盾构机吊装安全专项施工方案 - 图文

轨道交通工程1号线一期土建工程

盾构机吊装安全专项施工方案

编制： 审核： 批准：

XXXX轨道交通1号线一期 土建工程XX合同段项目经理部

20 年 月

目 录

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1 工程概况 .................................................................................................................... 1 1.1 盾构机介绍 ............................................................................................................ 1 1.2 地质介绍 ................................................................................................................ 2 1.3 水文介绍 ................................................................................................................ 3 1.4 附近建筑物介绍 .................................................................................................... 3 2 编制依据 ..................................................................................................................... 5 2.1 设备性能表 ............................................................................................................ 5 2.2施工规范 ................................................................................................................. 5 3 人员的组织 ................................................................................................................. 5 3.1 施工人员配备 ........................................................................................................ 5 3.1.1 地面人员配置 ............................................................................................... 5 3.1.2 井下人员配置 ............................................................................................... 6 3.1.3 施工人员总安排 ............................................................................................. 6 4 设备、材料的组织 ..................................................................................................... 7 4.1 主要设备 .............................................................................................................. 7 4.2 其它设备、材料 .................................................................................................. 7 5 盾构机的吊装 ............................................................................................................. 9 5.1 盾构机外形尺寸重量表 ........................................................................................ 9 5.2 盾构机组装总流程图 .......................................................................................... 12 5.3 后配套台车的吊装概述 ...................................................................................... 12 5.3.1 后配套台车的吊装流程图： ..................................................................... 12 5.3.2 吊装概述 ................................................................................................... 12 5.4盾体的吊装 ........................................................................................................... 13 5.4.1 盾构机盾体的吊装顺序流程图： ............................................................... 13 5.4.2 盾构机吊装的准备工作 ............................................................................. 13 5.4.3 盾体的吊装概述： ..................................................................................... 13 5.5 起重机、吊索具的校核 .................................................................................... 15 5.5.1 100T汽车吊吊装能力验算 ........................................................................ 15

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5.5.2 260T履带吊吊装能力验算 ................................................................. 15

5.5.3 地基承载力的验算 ..................................................................................... 15 5.5.4 钢丝绳的校核 ............................................................................................. 16 5.6 盾构机的组装 .................................................................................................... 17 5.6.1 吊装准备工作 ............................................................................................. 17 5.6.2 试吊 ............................................................................................................. 18 5.6.3 安装盾构机后配套台车 ............................................................................. 19 5.6.4 主机的组装 ................................................................................................. 20 6 盾构机调试 ............................................................................................................... 23 6.1盾构机调试的重点 ............................................................................................... 23 6.2 液压系统调试 ...................................................................................................... 24 6.3 电气系统的调试 .................................................................................................. 26 6.4空气压缩系统的调试 ........................................................................................... 26 6.5冷却系统的调试 ................................................................................................... 26 7 盾构机的解体、转场 ............................................................................................... 27 7.1 概述 .................................................................................................................... 27 7.2 施工方法选择 ...................................................................................................... 28 7.3 施工场地要求 ...................................................................................................... 28 7.4 施工前的准备工作 .............................................................................................. 28 7.5 盾构机拆卸 .......................................................................................................... 29 8 质量控制 ................................................................................................................... 31 8.1 质量控制组织机构 ............................................................................................ 31 8.2 质量控制方法 ...................................................................................................... 31 9 安全措施 ................................................................................................................... 32 10 盾构机吊装施工应急抢险预案 ............................................................................. 32 10.1 总则 .................................................................................................................. 32 10.2 应急抢险机构组成及其职责 ........................................................................ 33 10.3 事故报告和现场保护 ...................................................................................... 33 10.4 重要项目的应急措施 ...................................................................................... 34

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11 附件 ......................................................................................................................... 35

附件一： ................................................................................................................. 35 附件二： ................................................................................................................. 37 附件三： ................................................................................................................. 40

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盾构机吊装安全专项施工方案

盾构机的组装是盾构施工的重要环节,由于盾构机的单件重量较大,且在组装过程中要完成盾体的翻身等复杂的动作,对作业的设备和人员提出了较高的要求。为保证盾构机的组装质量，特编制专项吊装方案，以便合理的安排人员和设备，使整个组装过程合理有序的进行。

车站的结构限制了盾构机各部件的下井顺序，其后配套台车部分按照由后到前的顺序陆续下放到车站内，再将主机下放到托架上依次组装，其连接管线的安装与设备的安装同步进行，连接过程中要保证液压管路的清洁和安装质量。

1 工程概况

XX集团有限公司XX市轨道交通1号线一期土建工程05合同段项目经理部根据施工的整体施工策划，拟以黄河东路站东端头井的右线作为盾构施工的始发井。两台盾构机需要完成XX轨道交通1号线05标三个区间的车站掘进，盾构机在每个区间施工完成后要重新进行组装作业，根据两个车站的施工进度，盾构机的始发场地会做相应调整。此方案为05标三个区间的盾构机组拆装方案,初步将黄河东路站的东端头井作为盾构的始发井，吊装时将260T的履带吊放于端头加固的位置，并在其履带下垫设2cm的钢板，100T的汽车吊就位于端头井的侧面，吊机作业时副臂的作业范围内无高架线等障碍物。其区间的整体施工概况如图1.1-1

图1.1-1 区间施工示意图

1.1 盾构机介绍

承担区间施工的是德国海瑞克公司生产的土压平衡盾构机，型号为EPB，整

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机总长约78.5米，主要由刀盘、前盾、中盾、尾盾、拼装机、螺旋输送机、连接桥、后配套台车等几部分组成。刀盘驱动系统为水冷式电机驱动；推进系统、螺旋输送机、拼装机及注浆系统为液压驱动；泡沫系统及盾尾密封系统为气动。

1.2 地质介绍

盾构在三个区间穿越的主要地层为:

区间 黄～农区间 地质情况 车站埋深 始发地质 （9）粉质粘土 （9）粉质粘土， 区间地质 （13）粉土 （9）粉质粘土， 进洞地质 （16）粉砂 （13）粉土 （11）粉质粘土 l4?2黄～会区间 12.5～15米 （7）、（8）粉土， 会～民区间 13～19米 （6）粉质粘土 14～17米 （7）、（8）粉土， （9）粉质粘土 （9）粉质粘土，（13）（7）粉土，（11）粉质粉土，（16）粉砂 （9）粉质粘土， 粘土，（13）粉土 （7）粉土， 第(8)层：粉土（Q ），浅灰色，湿，中密，干强度低，摇振反应迅速，韧

性低，偶见灰色斑点及豆状小姜石。层厚0.90～4.10m，平均厚度2.01m。

第(9)层：粉质粘土（Q

l4?2），灰褐色－灰黑色，软塑－可塑，干强度高，切

面光滑，韧性中等，含蜗牛壳碎片、腐殖质，含有机质，见青灰色条纹及灰绿色斑点浸染。层厚1.50～5.10m，平均厚度2.83m。

第(13)层：粉土（Q 4?2），浅灰色～灰黄色，湿，中密～密实，干强度低，摇振反应迅速，韧性低，砂感较强，局部为粉砂，该层局部缺失。层厚0.70～4.10m，平均厚度1.74m。

第(16)层：粉砂（Q

al?pl4?1l），浅灰色，饱和，中密～密实，颗粒级配一般，颗

粒成分由石英、长石、云母组成。局部夹灰色密实粉土。层厚0.90～3.80m，平均厚度2.43m。

第(17)层：细砂（Q

al?pl4?1），灰－褐黄色，饱和，中密－密实，偶见蜗牛壳碎

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片、小姜石，颗粒级配一般，颗粒成分主要由石英、长石组成，含少量暗色矿物。

层厚8.50～14.30m，平均厚度11.39m。

1.3 水文介绍

勘探深度内含水层分为两层，即上层的潜水和下层的承压水。潜水主要赋存于16.0m以上的粉土、粉质粘土中，属弱透水层，主要受大气降水补给和地下水开采的影响；承压水主要赋存于16.0m～20.0 m以下的粉细砂中，该层富水性好，属强透水层，具有微承压性，与上部潜水有一定水力联系，承压水补给来源主要是潜水越流补给，排泄主要为人工开采。

1.4 附近建筑物介绍

农业东路站～黄河东路站区间主要经过的地面建筑如下：

单位名称 距主体结构间距 工程概况 地基基础情况 主楼地上19层，裙高压旋喷桩复合地基加鑫地大厦 64m 楼地上4层，地下1筏板基础，桩长15米 层，基础埋深约7m XX市中级人民法院审94m 判楼 地上5层，框架结构，钻孔灌注桩，桩长25米 承台埋深1m 地上19层，地下1永和国际广场 57m 层，高约85m CFO桩复合地层，桩长约15米，桩径0.4-0.5米 司法厅劳教局培训及65m 办公楼 地上7层，高29.8m，天然地基 地下1层，埋深4m 主楼地上14层，裙钻孔灌注桩，桩长23米，楼地上3层，后勤楼国土资源局 73m 地上4层，地下均1600-800mm,多为800mm 层，基础埋深约4.5m 高程：90.9，桩径为3

黄河东路站～会展中心站区间主要经过的地面建筑如下：

距盾构主体单位名称 结构间距 钻孔灌注桩基础，桩金水路与CBD连接线立交桥 左线距离桥 墩5.5米 35-65m 地上4-5层，砖混结构，口岸医院住宅楼 6 m 埋深1.9米 地上4-5层，砖混结构，口岸医院办公楼 中凯华府1＃、2＃、369m ＃楼 聚龙城4＃、5＃楼 中义阿卡迪亚D1＃、295m ＃、3＃ 埋深2米 地层，桩长9.0米 140m 层，埋深4.5米 16.5 地上6-10层，地下1层，采用深层搅拌桩复合埋深5.5米 地上18-20层，地下1长12.9-19.0 管桩￠0.4m,桩长22m 埋深1.9米 地上18层，地下1层，静压管桩￠0.4m,桩天然地基 天然地基 径1.5-1.8m,长工程概况 地基基础情况 会展中心站～民航路站区间主要经过的地面建筑如下：

单位名称 距盾构主体结构间距 隧道埋深 地基情况 蓝玛地王大厦 距离左线轴线16.9米 隧道埋深8米 中州大道地下通道 距隧道顶部9.4米 埋深约6.23米 广汇PAMA 银鼎商务会所 距离隧道轴线约10米

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2 编制依据

2.1 设备性能表

CKE260T履带式起重机、QUY100T吨汽车吊的使用说明书和起重性能表等见附件二

2.2施工规范

《大型设备吊装工程施工工艺标准》SH/T3515-2003 《危险性较大的分部分项工程安全管理》

《设备起重吊装工程便携手册》机械工业出版社 2005年2月第二版 《起重吊装技术手册》北方工业出版社 2008年版 大型设备吊装工程施工工艺标准（SH/T3515-2003） 大型设备吊装管理标准（Q/CNPC-YGSG 326.12-2002） 工程建设安装工程其中施工规范（HG20201-2000） 起重工程操作规程(SYB4112-80)等。

3 人员的组织

3.1 施工人员配备

为保证组装质量和组装进度，需要配备足够的技术人员和技术工人，为确保人员和设备的安全，盾构组装过程中，只安排白班进行吊装作业，夜班只进行相关配套设备的安装作业，其人员配备总计为35人。

3.1.1 地面人员配置

序号 1 2 工种 吊车司机 信号指挥人员 人数 2 2 职责 执行信号工发出的指令 向吊车司机发出指令,并与井下信号工沟通 备注 5

3 4 5 司索工 装配技术人员 安全员 4 2 1 负责吊装件的挂/摘钩 吊装过程的质量控制及人员组织 严格执行“十不吊”的规定,全程安全监督 3.1.2 井下人员配置

序号 工种 人数 职责 备注 1 信号工 1 与地面信号工沟通,指挥部件就位 2 装配技术人员 2 吊装过程的质量控制及人员组织 3 安全员 1 严格执行“十不吊”的规定,全程安全监督 4 司索工 2 负责吊装件的挂/摘钩 5 电瓶车司机 2 操作电瓶车 6 电工 2 负责盾构机的电气线路的连接 7 液压装配工 4 负责盾构机的液压管路的连接 8 杂工 10 负责盾构机其它系统的安装 3.1.3 施工人员总安排

序号 姓名 职责 备注 1 项目经理 夏金春 施工总体部署 2 书记 刘振华 现场人员设备总调度 3 总工程师 孙兰坚 6

整个拆组装过程总技术指导

4 技术负责 李明景/陈建波 现场技术负责 4 设备、材料的组织

4.1 主要设备

序号 设备名称 规格 数量 用途 1 履带吊 260T 1台 盾体及刀盘的吊装 2 汽车吊 100T 1台 刀盘及盾体的辅助吊装、台车的吊装 3 电瓶车 45T 1台 台车的移动就位 4 千斤顶 20/100T 2台 盾体的移动 5 电焊机 ZX400 2台 局部的焊接作业 6 液压泵站 150T 1套 4.2 其它设备、材料

序号 1 2 3 4 5 6 7 设备名称 电烤箱 拉伸预紧扳手 液压扭力扳手 手动式电锯 对讲机 台式砂轮机 电动空压机 型号 400w V-0.6/7 7

单位 台 把 把 把 部 台 台 数量 1 1 1 1 6 1 2 备注

8 9 10 11 12 虎钳 磁力钻 电工工具 活动人梯 升降梯 32t 1/2英寸， 英制 十件套 <42mm ≥42mm <42mm ≥42mm 英制 36、41、42、46、50、55、60、65、70（mm） 36、41、42、46、50、55、60、65、70（mm） A型300 , B型900 台 台 套 架 台 套 个 副 把 套 套 套 套 把 1 1 2 4 1 2 1 1 2 1 1 1 2 2 1 2 1 1 1 1 2 各1 1 1 13 氧气乙炔割具 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 吊篮 起吊链条 棘轮扳手 套筒 重型套筒 内六角扳手 内六角扳手 开口扳手 开口扳手 梅花扳手 梅花扳手 开口扳手 敲击呆扳手 27 敲击梅花扳手 28 29 30 31 管钳 链条管子钳 丝锥 板牙 8

32 33 34 35 36 37 38 39 手拉葫芦 4米扁平吊带 8米扁平吊带 卸扣 油压千斤顶 螺旋千斤顶 喷火炬 起道器 3t、5t、10t、 5t 15t 3t、5t、10t、20t 5t、10t、16t、50t 50t 20T SI-180B SIM-125 个 套 个 各2 2 2 各4 各2 2 1 2 40 角磨机 把 各2 41 钢丝绳 ?56mm×10m ?32mm×10m 根 各2 42 43 44 45 46 钢丝绳 撬棍 气割设备 刀片 气动扳手 ?12mm×10m 根 根 套 盒 个 4 4 2 6 2 5 盾构机的吊装

5.1 盾构机外形尺寸重量表

序号 001 002 003 004 名称 刀盘 前盾 中盾 尾盾 9

外形尺寸（长×宽×高）mm 6260×6260×2500 6250×6250×3000 6240×6240×3000 6230×6230×3720 重量（吨） 49,396 kg 69,638 kg 79,933 kg 29,352 kg

005 006 007 008 009 010 011 012 管片拼装机行走梁及拼装机 桥架 1#台车 2#台车 3#台车 4#台车 5#台车(包括尾架) 螺旋输送机 4800×4600×4500 14000×4700×3500 10000×4800×3300 12000×4800×3300 11000×4800×3300 11000×4800×3300 15000×4800×3300 12100×1640×1150 19,665 kg 15,000 kg 20,000 kg 16,745 kg 13,969kg 19,210 kg 18.696 25,868 kg

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5.2 盾构机组装总流程如下图

托架及轨道的安装 试吊 4#台车的下放 后配套 台车吊装 3#台车的下放 2#台车的下放 260吨吊车吊1#台车的下放 连接桥的下放 管片输送机的下放 螺旋输送机的下放 中盾的吊装 前盾的吊装 盾体吊装 吊 260T和100T吊车吊装 刀盘的吊装 拼装机及盾尾的安反力架的安装 螺旋输送机的安装 完成吊装任务

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5.3 后配套台车的吊装概述 5.3.1 后配套台车的吊装流程图：

台车的吊装流程按照总的吊装流程执行，吊装前按照对最大件的重量进行试吊，以检验钢丝绳、卸扣和吊耳的焊接质量是否满足吊装的要求。

5.3.2 吊装概述 1、尾架的吊装

盾构机的尾架长度约4米，宽4.8米,其上面安装的设备主要有两个水管卷筒和一个储风筒。尾架上面的设备在地面完成组装后,用260T的吊车将其整体下放到车站内的平板车上，固定后用电瓶车将其拖至车站内，待5#台车下放后与其连接成一体。

2、台车的组装

5#台车长10米，宽4.8米，其上面安装的设备主要为热交换器、冷却水泵、高压电缆槽，二层出土装置。在地面对台车的四个行走轮进行组装，用260T的吊车将其整体下放到车站的延伸上，用电瓶车将其整体拖至预留出土孔的位置，其他四个台车按顺序以相同的吊装方法下放到车站内。

3、连接桥的组装

由于盾构机的连接桥长14米，而吊装口的最大长度为11.5米，如果进行水平吊装，其连接桥的长度会超出吊装孔2.5米，因此连接桥在下放时应与地面成45度的姿态吊入始发井内。连接桥的一端在地面安装好行走轮，其另一端安放在预先加工的支架上，用电瓶车将其拖至车站内。

用4个20吨千斤顶将连接桥顶起到一定的高度，离开其下部的管片车，并用支撑使其固定，然后将管片车从其下部退出，回到始发井口下方，准备管片吊机的安装。

4、螺旋输送机的组装

由于螺旋输送机的长度为12m，洞口长度为11.5m，螺旋输送机的长度超出始发井口长度0.5m，所以螺旋输送机应与地面成60度夹角的姿态吊入竖井。将

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输送机放置在管片车上，用电瓶车拖至连接桥的下面，为盾体的组装留出空间。

5.4盾体的吊装

5.4.1 盾构机盾体的吊装顺序流程图： 盾体的吊装流程按照总的吊装流程执行。 5.4.2 盾构机吊装的准备工作

由于盾体的各部件的重量较大，吊车就位前先对吊装井的路面进行硬化，局部铺设两公分后的钢板，防止地面出现下沉。首先拆除盾构机始发托架上的临时轨道及支撑,并再次检查托架的固定情况。在盾构机将要落座的始发托架的钢轨表面涂以足够的润滑脂，为下一步盾构机的组装做好准备工作。

5.4.3 盾体的吊装概述： 1、中盾的吊装

260吨吊车使用的4根直径56mm的钢丝绳挂在盾构机中盾外侧的4个吊耳上，另将100吨吊车使用的两个直径32mm的钢丝绳挂在盾构机中盾底部内侧的两个吊耳上，每根钢丝绳的长度约9米,并在中盾的中部系上两个牵引绳以便控制。

两台吊车配合工作，在信号工的统一指挥下将盾构机的中盾水平提起，待盾构机中盾离开地面约2m后，100吨吊车暂停起吊，260吨吊车继续缓慢提升，使中盾逐渐竖起。

将用在100吨吊车上的钢丝绳逐渐放松，待中盾翻身成功并稳定之后，去掉100吨吊车上的钢丝绳，接着用260吨吊车将中盾下放到始发托架上,下放时要不断调整中盾的姿态，以保证盾构机的轴线与隧道轴线一致。

2、前盾的吊装

前盾与中盾的重量基本相同，只是长度稍有不同，因此吊装方法类似。当前盾将要到达托架时，待其在空中停稳后，缓慢的将前盾和中盾逐渐贴和，然后使前盾平稳的落在始发托架上，用两个千斤顶移动前盾，把前盾定位销插入到中盾的定位销孔中，并连接前盾与中盾的连接螺栓。

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3、刀盘的吊装

首先在地面上把中心回转体安装在刀盘上。用100吨的吊车配合260吨的吊车将刀盘进行翻身，待翻身完成后用260吨的吊车将其下放到托架上，并与前盾进行连接。

4、管片拼装机的吊装

拼装机组装前，首先将已组装的盾体和刀盘用千斤顶整体前移，为下一步的组装提供足够的空间。由于拼装机的重量仅19吨左右，可使用100吨的吊车进行吊装。

5、盾尾的吊装

盾尾的重量较轻，可使用100吨的吊车将盾尾下放在始发托架上，为安装螺旋输送机的需要，将盾尾与中盾保持约3米左右的间隔。

6、螺旋输送机的安装

将车站内的螺旋输送机，通过管片车再次移至始发井口的下方，使螺旋输送机的中部吊耳处在中盾与盾尾的空隙中，以便用吊车进行吊装。

将260吨吊车的钢丝绳系在螺旋输送机的中部吊耳上，同时在中盾的后部预先准备两台5吨的手拉葫芦，一头固定在中盾上，一头固定在螺旋输送机的前部吊耳上。由于螺旋输送机安装后其轴线将与地面成23度夹角，所以系挂钢丝绳时应调整钢丝绳长度使螺旋输送机起吊后，螺旋输送机的轴线与地面尽量接近23度夹角。

将螺旋输送机吊起，通过两台5吨的手拉葫芦的牵引，使螺旋输送机的前部逐渐接近螺旋输送机的安装孔，利用两台5吨手拉葫芦相配合将螺旋输送机的前部与前盾的安装孔对接，把螺栓插入安装孔，并完成螺栓连接。

7、盾尾与中盾的连接

螺旋输送机完成安装后，便进行盾尾与中盾的连接，通过千斤顶把盾尾与中盾对接，连接铰接油缸并安装盾尾密封刷。

8、盾体与后配套的连接

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将管片车移至连接桥的下面，把盾构机的连接桥前移与拼装机的横梁进行连接，并把皮带输送机的集土装置和皮带支架安放在螺旋输送机出土口的下面，并与1#后配套台车上面的皮带支架连接好。

5.5 起重机、吊索具的校核 5.5.1 100T汽车吊吊装能力验算

（1）中盾重量：G1 =80t，100t吊车配合260t的吊车进行翻身，其承受的重量为G=40t。

（2）100T汽车吊吊钩及机索具重量： g?g1?g2?1.7?0.3?2t；其中吊车吊钩重量g1=1.7t，机索具重量g2=0.3t；

（3）对照附件二汽车吊的起重性能表：当起重臂长为22米，工作半径为10米时，吊车的额定起重量为48.2吨，满足吊装的要求。

5.5.2 260T履带吊吊装能力验算

（1）中盾重量：G设=80t，中体翻身时，其分担的中盾重量为40t，满足使用要求。

（2）260T履带吊吊钩及机索具重量： g=g1?g2 =1.7+0.3=2t，其中吊车吊钩重量g1 =1.7t，机索具重量g2?0.3t；

（3）260T履带吊单独吊装盾体时，最大件的重量为80t，对照附件二的技术参数表:吊车拔杆长度为26m，最大工作半径为12m时，此时吊车额定起重量为92t，完全满足吊装的使用要求。

5.5.3 地基承载力的验算

吊装时，最重件为中盾，所以以中盾为例进行验算。 （1）吊车和设备总重量：

260t履带吊总重量为260t，中盾重量为80t，所以地面承载总的重量为340t。

（2）吊车路基钢板面积计算：

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吊装时，吊车支褪下面共加垫2块路基钢板，规格为2m×6m×0.02 m。 路基箱与地面接触总面积：S=9×2×2=36m2

（3）对地面压强计算：

对地面的压强P=340t/36m2=94.4KPa

（4）考虑安全系数： 94.4KPa×1.5=141.6KPa；

该地基承载力可通过路基钢板均匀扩散至地基土上；

起吊时对地基承载能力要求为：141.6KPa，在吊装前对始发井端头用三轴搅拌桩进行加固，保证地面承载力满足吊装要求。

5.5.4 钢丝绳的校核

（1） 260T履带吊钢丝绳的校核

在本次施工中，中盾为较重件，重量为80t，其次为前盾，重量为69.6t，在此以吊装中盾为例进行校核。260T履带吊单独对前盾进行吊装时，选用两根Φ56×10m的纤维芯钢丝绳，对照钢丝绳的技术参数表：

6×37（b）类圆股钢丝绳技术参数表

钢钢丝绳公称抗拉强度（MPa） 钢丝绳近似重量（kg/100m） 丝绳1470 1570 1670 公称钢丝绳最小破断拉力（KN） 直径天然纤合成纤钢芯 维芯 d(mm) 维芯 纤维芯 钢芯 纤维芯 钢芯 纤维芯 钢芯 32 56 354 1090 345 1060 390 1190 444 1350 480 1470 474 1450 512 1570 504 1540 545 1670 当钢丝绳的公称抗拉强度为1670MPa时，单根钢丝绳的最小破断拉力为：Sp=1540KN，考虑到安全系数，钢丝绳的许用拉力为：

[S]=Sp/k=1540/6=256.67KN=25.67T；k=6（安全系数）

吊装盾体时，对角两根钢丝绳成56度的夹角进行吊装，所能起吊的最大重

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量为:FN=[S] ×cos（56/2）×4=25.67×0.88×4=90.66T＞80T

通过计算可以得出钢丝绳的选择满足吊装的要求。 （2）100T履带吊钢丝绳的校核

中盾翻身时，100T汽车吊大钩上选用一根Φ56×10m的钢丝绳，该钢丝绳承受中盾一半的重量，通过（1）中的验算，完全满足盾体翻身的要求。

（3）斜向起吊时分力的校核

吊装台车等重量较轻的部件时选用四根Φ32×10m的钢丝绳，以吊装一号台车为例进行核算，其重量为20T,当钢丝绳的公称抗拉强度为1670MPa时，单根钢丝绳的最小破断拉力为：Sp=504KN，考虑安全系数，此钢丝绳的许用拉力为：

[S]=Sp/k=504/6=84.00KN=8.4T；k=6（安全系数）

吊装盾体时，对角两根钢丝绳成67度的夹角进行吊装，所能起吊的最大重量为:FN=[S] ×cos(67/2)×4=8.4×0.83×4=27.89T＞20T

通过计算可以得出钢丝绳的选择满足吊装的要求。 （4）卡环强度校核

以吊装最重件前盾/中盾为例，单机吊装时，选用4个级别为35t的卸扣，最大可吊140t，而盾体分块中的最大重量为80t，所以卸扣满足整个盾构机拆、组装的施工要求。

5.6 盾构机的组装

盾构机首次始发从黄河东路站东端头井右线组装，进行右线区间的施工。盾构机的自重约260t，分解为5

部分，最大块重量约80t。综合考虑吊机的起吊能力和工作半径，安排一台260T的履带吊和一台100T汽车吊机进行吊装任务。

5.6.1 吊装准备工作

（1）将测量控制点从地面引到井下底板上。

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（2）在盾构始发井内安装始发托架；在车站内沿车站轴线铺设盾构机台车和电瓶车的行走钢轨，并将钢轨延伸至始发托架上。

（3）准备好10T气动葫芦、手动葫芦若干、两台100T液压千斤顶及泵站、电焊机、气割等盾构安装辅助工具。

（4）地面吊车将盾体各部分运输到位。 （5）260T吊车与100T吊车在始发井端头就位。 （6）焊接质量的检验:

对焊接接头进行必要的检验是保证焊接质量的重要措施。因此，工件焊完后

应根据产品技术要求对焊缝进行相应的检验，凡不符合技术要求所允许的缺陷，需及时进行返工。焊接质量的检验包括外观检查、无损探伤和机械性能试验三个方面。这三者是互相补充的，而以无损探伤为主。 （a）外观检查

外观检查一般以肉眼观察为主，有时用5－20倍的放大镜进行观察。通过外观检查，可发现焊缝表面缺陷，如咬边、焊瘤、表面裂纹、气孔、夹渣及焊穿等。焊缝的外形尺寸还可采用焊口检测器或样板进行测量。 （b）无损探伤

隐藏在焊缝内部的夹渣、气孔、裂纹等缺陷的检验。目前使用最普遍的是采用X射线检验，还有超声波探伤和磁力探伤。

X射线检验是利用X射线对焊缝照相,根据底片影像来判断内部有无缺陷、缺陷多少和类型。再根据产品技术要求评定焊缝是否合格。

超声波束由探头发出，传到金属中，当超声波束传到金属与空气界面时，它就折射而通过焊缝。如果焊缝中有缺陷，超声波束就反射到探头而被接受，这时荧光屏上就出现了反射波。根据这些反射波与正常波比较、鉴别，就可以确定缺陷的大小及位置。超声波探伤比X光照相简便得多，因而得到广泛应用。但超声波探伤往往只能凭操作经验作出判断，而且不能留下检验根据。

对于离焊缝表面不深的内部缺陷和表面极微小的裂纹，还可采用磁力探伤。

5.6.2 试吊

盾构机吊装前先对中盾进行试吊装，以检验吊车的整体性能和吊耳的焊接质

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量。吊装时扒杆的水平转角控制在±110°内，采用φ56×10m的纤维芯钢丝绳，整个试吊过程按空载、静载的程序进行。

1. 试吊准备

a) 将试吊范围内的场地平整，并在履带下垫铺2cm的钢板。 b) 接通桅杆吊机电源，准备好起重用钢丝绳和卸扣。 2. 试吊前检查

试吊前对桅杆吊机各部件进行详细检查，包括轨道、轮箱及销轴、连接部件、电器安装、电缆线路布置、钢丝绳状况、构架螺栓紧固情况、安全防护状况等均做认真检查，确信满足使用要求后方可进行下一步工作。 3. 空载试车

要求对大车走行、臂杆变幅、臂杆回转、大钩升降等各种操作情况进行试验，观察各电机在运转过程中桅杆吊机和轨道的受力变化情况，并同时试验限位器是否工作正常。 4. 静载试车

用260T的吊车将中盾提升至距离地面3～5米，根据吊装口的深度为17.5米及塔臂变幅的提升速度46m/min,计算出部件从地面吊至井下的时间约为40s，所以中盾需吊离地面的时间控制在40s以上，同时观察主构、钢丝绳、吊耳有无异常，如发现异响应立即停止试吊，检查各部件的情况，对安全薄弱环节采取相应的加固措施。 5.6.3 安装盾构机后配套台车

（1）将盾构机第五节后配套台车吊入始发井，放置在始发托架的钢轨上，再按同样的程序将第三节台车台入始发井内。如图5.6-1所示：

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图5.6-1后配套台车下井示意图 （2）依次吊入第二节台车、第一节台车与连接桥相互联接，连接桥前端用H钢制作临时支撑，用支撑将其撑住。将螺旋输送机下放井，放在连接桥下方。如图5.6-2： 图5.6-2 后配套台车及其它设备下井示意图 （3）拆除始发托架上铺设的台车行走钢轨，校准始发托架位置，并安装反力架。 5.6.4 主机的组装 主机组装前始发架下井并精确定位；盾体下井前清洁结合面，并焊接垫块，以调整盾构直径误差。 （1）前盾组装 采用260吨履带吊和100吨汽车吊配合地面翻转，翻转后吊装下井。具体做法：用260吨履带吊吊住前盾上部吊耳，用100吨汽车吊吊住前盾底部翻身吊耳，两台吊机同时起吊，提升离地面1～2米高时，100吨汽车吊停止提升并开始下落，使盾体缓慢竖立起后由260吨履带吊一台吊机吊起，由260吨履带吊将盾体吊放于始发架上，吊装时保证前盾与隔断桩墙之间留2500mm的距离。如图5.6-3：

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图5.6-3 吊装前盾示意图

（2）刀盘安装

采用260吨履带吊和100吨汽车吊配合地面翻转，翻转后吊装下井。具体做法：用260吨履带吊将刀盘吊放下井，放于前盾前端并慢慢向盾体移动，必要时用两个手拉葫芦将刀盘向盾体内拉，使刀盘法兰与盾体的驱动法兰盘结合。安装刀盘与主驱动连接螺栓。紧固4个角后，吊车松钩。用辅助泵站驱动盾构底部两根油缸将盾体整体前移至掌子面。如图5.6-4：

图5.6-4 吊装刀盘示意图

（3）中盾安装（含人闸）

采用260T履带吊和100T配合地面翻转，翻转后吊装下井。具体做法，同前盾一样。注意：前盾与中盾贴近前安装人仓密封，并在吊装状态安装中盾与前盾连接螺栓，并用气动扳手紧固4个角后吊车松钩，最后利用千斤顶调整人仓并安装螺栓。如图5.6-5

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图5.6-5 吊装中盾示意图 （4）管片安装机的安装，如图5.6-6： 图5.6-6 安装管片拼装机示意图 （5）盾尾下井，摆放在始发托架上。 （6）螺旋输送机安装 铺设后配套轨道，将螺旋输送机平推到盾壳内。用两辆吊车分别吊起螺旋输送机前后两端，移走管片小车，然后前端用10T倒链，后端用吊车反复调整，将螺旋输送机安装到位。最后将管片小车调出。如图5.6-7： 图5.6-7 吊装螺旋输送机示意图 22

（7）盾尾安装

首先将铰接密封安装完毕并压紧压板，用倒链拉盾尾前移，前移过程中注意保护铰接密封及压板，避免刮伤。最后安装铰接油缸。

（8）安装反力架，并铺设台车轨道，将后配套台车前移并与主机连接。

（9）连接后配套台车与主机管线，调试完成后拼装负环管片。如图5.6-8： 图5.6-8 安装反力架及负环管片示意图 6 盾构机调试 盾构机的调试工作主要是对液压系统、电气系统、泡沫系统、循环水路系统和注脂注浆系统依次进行调试，使盾构机达到良好的工作状态。 6.1盾构机调试的重点

1、确认各液压泵组的电器控制系统是否安全可靠；

2、盾构机各油缸动作是否正常，实际的行程和显示值是否一致； 3、管片拼装系统的真空系统是否安全可靠，操作系统是否灵活；

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4、刀盘的正反转是否正常，各个驱动电机的工作状态是否正常； 5、盾构机各种传感器的功用是否正常，数值显示没有超限误差； 6、PLC的硬件控制和软件控制是否符合现场实际操作情况。 6.2 液压系统调试

液压系统调试主要是测试各液压泵、各油缸、各阀块工作是否正常，液压管路是否畅通，液压驱动的各执行机构是否正常工作。在测试前将液压系统油箱内的液压油加注到要求的高度，在加油的同时启动各执行元件，使管路和油缸内的空气排空。盾构机有左右两个油箱，右边的大油箱主要为推进系统、管片拼装系统、注浆系统和辅助系统提供液压油；左边的小油箱主要为碎石机系统和超挖刀系统提供液压油。每个油箱的中间都有一个隔板，加注液压油时要从液位观察透明管路的另一侧加油，保证两个油仓都注满液压油。

（1）推力油缸调试

推力油缸的最大行程为2200 mm，当两组推力油缸同时伸出或缩回，所需要的时间远远超过单组油缸动作时所用的时间,用秒表测算其实际伸出或回缩速度是否与理论值相符（最大掘进速度为80mm/min，最大回缩速度为1600 mm/min）。由于在液压油管路中存在少量的空气，导致压力上升或下降过程中不均衡不协调，压力变化不稳定。故每组的两个油缸在伸出或缩回时均不同步，且有爬行现象。而且某一组油缸在缩回过程中，相临处于静止状态的油缸有伸出的现象(该油缸没有处于完全伸出状态)。于是使油缸反复伸缩，在油压作用下即可将空气排出管路。

（2）管片拼装机的调试

管片拼装机具有六个自由度，左右旋转为+ / - 200o，红、蓝油缸的伸缩行程为1200mm，整个拼装机前后移动的行程为2000mm,其最大起吊重量为4吨。管片拼装机的调试主要是对拼装机的起吊能力及千斤顶伸缩的同步性、灵敏性进行检查，确保在管片拼装过程中，系统具有较高的可靠性。

（3）注浆系统的调试

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注浆系统的两台注浆泵为液压驱动，其型号为KSP 12，每台泵的最大注浆量为10m3/h，其出口沿盾尾布置有四个，管路直径为DN 50。注浆系统调试的重点主要是确认注浆泵柱塞是否可以反方向操作，注浆的速度是否可调，当某一管路的压力超出注浆的设定值时，其泵是否会自动停止。以下为注浆压力的设定和 注浆参数显示界面：

注浆压力设定 （4）泡沫系统的调试 注浆参数显示

为减少刀盘的磨损及增加土体的和易性，掘进过程中要不断向掌子面注入泡沫或膨润土，泡沫系统的调试是盾构机调试的重要环节。首先向泡沫剂箱中加入泡沫剂，打开泡沫剂输送泵及添加剂注入装置，同时打开水泵，将稀释后的泡沫剂注入输送管道，在泡沫发生器位置向泡沫管路中注入水和压缩空气，检查生成的泡沫是否能从螺旋输送机、刀盘、密封仓隔板等位置顺利排出。

（5）辅助系统的调试

辅助液压系统主要为喂片机、管路延伸、刀盘制动和四个液压阀提供动力，调试的重点为：系统的动力源、控制单元及执行元件是否工作灵敏可靠。

（6）喂片机的调试

首先确认其润滑系统是否正常工作，将一块管片放在喂片机的尾部，操控控制器将其运输到拼装机的下方，整个过程是否流畅。

（7）刀盘制动的调试

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启动刀盘到一定的转速，当运行稳定时迅速停止刀盘，确认刀盘是否可以在较短时间内停止转动。

6.3 电气系统的调试

主要是测试传感器工作是否正常，控制液压系统的电器件的灵敏度是否符合检验要求或者是满足工作要求。其庞大的电气硬件系统的调试是靠检测软件来检测的，通过检测测试盾构机的控制系统是否能够满足实际工作的要求，若不符合要求，可以根据软件显示的部位准确查找电气系统的硬件故障。刀盘驱动电机为八台75KW的变频电机，在工作过程中要确保八个电机的电流和扭矩相似，在某个电机因故障停止工作时，其他电机可继续工作。首先要设定电机软启动的各项参数，以便发挥它的最大功率。启动电机确认其可左右旋转，运转一段时间后检查其冷却系统工作是否正常，齿轮油润滑系统是否正常工作。

6.4空气压缩系统的调试

此系统的调试主要是测试两台空压机、气动盾尾注脂泵和人仓压力调节系统是否可以正常工作。启动各个气动油脂泵，查看每个气路的压力是否正常，泵送的油脂是否连续。空气调节系统的调试主要是确认气垫仓是否可以给掌子面提供足够的压力，前舱和后舱的隔板密封是否完好，不可有空气泄漏到掌子面。调节气垫仓的压力使气垫仓和开挖仓的压力在较短的时间内达到平衡，在当前系统和备用系统间切换时，气垫仓的压力不应有太大的波动。

6.5冷却系统的调试

冷却系统的作用是将盾构上易发热部件的热量带走，使之工作的环境温度维持在允许的范围内。需要冷却得部分主要有：空压机、液压油箱、主配电柜内的电器元件、泥浆泵驱动电机、主驱动齿轮油及驱动电机。通过安装在每个冷却部件管路上的温度表确认每个系统是否达到了要求的冷却效果。为了保证整个系统功能可靠，避免因冷却水质量不达标损害冷却系统，必须使用符合要求的冷却水，不合适的脱钙材料或清洁材料可能会对盾构机组件造成严重的损坏。盾构机具有一个内部冷却回路,必须填充 30%防冻剂和防腐剂，避免在温度过低时管路内结冰及长时间运行产生水垢堵塞管路。

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