进的经验总结，将上、下铰接千斤顶行程控制在50～60mm之间，左、右铰接千斤顶行程控制在50～80mm之间。
（4）控制推进油缸的压力和行程差，尽量保证推进油缸的均衡推进。
（5）根据推进油缸的行程差、铰接油缸行程、盾尾间隙及线形特点选择合理的管片拼装点位，必要时利用拼装时微调盾尾间隙，以保持合理的盾尾间隙。
3、制作、安装洞门密封装置
洞门密封帘布橡胶板、圆环板、扇形翻板按照图纸设计要求进行制作，并保证制作精度。
盾构机到站前安装好洞门密封的帘布橡胶板、圆环板和扇形翻板。
保证密封装置的安装精度，并用方木或木板对密封装置下部提前进行保护。
4、接收井底板清理
盾构机接收前进行接收井底板垃圾清理、抽水等工作。
5、接收基座安装
根据盾构机出站位置和盾构机盾体调头要求安装盾构机接收基座。
6、拉紧拼装环管片
在最后的10环管片，在管片拧紧及复紧的前提下，在1、4、7、10四个点位，用废弃的吊装头拧紧后，用∮30螺纹钢或5#槽钢纵向将吊装头焊接拉紧（如图4.1所示）。
图4.1管片拉紧示意图
7、照明设备安装
安装好接收井内的照明设备，供盾构机接收与调头使用。
8、应急材料与工具准备
在接收井内准备砂袋、水泵、水管、方木、编制袋、风镐、水泥、水玻璃、二次注浆设备等应急材料和工具。
9、通讯联络工具配备
准备好盾构机内与车站接收井内的通讯联络工具。
盾构机内与车站接收井采用对讲机联络，盾构机内与地面办公室使用内线电话联络，车站接收井与办公室采用对讲机或移动电话联络。
4.1.2施工场地找平
由于车站板面浇筑的平整度并不能完全达到盾构机调头施工的要求，拟采用50mm砂浆找平并铺设20mm钢板，以保证调头施工中板面的平整度和有效降低调头施工中产生的摩擦力。
钢板接缝处每隔一米，开坡口焊接，焊接完成后打磨至钢板面平齐，详见图4.2。
钢板铺设要求：
1、接收井底板填充时需要水平尺校准，严格控制填充后底板顶面的高程与坡度，保证填充底板顶面平整，钢板与钢板接缝处应平顺。
2、钢板与钢板之间紧密靠拢，钢板之间缝隙进行焊接，并打磨处理。
3、钢板接缝焊接后，每隔4m用长200mm直径20mm的螺纹钢筋植入底板，并与钢板接缝进行焊接固定钢板，防止盾构机在水平顶推过程中，钢板产生水平位移。
4、废水池部位应做加强处理，可在池内做钢支撑系统，增大钢板的受压能力，以防盾构机通过该部位时发生沉陷及倾覆。
图4.2盾构机调头场地底板铺设砂浆及钢板示意图
4.1.3接收基座安装及加固
盾构接收基座按图纸进行制作和安装，制作和安装误差要符合要求。
在盾构机接收基座组装之前，根据接收基座的高度、宽度及长度要求，结合盾构外径尺寸以及接收洞口中心、隧底标高要求，根据实际测量得到的的偏差进行调整，最终确定接收基座在盾构井中的空间位置。
接收托架轨面高度低于设计高度20mm，根据现场勘查并参考图纸，洞口底部距底板922mm，接收基底至盾构机外壳高391mm，拟采用型钢支架垫高686mm。
接收托架轴线和纵向均采用20#工字钢加固与型钢支架系统焊死，支架与车站主体结构顶死，以避免盾构机进洞时接收托架滑移。
接收基座详见图4.3、立面图详见4.4。
图4.3接收基座平面图
图4.4接收基座立面图
4.1.4盾构与后配套台车分离
1、收回所有油缸，确认停机位后，洗净注浆管路，切断电源、关闭油路阀门。
清理砂浆罐及台车部位。
3、停机前对盾构做全面检查，并记录好需维修部位。
做好连接管线的标识，要确保每根管线两端各有两个标识，管线标识挂标识牌。
4、皮带的拆除要兼顾下次始发时的皮带硫化，在磨损严重的接头处进行剖切，注意剖切要整齐。
切断皮带后，拆除一号台车前的3节皮带机，分离台车上的皮带架，用管片车运至井口吊出。
5、在连接桥中部焊接支撑架，用油缸分别将设备桥前部、后部顶升，并在支撑家底部安装Φ50的钢管，然后拆除连接桥，设备连接桥支撑示意图详见图4.5。
图4.5设备连接桥支撑示意图
6、拆除连接盾构本体和后配套的管线，并后移后配套拖车至主机与后配套完全脱离。
4.1.5盾构主机前移及垂直顶升
1、盾构机主机整体推到基座上，就位后，将托架与盾构机在前中端用20mm厚钢板焊接在一起，焊条采用E506焊条进行焊，使盾构机和基座连成一个整体。
2、在盾尾和中盾上部分用3道槽钢焊接连起来，以防在顶升过程中被动铰接拉长，见图4.6。
图4.6盾尾与中盾连接图
3、在盾体两侧各焊接4个支撑座，用30mm厚钢板制作，用E506焊条焊接。
支座焊接位置根据盾构机主机重心位置确定，第一个支点在中盾H架靠近盾尾位置，另一个在前盾轴承位置，具体位置根据现场而定。
垂直顶升支座
图4.7盾构机垂直顶升顶点剖面示意图
图4.8盾构机过站顶升平面示意图
4、用液压泵站将盾构整体顶升5～8cm后，撤除垫在底部的型钢支撑，并在底部钢板上抹上黄油，平稳把盾构机放置底部钢板上。
利用端头墙作为支撑点，用两个100t千斤顶推动基座，使其纵向平移2～3m左右，露出螺旋输送机即可进入调头作业。
4.2盾构机主机调头、平移
利用千斤顶的推力使基座与盾构机一起平移、旋转到预定的位置。
盾构机从静止开始向前移动初始推力控制在1000KN以内，在随后的旋转和平移过程中推力控制在300KN～500KN之间。
在托架旋转中心的角上焊接钢块，用千斤顶在托架最佳顶推位置附近顶推托架，形成旋转力偶，使托架以固定转轴为旋转中心按预定旋转轨迹旋转。
盾构机主机在右线接收井内旋转90然后通过卷扬机拉至左线接收井并旋转90°然后在左线接收井定位，盾构机主机调头施工过程及顶点案例图详见图4.9～4.12。
图4.9盾构机旋转顶推支点图 图4.10盾构机旋转图一
图4.11盾构机旋转图二 图4.12盾构机旋转90°位置图
以高铁站为例，盾构机主机在接收井内的调头步骤如下：
第一步：
将钢板上的泥和土等杂物清理干净，检查钢板的焊接机锚固度，并在钢板上抹涂黄油。
第二步：
盾构机主机旋转90°，准备用卷扬机牵引纵向平移，盾构主机在右线接收井内旋转90°示意图如下图4.13～4.16所示。
图4.13盾构机纵向平移图4.14盾构机旋转图4.15盾构机旋转90°图4.16盾构机过站位置
第三步：
盾构机用卷扬机牵引至预定位置，并在左线接收井内旋转90°，完成盾构机主机调头施工。
然后盾构机主机通过100t千斤顶微调，按照左线接收井的隧道中线就位，盾构主机在左线接收井内旋转90°示意图如下图4.17～4.20所示。
图4.17盾构机牵引平移图4.18平移至预定位置图4.19盾构机图4.20盾构机旋转90°
4.3盾体机二次始发就位
盾体顶推至车站端头，当始发托架距始发端内衬墙面1m左右后，采用与进站后横移同样方法将其横移至盾体轴线与隧道轴线重合。
后将盾体和托架顶起，在隧道轴线上对准盾体位置后，开始固定始发托架，盾体中心比设计隧道中心线高20mm，预防盾构机始发时低头造成的不良影响。
具体步骤如下：
第一步：
将托架与盾构垂直顶升，托架底部垫入双层H300*300型钢抬高620mm，采用焊接进行固定，顶升支点详见图4.7、4.8。
第二步：
盾构机就位后开始连接设备桥及后配套台车，进入盾构机组装、调试阶段。
第三步：
铺设电瓶车轨道，进入盾构始发前准备。
五、盾构后配套台车调头、平移施工
5.1后配套调头、平移前准备工作
1、自接收井上层中板预留孔处搭设支架以固定后配套旋转用吊点，为保证吊点的稳定，吊点位置应位于孔洞的边缘。
2、拆除井口钢板后加工平移平台，平移平台中心距离站台5.5m。
平移平台支撑为宽9m间距2m的横向马凳，马凳上纵向铺设8道间距1m的型钢做为平移平台，所有型钢均采用200H型钢。
在平移平台上铺设4道平移用钢轨，平移轨道标高与站台内台车轨道标高相同。
平台始发井端安装一台平移采用5t的卷扬机。
如图5.1所示。
图5.1盾构机调头、平移路线图
5.2连接桥调头、平移
1、在连接桥下利用200H型钢焊接支撑门架
升级会员 