盾构机履带吊装及运输方案

北京轨道交通六号线工程

黄渠站盾构区间

盾构机吊装方案编制：

审批：

北京燕山华晨机械设备租赁中心

2010-11-03

一、吊装作业概况：

本工程为北京地铁六号线住总中标的标段，其盾构区间为黄渠站盾构区间，盾构下井始发场地位于黄渠，采用盾构机暗挖施工，始发井开口尺寸为8m×12m，竖井深20米，盾构机安装于-20米的始发井底。计划先始发左线，右线随后始发。隧道掘进设备采用进口φ6260土压平衡盾构机，直接在工地上进行吊装。

盾构机从白各庄盾构临时存放地装车散件运输至通州黄渠站的盾构始发井预留吊装口附近，由吊车现场临时卸车、进行盾构局部组装成几大件后，由大型吊车吊装下井、进一步深度组装成一体、调试。

本盾构机分体的最重单件为盾构机机身（中体），其外型尺寸为其外型尺寸为φ6250mm×3100mm，重量约85吨；分解后的另一单件为盾构机机头（前体），φ6250mm×2800mm，重量约92吨。

本次作业吊装机械采用250吨履带吊（此吊车主机长13.7米，宽3.4米，高3.4米，59吨；吊装作业时需要占用始发井现场东侧及东南的场地；大型吊车后支腿站位于吊装孔东侧护坡桩上的冠梁上吊装。吊车站位平面布置图详见附图1-1-1。根据《北京地铁六号线工程黄渠站始发井周边管线保护、拆除、改移综合图》并经调查勘测可知，盾构机下井吊装作业区域无影响作业安全的架空线路及地下管线。

吊装现场为满足吊装作业要求需经整改，竖井东侧大门拓宽至十米，东南侧的坑洼地用级配石填平夯实，以便提高地耐力；空压机工棚及周边建筑材料提前挪走，方便盾构运输车的倒入；始发井东侧冠

梁已浇注至地面，经确认地面耐压力满足吊装要求。

本次盾构吊装原则是在盾构部件卸车组装的同时尽量进行下井吊装工作，同时要预留盾构机临时部件堆放场地。为减少现场二次倒运工作量，将部分组件按各自重量规划摆放。具体部件重量与尺寸详见下表1-1-2：

φ6260盾构部件列表表1-1-2

二：盾构机吊装方案编制依据：

1.《盾构机图纸资料及始发、接受井现场平面图》；

2.吊装现场地面强度资料及其它资料；

3.大型设备吊装工程施工工艺标准（SHJ515-2001）；

4.吊耳设计制造资料；

5.《起重机实验规范与程序》BR5905-99

6.《机械设备安装工程施工》工业出版社

7.《北京市建筑工程施工安全操作规程》GRJ01-62-2002

三：吊装方法：

1、吊装机械

SCC2500C型250吨履带吊车，SFH工况，全配重109.2吨，主吊钩选用150吨钩（吊钩自重3.1吨）穿四轮九股绳；用19.5米主臂吊装。副臂长7米，与主臂成30度，副钩选用80吨钩（吊钩自重1.5吨）穿三轮六股绳，SCC2500C型250吨吊车性能表见下表3-1-1。盾构机大件重量及吊装半径下表3-3，本次吊装工作半径8.5米~10米，吊车最大吊装负荷91吨（含绳索具及吊钩自重），此时吊车额定负荷161.4~133.5吨，吊车负荷系数56.38%~68.16%（吊车性能表75%吊装能力）；在盾构机顶部重心对称两侧设置四个吊耳用于吊装。吊车检定资料及相关人员资质见方案附资料3-1-4。

表3-1-1 SCC2500C型250吨吊车19.5米主臂、7米副臂起重性能表

盾构机大件重量及吊装半径（见下表）表3-1-2

2、吊装索具及其它辅助机具

主吊绳扣：6×37+1，抗拉强度170kg/mm2，φ65，长5米四根，

单股使用，安全系数大于6，2009年4月从巨力吊索有限公司购置。

辅吊绳扣：6×37+1，抗拉强度170kg/mm2，φ52，长20米二根，双股使用，安全系数为8，2007 年9月从巨力吊索有限公司购置。

吊装卸扣：主吊用55吨卸扣六个，2009 年4月从巨力吊索有限公司购置；辅吊用35吨卸扣二个，2007 年9月从巨力吊索有限公司购置，20吨、10吨倒链：由项目部提供。其它机具使用前需认真检查，符合规范安全要求的才可投入使用，否则禁止进场。

3、盾构机大件重量吊装方法

本次作业吊装机械采用250吨履带吊（此吊车主机长13.7米，宽3.4米，高3.4米，59吨；履带纵向（长）9.15米，宽1.22米，接地面积10.212米2（单条），重27吨，横向（外宽）7.681米；吊车自重113吨，配重109.2吨，接地最大压力165吨；对于盾构机前盾、中盾等重量大的部件采用250吨盾构专用吊主辅钩配合，由水平状态慢慢竖立，并相互配合到大件成竖直状态，由250吨履带专用吊单机主钩吊装下井，然后回转落钩至指定位置，以保证重大件的质量和安全施工要求。对于零星部件，在严格按照吊装规定的要求配备吊机，按照盾构吊装工艺要求进行。

4、吊装顺序

吊装顺序见下图3-4-1，后备台车尺寸和数量见下表3-4-1。

盾构机下井组装步序图

图3-4-1 盾构吊装顺序图

盾构机部件尺寸、重量表表3-4-2

3.5 盾构下井前的准备

在组装井内精确放置始发台托架并定位固定（见图3-2），然后铺设轨道，再进行盾构的下井组装，始发台托架的吊装见图3-3。

图3-5 组装始发台、托架

3.5.1 后配套托车吊装

拖车组装完毕后，用250吨履带吊下井并移动至站体内，拖车穿越洞门开口时需降低下吊速度，并利用拖车角部的四条牵引绳使拖车与竖井吊装口周围保持安全距离。

后配套拖车吊装见图3-6。

图3-6 组装后配套拖车

3.5.2 连接桥的吊装

后配套拖车全部下井后，开始吊装连接桥。吊装前检查吊耳焊接是否紧固，不能有裂缝，采用250吨吊车下井，下井过程中，由于连接桥长度影响，需倾斜一定角度下井，缓慢下井。

连接桥吊装见图3-5

图3-7 连接桥的组装

3.5.3 螺旋输送机的吊装

拖车及连接桥下井后，螺旋输送机开始下井，螺旋输送机重量20t，长度12m，螺旋机下井按照以下步骤进行。

⑴在始发基座上铺设临时枕木和钢轨，与站台隧道中轨道相连接。

⑵将两台管片车先后吊入井中并落在轨道上，在管片车上垫好枕木，备用。

⑶螺旋输送机用汽车吊配合下井，水平临时固定在管片车上并后移至车站内，螺旋机下井吊装图见下图3-6。

图3-8 螺旋机下井吊装图

3.5.4 盾体的吊装

翻转时采用滑移法翻转构件，履带吊主副钩配合进行吊装。盾构翻转时250吨履带吊主副钩配合将盾构平衡吊起，构件吊至离地300-500mm高时，250吨履带吊主钩缓慢起钩、爬杆至10米工作半径；副钩吊住盾构底部的翻身吊耳缓慢下钩，使构件自然下垂，直至履带吊主钩完全吊稳构件。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，防止单吊耳、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。

3.5.

4. 1. 前盾的吊装

（1）250吨吊车使用的4根直径65mm的钢丝绳挂在盾构机前盾外侧的4个吊耳上，另将吊车使用的2根直径52mm的钢丝绳挂在盾构机前盾底部内侧的2个吊耳上。

（2）在盾构机前盾的中部系上2个牵引绳备用。

（3）履带吊主辅钩配合工作，在统一的指挥下将盾构机的前盾水平提起，待盾构机前盾离开地面约200mm后，吊车副钩暂停，250吨履带吊主钩继续缓慢提升，将被吊部件逐渐竖起。挂在副钩上的钢丝绳随着盾构的竖立逐渐放松，受力逐渐减小，完全竖立后摘掉挂在副钩上的钢丝绳，然后由250吨履带吊主钩将前盾单独作业、回转至洞口上方，调整盾构机入井姿态，为减小盾构机入井时的惯性力，尽量不使吊机做转向或变幅的动作。

（4）待盾构机前盾平稳没有晃动后，平稳缓慢地将前盾放入井中，当前盾即将到达机座时，停止下降，仔细调整前盾的姿态，对正前盾就落机座上的准确位置，待前盾稳定后将中体缓慢放在基座上距离车站结构4900mm的位置。前盾等各部件吊耳布置见下图，吊装图见下图3-3。

图3-8 前盾的吊装

3.5.

4.2. 中盾的吊装

（1）盾构机中盾的翻转过程与吊装盾构机前盾的翻转过程相同。

（2）中盾摆放在基座上面，与前盾保持500mm的距离，中盾吊装图见下图3-9。

图3-9 中盾的吊装

3.5.5 刀盘的吊装

吊装刀盘前必须检查，中板与前盾的水平距离是否大于2800mm。刀盘吊装用一台250吨履带吊完成。250吨履带吊使用的2根直径65mm、长5m的钢丝绳挂在盾构机前盾外侧的2个吊耳上。在吊耳相对的一侧垫两根长1.5m，300×250mm的方木。吊车缓慢提起，随着提升缓慢转动大臂，使刀盘原地立起。在这个过程中，检查方木是否出现滑动。

当刀盘完全离开地面，工人拴两根拉绳。吊车将刀盘缓慢调入竖井。刀盘下井的整个过程要求吊车必须稳定，并且匀速下降。两边工人用拉绳控制刀盘，保证刀盘不会出现转动。刀盘吊装图见下图3-9。

图3-10刀盘吊装图

3.5.6 管片拼装机和行走梁的吊装

（1）先将拼装机安装位置上面的固定螺栓拧下，摆放在中盾的走道板上。

（2）拼装机和行走梁整体用250吨履带吊吊入竖井，缓慢对齐安装位置的螺栓孔，安装螺栓。最后将所有固定螺栓拧紧，吊车撤钩。拼装机吊装图见下图3-10。

图3-11拼装机吊装图

3.5.7 盾尾的吊装

（1）为了保证盾尾组装空间，拆除拼装机两侧的走道板及护栏。

（2）250t吊车使用的4根直径65mm的钢丝绳挂在盾构机盾尾

外侧的4个吊耳上，另将副钩上使用的2个直径52mm的钢丝绳挂在盾构机盾尾底部内侧的2个吊耳上，Φ65mm钢丝绳长5m，Φ52mm 钢丝绳长度是20m。

（2）在盾尾下井之前，用250t吊车将盾尾吊起，履带吊主副钩同时起钩抬起盾尾，距离地面0.2米，主钩缓慢起钩，使盾尾底部贴着地面滑移，直至竖立。后将紧急密封和铰接密封环安装好。安装好后，准备进行盾尾下井作业。

（3）竖立后保持平稳，缓慢旋转到竖井上方。盾尾竖立吊入井下，达到组装完成部分上方时，两台吊车同时停止。副钩缓慢下放，使盾尾下沿绕过螺旋输送机马达和拼装机行走梁。在这个过程中，注意盾尾与车站结构的位置关系。待盾尾成为竖立状态，履带吊副钩摘钩。由250t履带吊主钩完成盾尾平移。盾尾平移到距离中盾500mm 的位置落钩。盾尾吊装图见下图3-11。

图3-11 盾尾吊装图

3.5.8螺旋输送机的吊装

尾盾组装完毕后将事先摆放在平板车上的螺旋输送机，用电瓶车缓慢靠近盾构机。在推进过程中检查盾构机的前部高度是否，高于

拼装机抓部位的高度。如果低于此高度，需要用吊车将前端吊起，用方木垫起。然后继续向前推进，当盾构机前端达到中盾位置时，前端用两个5t导链拉起。后面吊车吊住后面一端的吊点，缓慢起钩，两个5t导链协助，保持状态。当后端高度超过前端高度时，5t 导链开始缓慢放出，使前端向前下方移动。当前端到达10t导链的位置时用一根钢丝绳把前端拴好，挂在10t导链上，并且将10t导链拉紧，使其替换两个5t导链。5t导链的钢丝绳放松后，将吊点向后移。这样5t导链的吊点和10t导链的吊点，交替更换（最前端的吊点不能使用），使螺旋机到达安装位置，连接好定位拉杆后检查螺栓孔是否对齐，如果出现螺栓孔不正的情况用两个5t导链调节一下即可。对正螺栓孔后，穿螺栓并将其全部拧紧。

安装螺旋机时吊装绳索的安全系数适当加大，避免绳索在螺旋机调整姿态时单根受力破断，下井时注意保护螺旋输送机端头的液压马达，并与周边保持安全距离。由于螺旋机组装时盾构机的主要大重量部件都已安装到指定位置，致使井下作业空间狭小，指挥吊车动作时须看准位置，吊车动作幅度不宜太大，并将其它的无关工作人员、机具撤离作业区域。螺旋机组装图详见下图3-12。

图3-12螺旋机组装图

四：吊装场地要求：

1：吊车及配套车辆按指定路线进出场及停车，不得妨碍运输车

辆进出及运输通道畅通；

2：吊车进入现场前，须按吊装要求清理、布置吊装规划支车区的硬化：硬化范围是靠近结构墙边缘（到与支车的自然地面平齐）,充分利用盾构结构墙的支撑程度，吊车履带板处再铺设吊装用路基箱四块；并对影响盾构机运输的障碍物、拐弯处的地面附着物进行清理，包括：现场周遍的部分模板、钢筋、钢支撑堆放区以及围档大门部分拓宽。

3：运输车辆需按方案到达指定位置，所有台车及其它运入现场的部件，用吊车码放在吊装井施工现场地面指定位置，不得妨碍吊车操作作业，并避免二次倒运；

4：盾构机下井现场要求

现场要求平整，门口宽度不能小于10米，门口附近不能摆放其它物品，地面耐压力满足吊车、运输车行走要求，门口洗车槽垫平并碾压，院内影响吊装的障碍需要拆除，夜晚需有良好的照明。

5：盾构机所有部件的卸车

履带吊组装好后，运输车进场，配合卸车将各部件吊装到地面放倒后，按规划指定位置摆放，各部件运输平板车倒至指定位置，各大件按顺序卸车后，将平板车开出。

6：盾构运输路线：白各庄盾构临时存放库房

回龙观林翠路北五环东五环朝阳北路现场五：吊装工艺计算

1：吊装绳扣受力：

P=92×1.1/4sin60?=29.215（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238.52吨，安全系数=238.52/29.215=8.164，

大于吊装规范要求的6倍安全系数，满足吊装安全要求；

2：吊臂仰角：

R=9米时；主臂仰角α=75?，

3：吊臂定滑车至动滑车的最小/大距离：经计算

R=9米时（在地面）；H=22.48 -6.4-8.5=7.58(米)

满足翻身吊装所需高度要求；

R=9米时（到达-20米基座就位位置）；

H=22.48+(20-6.4-8.5)=27.58(米)

满足吊装所需高度（用于吊装的绳扣单根长度8.5米）。

4：吊臂与周边的最小净距：

R=9米时；X=4.854米

满足吊装所需安全距离。

5：盾构到达基座时吊车卷扬上剩余走绳的最小圈数：

剩余走绳长度=走绳全长-动定滑轮的最大距离*倍率-走绳在动定滑车上的绕行长度-导向滑轮与定滑轮间距-吊臂长度

=350米-27.58*10-3.14159*0.5/2*5*2-1.8-26.7=37.85（米）；

最小圈数=剩余走绳长度/卷扬周长=37.85/(3.14159*0.8)=15.06

(圈)>规范要求的最小3圈，满足吊装所需安全要求，能将盾构吊放到井底基座上；

六：吊装技术要求：

1：由于盾构机卧式运入现场、立式吊装，吊装时不能刮、碰盾构机上的接管、电机及其它附属设施。

2：必须在履带进场组装之前，将吊装规划用地及进车现场清理加固，满足吊装要求：宽15米（从吊装孔护坡边缘开始回填、夯实、硬化），进车路线上宽度不小于7米附近的障碍物提前挪走，拐弯处最小拐弯半径大于20米；影响吊车支车站位的围墙大门按要求位置、长度拆除。

3：吊车履带板处需用四块专用路基箱加固，靠近吊装孔处作用在护坡桩上方的混凝土冠梁上。

4：吊车必须严格按方案指定位置准确站位，且与周边环境保持安全净距。

5：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。

6：绳扣选用6×37+1，Φ65，四根，绳扣单股使用，有效长度为5米，绳扣必须完好无损。

7：履带板接地压力165吨，履带板处的地面耐压力不小于15吨/米2。

8：在始发井井现场，拟卸车的盾构机必需为吊车进场、组车留出

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。

9：吊绳套挂牢固，起重机缓缓起升，将吊绳蹦紧稍停，起升不得过高，盾构机离地200毫米时暂停，试吊，检查绳扣、卸扣受力状态、吊车各部件状态及刹车、支腿等是否正常，完好无异常后方可继续吊装。试吊中，信号指挥工、挂钩工、司机必须协调配合。如发现吊物重心偏移或其他物件粘连等情况时，必须立即停止起吊，采取措施并确认安全后方可起吊。

10：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。

七：安全技术措施：

1：严格按照施工方案的要求作业，任何变更需经各方施工人员的共同确认无误方可执行。

2：严格遵守现场施工的各项安全规定，遵守吊车操作规程。3：所有作业人员上岗前不得饮酒，着装规范、戴安全帽、高空作业系好安全带，穿防滑工作鞋；各工种人员作业时佩带好本工种劳动保护用品。

4：服从甲方工程技术人员及安全人员指挥，文明施工，作业时作到三不伤害。

5：吊车行走、作业的路面必须坚实平稳，吊装载荷必须保证在其额定起重能力范围内，禁止超载作业。

6：运输吊装时必须与带电线路保持安全距离，不得影响交通及

高压电器设备安全。

7：吊装所有机具在使用前必须严格检查，保证使用的机具确保吊装安全

8：有专业人员任吊装指挥，指挥动作准确敏捷，哨音清楚洪亮，吊装时动作平稳缓慢，尽量减少晃动产生的惯性力，与周围保证安全距离，不得触碰，并用晃绳控制方向。

9：设置吊装作业警戒区域，无关人员禁止入内。五级以上大风禁止进行吊装和高空作业，能见度低于100米禁止吊装；雷雨天气禁止进行吊装和高空作业，有必要时做好避雷措施，防止触电。

10：作业人员不得疲劳上岗，要精力集中、相互之间互相关照，防止高空坠落或其它事故发生。

11施工前对施工区域进行检查，保证场地承压能力达到要求。

12施工前应对参加施工的机械、工机具进行认真检查，确认其性能及状况，防止施工意外。

13：高空作业的工作范围应搭设脚手架、爬梯及设置围栏，对应的地面区域设明确的警示标识，如安全护栏、彩色绳索及警示牌等。

14施工人员要配戴齐全安全劳动保护用品，必须戴好安全帽、佩戴安全带等；高空行走钢梁时应拉好安全绳并挂好安全网，正确使用安全带；凡是发现违章者，立即停止施工。

15：在重物起吊前应对组件认真检查，吊点是否正确可靠、查吊运过程有无障碍物等；正确使用吊具并固定牢靠，密切注意安装设备及机具动作情况，特别是起吊设备、钢丝绳及捆扎接头等完好和

牢固固定联结情况，制动器的制动可靠情况等。

16：主副钩过程中设专人监护盾构机和起重机，操作应同步平稳。17：吊运过程的每个环节，都应有人监护，发现异常及时汇报并停止吊运，处理好后方可继续。

18：由施工现场负责人负责；信号工必须全程指挥，信号应明确、清晰；必须设有专职安全人员进行现场施工的安全控制，必须按要求保证安全施工。

19：严格遵守系统安装安全施工技术规程和相关劳动安全条例。安装现场设置安全警戒线和隔离墙，确保其他设备正常运行；并有明显警示，吊装及影响区域内不准站人，闲杂人等禁止围观。20：起重作业时，必须正确选择吊点的位置，合理穿挂索具，试吊高度为300mm～500mm。吊点选择盾构机已有的吊耳，已有吊耳带有圆倒角，可以起到保护钢丝的作用。

22：严格执行“十不吊”的原则。即：被吊物重量超过机械性能允许范围；信号不清；吊物下方有人；吊物上站人；埋在地下物；斜拉斜牵物；散物捆绑不牢；立式构件、大模板等不用卡环；零散物无容器；吊装重量不明等。

23：钢丝绳、套索等辅助设备的安全系数控制在6倍以上。24：严禁在吊钩上补焊，打孔。吊钩表面必须保持光滑，不得有裂纹。严禁使用危险断面磨损程度达到原尺寸的10%、钩口开口度尺寸比原尺寸增大15%、扭转变形超过10%、危险断面或颈部产生塑性变形的钓钩。板钩衬套磨损达到尺寸的50%时，不得使用。