盾构机吊装安全控制技术

张康康

摘要：作为轨道交通工程中地铁隧道施工的重要设备,盾构机的应用将日益广泛。盾构机作为超大型的工程机械,在施工前需单件进人隧道并组装好,在施工结束后又需解体吊出隧道。解体后的盾构机单件最大重量接近100t,吊装作业需要使用大型吊车等专用设备,吊装作业的施工工艺细节对盾构机的安全至关重要。文章根据近年来较丰富的吊装经验，总结了盾构机吊装的技术与安全控制方法，供生产实践中参考。

关键词：盾构机吊装安全技术

中图分类号：U455文献标识码： A

1、吊装场地布置

吊装场地为满足吊装作业要求需进行整改,始发井北侧的建筑材料、脚手架等材料以及不用的原材提前移走,影响吊装作业的模板、废料、灭火器等材料提前转移。大件吊装所涉及的场地需进行平整、夯实,并用混凝土浇注,以便提高地耐力。吊装所涉及的场地需进行地耐力测试,地耐力满足要求后,方可进行盾构机吊装。

2、主吊机和副吊机参数选择

因为盾构机前盾、中盾、尾盾在下放前要进行翻身，所以可采取双机抬吊方式吊装。为安全起见，双机抬吊的最大荷载不宜大于两机的额定起重量之和的 75%，每机所分担荷载不得超过该机额定起重量的80%。因盾构机在出厂时，中盾吊点位置已经确定，中盾重心可从中盾吊耳焊接图上查到，在双机抬吊过程中，随着中盾姿态的变化，主吊、副吊的负荷是变化的，见图1中盾抬吊吊装图，可以求出副吊的最大负荷，再综合盾构机其他部件的吊装，可以确定副吊机吨位、臂长和各吊装工况的回转半径等参数。

图1中盾抬吊吊装

主吊机参数确定相对简单，一般根据单机吊装状态起控制作用选择主吊机，见图2中盾单机吊装图，再复核双机抬吊状态下，主吊机的实际回转半径主、副吊机的站位能否满足场地要求，见图3。

图 2 中盾单机吊装图

图 3 组装吊机站位图

3、吊装技术要求

3.1由于盾构机盾体卧式运人现场、立式吊装,吊装时不能刮、碰盾构机上的管路、电机及其它附属设施。

3.2必须在吊车进人之前,将吊装规划用地及进车现场清理加固,满足吊装要求,进车路线上宽度不小于7m 附近的障碍物提前挪走。

3.3汽车吊和汽车吊作业区域要求场地平整结实,地面耐压分别不小于30tm²和 25t/m²。

3.4 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的距离。

3.5 由于吊装施工中可能有大风,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。

3.6 绳扣选用6x37+1,Ø52,4根,绳扣单股使用,有效长度为8.5 m,绳扣 必须完好无损。

3.7在始发井现场,运输盾构机部件的平板车必须为300t汽车吊进场、停车作业留 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。

3.8 起吊后盾构机离地200mm时暂停,检查绳扣、卡扣受力状态、吊车各部件状态及刹车、吊车等是否正常,完好无异常后方可继续吊装。

3.9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。

4、盾构机大件的吊装方法

4.1盾构机各部件重量、尺寸

盾构机各部件重量及尺寸见表1所示。

4.1.1大件的基本吊装概况

作业主吊采用300t吊车(此吊车长19.622m,宽3m,支腿间距纵向8.7m,横向8.5m；吊车自重72t,配重100t,单腿最大受力120t)。对于盾构机前盾、中盾等重量大的件采用300t吊车和90t吊车配合,由水平状态慢慢竖立,并相互配合到大件成竖直状态,300t吊单机吊装下井,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,应严格按照吊装规定的要求配备吊机,按照盾构吊装工艺进行。

表1盾构各部件重量、尺寸

5、起重机吊装作业注意事项

5.1当采用一个吊点起吊时,吊点必须选择在构件重心以上,使吊点与构件重心的连线和构件的横截面呈垂直。

5.2当采用多个吊点起吊时,应使各吊点吊索拉力的合力作用点置于构件的重心以上,使各吊索的汇交点(起重机的吊钩位置)与构件重心的连线,和构件的支座面垂直。

5.3应根据吊装高度、构件重量以及作业条件和现有起重机类型、起重机的起重量、起升高度、工作半径、起重臂长度等工作参数选择起重机作业。

5.4汽车起重机应符合下列规定

①作业前应全部伸出支腿,并采用方木或铁板垫实,调整水平度,锁牢定位销；②起重机吊装作业时,汽车驾驶室内不得有人,重物不得超越驾驶室上方且不得在车前区吊装；③起重机作业时,重物应垂直起吊且不得侧拉,臂杆吊物回转时动作应缓慢进行；④起重机吊物下降时必须采用动力控制,下降停止前应减速,不得采用紧急制动；⑤当采用起重臂杆的付杆作业时,付杆由原来叠放位置转向调直后,必须确认付杆与主杆之间的连接定位销锁牢后,方可进行作业；⑥起重机的安全装置除应按规定装设力矩限制器、 超高限位器等安全装置外,还应装设偏斜调整和显示装置；⑦起重机行驶时,严禁人员在底盘走台上站立或蹲坐,并不得堆放物件。

6、吊装盾构机部件安全措施

6.1所有吊装人员应持证上岗,严格遵循操作规程和行业规范。特别是特种机械作业人员须经相关部门技术培训、考核、 领取特种作业操作证后,方可上岗。

6.2吊装施工前由技术人员对吊装作业人员进行详细施工技术交底,并对吊装和运输设备进行检查；对重要部位挂钩、钢丝绳、锁绳夹等的状况及连接是否紧固进行检查,发现机件异常,及时排除；吊具有损坏,及时更换,严禁带隐患作业。

6.3施工期间,要在作业区内划出警戒线,设置安全警示标志,配置足够数量的灯光照明装置,并派专人对社会车辆及行人进行疏导。 同时现场指派协调员负责现场的道口、路口的车辆及行人安全。

6.4吊装过程中,设专人专职进行指挥,运输、挂钩、起重、安装人员必须服从指挥,严格遵守吊装作业十不准原则:①指挥信号不明或乱指挥不吊；②超负荷不吊；③工件坚固不牢不吊；④吊物上面有人不吊；⑤安装位置不灵不吊；⑥工件未埋或埋设不准不吊；⑦光线阴暗,看不清不吊；⑧斜拉工件不吊；⑨棱角件没有防护措施不吊；⑩起重机支腿没有支牢实不吊。

7、结语

盾构机吊装工作难度大,且在吊装过程中,为保证被吊和拼装的盾构机部件的安全性,不允许有地面的接触点,必须保证吊装过程一次性完成,要求吊装单位及现场安装人员严密配合、精心指挥、安全操作,必须配备统一的、具有丰富吊装经验和现场协调能力的现场管理人员一名,坚决做到精心组织、精心指挥、精心作业,做到施工前认真准备,施工过程中选取最佳的吊装方案,确保设备和操作安全。