盾构机下井吊装方案

目 录

1、工程概况……………………………………………………………………..1 2、施工方法选择………………………………………………………………..2 3、编制依据………………………………………………………………………2 4、人员组织……………………………………………………………………..3 5、施工作业要求………………………………………………………………..3 6、施工前准备工作……………………………………………………………..4 7、施工机具准备………………………………………………………………..4 8、设计依据……………………………………………………………………..6 9、吊装施工顺序………………………………………………………………..6 10、施工方法及技术措施……………………………………………………….7 12、检查、调试工作…………………………………………………………….15 13、质量措施…………………………………………………………………..16 14、安全措施…………………………………………………………………..16 15、应急预案…………………………………………………………………..17

中铁十一局集团有限公司

盾构机下井吊装方案

1、工程概况

郑州市轨道交通1号线一期土建工程01合同段工程地处郑州市中原区，区间线路自凯旋路车站起，下穿西三环车站及秦岭路车站，至桐柏路车站，包括四个车站、三个盾构隧道区间及凯旋路站停车场出入场线。

凯旋路站～西三环站盾构里程右CK9+440.700～CK10+989.300，区间长1548.6米。西三环站～秦岭路站盾构区间里程右CK11+125.700～右CK12+442.100，区间长1316.4米。秦岭路站～桐柏路站盾构区间里程右CK12+621.500～右CK13+364.000，区间长742.5米。

每台盾构机主要由17件设备组成，其设备部分大而重，根据吊装现场情况及盾构机各部件尺寸及重量数据，拟采用一台450吨汽车吊作为盾构主机的主吊车，一台130吨汽车吊配合，盾构机的主要部件规格尺寸及重量如表1所示：

表1 部件一览表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 部件 刀盘 前盾 中盾 盾尾 管片拼装机 尺寸（mm） φ6180×1516 φ6150×3492 φ6235×3230 φ6235×2668 φ4500×1820 重量（t） 30 120 100 37 14 24.8 1.1 5.3 14.2 螺旋输送机 φ1300×11800 人行闸室 管片喂片机 连接桥 φ1835×1585 5926×3730 13835×5173 1

10 11 12 13 14 15 16 2、施工方法选择

1号台车 2号台车 3号台车 4号台车 5号台车 6号台车 备品备件 9240×4321 9240×4313 10740×4313 9240×4313 9240×4313 8845×4315 1500×1500 34 20 74 25 20 25 10 该盾构机尺寸大，重量重，盾构机需要分件吊装。部分散件须在场外组装再转运进吊装现场。经研究，拟用450t汽车式液压吊机为主，单独将大型设备吊装下井；用一台130t汽车式液压吊机为辅，配合用450t汽车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。 3、编制依据

3.1、建筑施工安全检查标准《JGJ59-99》。 3.2、大型设备吊装工程施工艺标准 SH/3525-2003 3.3、起重机安全技术操作规程ZZ-0.6(91) 3.4、起重机械安全作规程GB6067-1985 3.5、起重工操作规程SYB4112-80 3.6、盾构机分体大件清单。

3.7、EPB-∮6150盾构机装配图纸，规格尺寸图纸、系统原理图纸。 3.8、广州、杭州、苏州地铁盾构机组装、吊出经验。 3.9、吊装井的地基承载能力。

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3.10、450t汽车式液压吊机、130t汽车式吊机使用说明书、操作规程、起重性能表。 4、人员组织

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。

组装人员配置如下：

表2 人员配置表

人员 机电工程师 安全员 机修工 电工 电焊工 辅助工 起重司机 司索工 5、施工作业要求

5.1、吊装前应将450t吊机工作位置的地基加固，及铺设路基板。 5.2、清理吊装井四周的钢筋等障碍物，确保吊装时不会刮擦盾构部件。 5.3、各构件应加焊吊环。

数量 6 2 12 6人 8人 12人 4 4 职责 协调各工种，指导组装 监督安全施工 机械、液压、水、气管路连接 电气线路连接、组装供电保障 盾体焊接，其它电焊工作 辅助机修工作业 起重机操作 指挥吊车 3

5.4、在井口四周安装固定的防护栏，防护栏高度为1.2m。

5.5、在盾构机进场、卸车期间应设置施工禁区，并指派专人看守，其它无关人员不得通过。 6、施工前准备工作

6.1、认真阅读拆卸、安装方案有关技术资料，核对构件的空间就位尺寸和相互的关系，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。

6.2、掌握吊装场地范围内的地面、地下、楼面、高空的环境情况。硬化吊装场地，保证场地开阔无障碍物。

6.3、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。 6.4、进行细致、认真、全面的方案和作业设计的技术交底。 6.5、顺序组织施工人员、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。

6.6、准备吊装用的绳索、吊具，及常用的起重工具。 7、施工机具准备

7.1、吊装设备及机具

吊装设备及机具详见表3。

表3 设备及机具配置

名称 轮胎式吊机 规格型号 GMK7450 数量 1台 备注 吊装 4

轮胎式吊机 路基板 方木 钢丝绳 卸扣 钢丝绳 卸扣 QY130H 1500*6000*200 200×200×2000 6×37+1，Φ65mm² 55T 6×37+1，¢52mm² 35T 1台 4块 若干 4根 4只 4根 4个 吊装 垫

图1 GMK7450

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7.2、吊装运输设备工具检查

7.2.1、使用前，详细检查起重机保养维修记录，选定能够符合起吊能力的设备。

7.2.2、运输前，派熟练司机详细检查各拖车的运转情况，并进行空车试运行。

7.2.3、吊装前详细检查钢丝绳、吊环的磨损情况及时更换磨损程度不能满足吊装要求的钢丝绳。 8、设计依据

8.1、西三环站始发井吊装场地地质资料及现场加固情况。 8.2、西三环站始发井结构图。 8.3、盾构机吊装清单。 8.4、450t汽车吊机的使用规定。 9、吊装施工顺序

9.1 盾构机吊装顺序：后配套组装→主机组装→液压系统安装→其它配套系统安装

9.2 后配套组装顺序：设备连接桥→1#台车→2#台车→3#台车→4#台车→5#台车→6#台车

9.3 主机组装顺序：螺旋输送机（放置在始发井后配套台车范围内）→中盾下井→前盾下井→中前盾连接→刀盘安装→安装管片拼装机→盾尾安装→螺旋输送机安装→后配套与主机连接。

9.4 试吊

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GMK7450工况超起:L=25.7M [100T压铁]R=10M Q=124T组装 空车时测量支腿a-b-c-d 高度，做好记录在案。

GMK7450汽车吊组装，按图[3] 试吊10分钟，起升5至10公分。 检查钢丝绳.卸扣受力情况和吊车各支腿沉降情况。

QY130H图2 450T及130T吊车配合站位示意图

10、施工方法及技术措施 10.1、后配套吊装方法

a、台车吊装顺序

在井底顶面铺设轨道，并按设备连接桥→1#台车→2#台车→3#台车→4#台车→5#台车→6#台车的顺序从西盾构井吊装下井到路轨上，不装车与车之间的拉杆，把台车推到车站东端。

b、下井原则

GMK7450 7

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（必须做好固定的工作）。凡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。

c、台车吊装方法

考虑到井口的尺寸为11.5m×7.5m，最大尺寸的台车是3#台车，3#台车的尺寸为10.4m×4.6m，1#台车～6#台车我们采用450t单机吊装。用4根长度相等的62mm2钢丝绳将台车吊起，起吊后的台车应保持水平状态。台车与钢丝绳线夹角约70°，吊机通过旋转和起落臂杆缓慢移动到井口。吊机缓慢下钩，使台车就位。当台车与路轨接触时，用手动葫芦将台车拉进基坑内侧。台车完全放在路轨上，吊机松钩。

d、 连接桥、螺旋输送机抬吊下井,利用手动葫芦和管片小车推置到盾构井前端。

后配套台车[6] 25T后配套台车 [5] 20T后配套台车[4] 25T [3] 25T后配套台车后配套台车 [2] 20T后配套台车[1] 34T管片安装机器 14T

管片喂片机 5.3T

连接桥 14.2T 人仓 1.1T备品备件 10T QY130H-1 L=13MM[64 ] R=12M Q=32T 130T吊钩 1.5T 钢丝绳0.4T32T>25T+1.5T+0.4T 32T>26.9T101125,764°QAY2005,94

图3 台车吊装示意图

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安装井口螺旋输送机路轨临时运输小车枕木1#台车2#台车3#台车4#台车5#台车始发架图4 后配套安装示意图

螺旋输送机吊装示意图（图2）注：钢桥吊、起重路轨等小构件此时一齐吊到井下，放置在一边。

10.2 盾构本体吊装

采用中盾→前盾→刀盘→拼装机→盾尾的顺序进行吊装。

11中盾翻身25,763,5

136,37GMK745062°GMK7450QY130H-1图5 中盾翻身示意图

9

11GMK7450 L=25.7M[66 ] R=11M Q=118T中盾6.235M*3.230M 重100T118T>100T+1.8T+0.8T 118T>102.6T25,7466°3,5?6,353,236,37GMK745045,9410

?6,356,231,5

图6 中盾下井示意图

翻身10前盾25,766,37GMK745062°

GMK7450QY130H-1图7 前盾翻身示意图

10

3,513

10前盾下井前盾6.150M*3.490M 重120T6825,7°4?6,153,56,37GMK74503,491,516,1542,495,94?6,1510图8 前盾下井示意图

1,5

翻身1125,766,37GMK745062°GMK7450QY130H-1

图9 盾尾翻身示意图

11

3,513

11盾 尾6.180M*1.566M 重37T25,74°663,5?6,356,37GMK74505,9410?6,33,2356,231,5

图10 盾尾下井示意图

411、受力验算

11.1、吊机工作参数： （1）GMK7450汽车吊机主要参数

起吊高度的计算H= h1+h2+ h3+ h4

h1—设备高度：6.5米，h2—索具高度：6米，h3 —车辆高度1.2米，h4-吊装时的工作间隙，2米。

H= h1+h2+ h3+ h4 =6.5＋6+1.2+2=17.5米

吊机吊臂的长度计算：25.7M 作业高度:17.5M 主臂角度:58度 选用吊机吊臂长为：25.7米； 吊机工作状态：

回转半径R≦10米；吊臂长度L=25.7米；额定起重量Q=124吨 （2）QY130H-1汽车吊机主要参数

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起吊高度的计算:13m H= h1+h2+ h3+ h4

h1—设备高度；¢6.5-3.5M=3米，h2—索具高度；4米，h3—吊装时的工作间隙，2米。

H= h1+h2+ h3 =3＋4+2 =9米

吊机吊臂的长度计算：13M 作业高度:9 M 主臂角度:58度 选用吊机吊臂长为：13M米； 吊机工作状态：

回转半径R≦6米；吊臂长度L=13M；额定起重量Q=83吨 11.2 技术措施：

11.2.1吊装台车时GMK7540吊车工况： L=35.3M，倾覆力距 75% ，按最大件74T计算。 R=12 M 查表：起吊重量Q=103T 配重100T

160T吊钩1.8T 钢丝绳 0.8T，每车备10T-25t卸扣各4只 103T>74T+1.8T+0.8T=76.6T 11.2.2翻身时GMK7540吊车工况：

L=25.7M，倾覆力距75%，按最大件前盾120T计算 R=10 M 查表：起吊重量Q=124T，配重100T 160T吊钩1.8T 钢丝绳 0.8T，每车备50T卸扣4只 124t>120T+1.8T+0.8T=122.6T 11.2.3翻身时QY130H-1吊车工况：

L=13M，倾覆力距75% ，前盾重120T/2=60T R=6M 查表：起吊重量Q=83T，配重30T

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130T吊钩1.6T 钢丝绳 0.5T，每车备35T卸扣2只 83t>60T+1.5T+0.5T=62T 11.2.4钢丝绳及卸扣的选用

(1) 450吨吊车采用3×37＋1钢丝绳,截面65 mm² 设备重120T,分散到每根钢丝绳上重:120000KG/4=30000kg

计算载荷Q=120000 kg，G设设备重量为120吨+160吊钩1.8t和钢丝绳0.8T=122.6吨；

吊索分支数N=4,120000KG/4=30000KG

钢丝绳破断力P=1568.43 mm²×155kg=243000kg 动载荷系数k155kg

查五金手册选6×37+1，φ=65 mm²的钢丝绳； 243000Kg×0.82= 199260kg 199260kg/30000kg=6.6倍

55t卸扣,D型美标G210 21/2 ,每只卸扣额定负载32.6T,共可承重130.4T

（2） 130吨汽车吊选用3×37＋1钢丝绳,截面52mm² 设备重120T/2=60T，

设备重量G设 =120T/2=60T+130吊钩1.5T+钢丝绳0.5T=62T； 吊索分支数N=4， 60000KG/4=15000KG

钢丝绳破断力；1003.80mm²×140KG=140500KG (钢丝绳公称抗拉强度：140kg/ mm²)

查五金手册选6×37+1，φ=52 mm²的钢丝绳； 140500Kg×0.82= 115210kg 115210kg/15000kg=7.7倍 35t卸扣，

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动

=1.1,安全系数k=6～8倍,钢丝绳公称抗拉强度：

11.2.5 地基承载力计算

在盾构吊装前，已对端头吊车站位处进行了加固处理，加固深度为18m，采用高压旋喷桩对端头用水泥浆进行了加固，且表面浇注了30cm厚混凝土进行了硬化，承载力完全满足盾构吊装要求。

行驶重84T，配重: 100T，150T吊钩重:1.8T钢丝绳重:0.8T 设备重量为120吨

Nmax=1.414/2×（84T+100T+ 1.8T+0.8T+120T）=216.77T Nmax=216.77T/单支腿最大受力：216.77T/[8 m²×2]=13.55T/ m² GMK7450汽车吊机支腿受力示意图

175—132T 68-153T 78T-164 图11 吊车支腿受力示意图

12、检查、调试工作

盾构机组装完成后，技术人员应当对组装工作逐点检查，对组装工作中的错、省、漏进行现场纠正，重点对主要电路、液压油路的连接和重要螺栓的固定进行检查。

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确定运行各个系统可以运行后，根据罗宾斯公司提供的设备调试项目单的项目进行逐个调试，对出现的问题进行逐个排除。通过调试验收后，等待盾构机始发试掘进。

对始发后有荷载下的盾构机进行再次检查调试，同时将重点逐步转入到设备的维护保养和运行监督中。直到设备完全满足施工要求，组装调试工作完成。 13、质量措施

13.1、施工前组织有关人员进行熟悉图纸，方案以及进行技术交底。 13.2、构件在运输过程中，运输的支承点应按规定。 13.3、构件在吊装过程中，吊点应按规定不得随意改动。

13.4、构件在吊装过程中，应把构件扶稳后，吊机才能旋转和移动。 13.5、构件在吊装过程中，严禁碰撞其它构件，以免损坏盾构机。 13.6、机械机具使用前应重新检查其机械性能，确保符合使用要求。 13.7、各件构件的吊装方法均为双机抬吊，因此根据实际情况，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。钢丝绳长度应与构件的夹角为70°，大大减少了构件的压应力。

13.8、各构件起吊后应呈水平。

13.9、各构件移动时应小心移动，速度应缓慢，以免损坏盾构机。 14、安全措施

14.1、在盾体的吊装过程中对测斜孔的位移情况进行加强监测，待出现

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异常情况立即停止吊装。

14.2、进入施工现场必须戴安全帽，高空作业人员应佩戴安全带。 14.3、施工前安全检查员应组织有关人员进行安全交底。

14.4、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。

14.5、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。

14.6、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。

14.7、开工前应检查工具、机械的性能。防止绳索脱扣、破断。 14.8、高空作业人员切勿急于求成，用力过猛，严禁向下丢掷工具。 14.9、在井下施工时应设置足够灯光，施工的需要。 14.10、注意井口安全施工。

14.11、盾构机卸车、吊装过程中设施工禁区并指派专人看管，禁止无关人员进入。 15、应急预案

为了应对突发地基塌陷、钢索断裂、汽吊故障等事故，在紧急情况下做出应急响应，防止事故的发生，减少事故损失和人员伤害，避免事故的进一步扩大，保证施工现场安全.听现场调度确保机械的安全运行，特制定本措施。

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15.1 应急准备 1．应急组织的建立。

2．吊装项目应急响应领导小组。 3. 确定应急总指挥和监督员。 4．应急总指挥职责：

（1）判断是否可能或已经发生重大事故，是否要求应急服务机构帮助，是

否启动应急预案；

（2）组织应急人员在较安全的地方，尝试对危险设备进行操作、控制； （3）继续调查和评估事故的可能发展方向，预测事故发展过程； （4）指导危险机械设备的全部或部分停止运动，与现场安监人员和关键岗

位的员工密切配合，指挥危险场所人员撤离；

（5）与上级领导、地方政府以及安全生产监督管理局保持密切联系； （6）在紧急状态结束后，安排恢复事故影响区正常秩序，恢复生产； （7）及时向上级组织和地方政府报告灾害情况。 5. 应急监督员职责：

（1）负责应急预案的全过程监督； （2）负责气象信息的收集、获取；

（3）协助总指挥和副总指挥组织应急人员的灾前演练及本预案的宣贯工作； （4）有权制止应急过程中的违章行为； （5）协助总指挥和副总指挥执行应急预案响应；

（6）负责应急响应的全过程记录，向总指挥提供可靠的灾害信息报告。 6．应急领导小组其他成员职责：

（1）在总指挥和副总指挥的领导下，负责应急响应实施； （2）负责应急人员的组织及其它劳动力的提供；

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（3）负责组织、提供应急材料及所需工器具、机具。 7. 当班起重机司机职责：

（1）作业过程中遭遇突发机械事故，必须按本预案措施进行操作，确认各项准备、措施无误后，方可撤离起重机；

（2）听从领导小组指挥，准备尝试对危险设备进行操作、控制。 8．当班起重工职责：

（1）作业过程中突发机械事故，必须协助起重机司机按本预案措施进行操

作，确认各项准备、措施无误后，方可撤离起重机； （2）听从领导小组指挥，准备尝试对危险设备进行加固、控制； （3）在领导小组指挥下，实施救援过程中的起重作业。 9．全体员工职责和义务：

（1）项目部所属全体管理人员和作业人员，必须服从领导小组的命令，随

时准备执行抢险救援工作；

（2）实施救援过程中的各专业作业和非专业作业；

（3）在施工过程中遭遇自然灾害及突发事件，应听从指挥，有组织地撤离

危险区域。

15.2施工机械事故的应急响应。

各类型起重机械一旦发生作业中刹车失灵事故，操作人员应充分利用一瞬间短暂的时间，紧急鸣笛示警，吊钩滑轮倍率大的起重机应紧急操作回转机构，把荷重转至无人区域空旷地带，吊钩滑轮倍率小的起重机可尝试打反车制动，如果荷重下方无人员作业和障碍物，变幅式起重机应立即增幅，防止因突然卸载造成起重机向后倾覆事故的发生，努力将人员伤亡、机械和设备损失降低到最大限度。

汽车起重机一旦发生基础、路面或支腿突然下沉事故，操作人员应充

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分利用一瞬间短暂的时间，空载情况下应立即将配重回转到基础或路面较为坚定的一侧，同时增幅或收幅，保持起重机平衡；带载情况下应立即卸载，或用回转、变幅的方法保持整机平衡；事故得到控制后，立即组织救援，防止事故的进一步扩大。 15.3 机械防风措施：

（1）作业时若突然遭遇6级（风速12m/s）以上大风或起吊迎风面较大的重物时遭遇5级以上大风，必须停止作业，操作人员应充分利用短暂的时间；同时将吊钩与地面的荷载锚定；

（2）气象预报时段6级大风，应停止作业，防风措施按（1）实施； （3）气象预报时段7级以上大风，必须停止作业，除防风措施按 15.4 事故应急措施：

（1）事故第一现场人员应立即报告指挥小组、并停止施工。 (2)当机立断、尽快将受伤人员脱离现场。

(3)立即组织职工自我救护、并向当地120急救中心联糸说明事故地点严重程度、并派人到路口接应。

(4)项目部接到报告、应立即指令全体人员第一时间赴现场.了解和掌握事故。

(5) 指令善后人员到达现场、做好当事人家属接待善后工作。

(6)现场安全员对事故进行分折、制定相应整改措施、立即报告上级公司及有关部门、并提交书面报告。

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