盾构机吊装施工安全控制要点分析

2021-12-27靳盼伟上海市基础工程集团有限公司上海200002

绿色建筑 2021年6期

靳盼伟（上海市基础工程集团有限公司，上海 200002）

随着我国经济的快速发展，一线二线甚至部分三线城市地面交通能力已不能满足城市居民的出行需要，因此目前很多城市都在大力发展地下轨道交通工程。盾构机作为轨道交通工程中区间隧道施工的重要施工设备，将广泛被使用，城市轨道交通建设中将有大量高风险的盾构机吊装作业需要完成。盾构机吊装常规都是采用解体吊装，然后在工作井内完成组装。本文研究的是江苏省南京市地铁 5 号线 TA04-2 标工程使用的土压平衡式三菱Φ6 450 mm 盾构机吊装，最大单件为支撑环（中盾），重约 156 t。为了确保此次盾构机吊装安全顺利完成，防止吊装施工过程中发生安全事故，本文对此次盾构机吊装安全控制要点进行了系统的分析。

1 盾构机吊装前的安全控制要点

1.1 盾构机基座（发射架）的高程、平面位置、稳定性及承载力

盾构机吊装前必须对基座的高程、平面位置、稳定性、承载力进行复核及验算，确保基座的高程、平面位置、稳定性、承载力满足盾构机吊装和盾构机始发要求。基座高程、平面位置参照盾构机切口环（前盾）直径及洞圈实际中心位置确认，基座稳定性及承载力要有基座安装加固图纸及受力计算书作为依据。某公司有一个项目就是放置基座时，参照了刀盘的直径，盾构机安装完成后发现标高偏高，影响盾构机的始发。最后又花费了大量的人力物力进行了调整，这样不仅在经济上造成了一定的损失，同时又带来了很大的施工安全风险。

1.2 吊装作业区地基承载力

由于吊装作业区域的地基承载力不足，导致吊车倾覆的事故时有发生。吊装作业区域地基应进行专门的处理，并安排专业检测单位对该区域进行地耐力测试。本工程吊装施工区域进行了三轴搅拌桩及高压旋喷桩加固，取芯强度＞1 MPa。上部硬化地坪参数为：C30 混凝土厚度 250 mm，φ16 mm@150 mm，单排双向，同时要保证硬化地坪的平整度。最终地耐力测试结果满足吊装作业时最不利工况下对地基承载力的要求。作业时吊机停机位置满铺 2 cm 厚的钢板，吊车负重时的荷载通过钢板以及混凝土路面均匀地传递到地基土层上。

1.3 吊机和吊索具的选择和安全检查

1.3.1 吊机和吊索具的选择

由于本工程吊装区域场地狭小，不具备双机抬吊的条件，故吊装设备主选为徐工 300 t 增强型履带吊一台及相应的吊索具。采用主副钩配合对盾构机各部件进行了下井前的翻身。因盾构机支撑环（中盾）重量最重（156 t），故选择中盾为计算对象，进行该台吊机能力的验算。验算时注意主副钩抬吊时最大荷载不宜大于额定起重量之和的 75%，分担荷载不得超过额定起重量的 80%，主钩单独吊装下井时不得超过额定起重量的 90%。因为需要吊装的单体比较多，吊索具均按最不利要求配置，吊装时均采用同一套吊索具，对主副钩的钢丝绳、卸扣、横吊梁等应经过严格的受力计算后确定，同时保证吊装过程中钢丝绳的安全系数。本工程钢丝绳卸扣采用两根φ80-6×37、16 m 钢丝绳分别对折挂在两个 50 t 吊耳上及履带吊主钩上，两根φ80-6×37、12 m 钢丝绳挂在 80 t 吊耳及履带吊主钩上；两根φ72-6×37、8 m 钢丝绳挂在翻身吊耳及副钩上，注意吊索具与所吊构件间的水平夹角宜＞45°。本工程横吊梁采用100 t 级压杆，材料采用无缝钢管Φ159 mm×20 mm。

1.3.2 吊机和吊索具的安全检查

吊机和吊索具的检测报告和合格证必须齐全有效，履带吊安装完成后必须委托有相应检测资质的检测单位对履带吊进行全面的检查检测并出具检测报告，吊车检测合格后方可使用。吊索具使用前依据 GB/T 16271—2009《钢丝绳吊索插编索扣》、钢丝绳报废标准 GB/T 5972—2016《起重机钢丝绳保养、维护、检验和报废》进行全面的安全检查，检查合格后方可使用。

1.4 吊耳的安装和质量检查

吊耳的安装有焊接和螺栓连接，本工程切口环（前盾）、支撑环（中盾）吊耳采用装配式吊耳螺栓连接，刀盘采用焊接吊耳。不管是焊接吊耳还是螺栓连接吊耳，首先必须对吊耳的本身进行受力计算，看是否满足吊装承载力的要求，其次是对焊缝和螺栓连接强度的计算。针对焊接吊耳按照焊接要求焊接完成后，必须对焊缝进行无损探伤，探伤合格后方可使用。针对螺栓连接吊耳，首先连接螺栓要有质量证明书和合格证，然后按照要求进行连接螺栓的安装，安装过程中要保质保量的进行安装，安装完成后对连接螺栓进行螺栓群抗拉抗剪计算以及螺栓综合受力分析，受力计算合格后方可进行吊装作业。

1.5 吊装人员的资格核查

作业前必须对吊装人员资格进行严格的核查，按照某公司的要求进入施工现场的施工人员男性年龄不得超过 55岁、女性年龄不得超过 50 岁、起重指挥人员不得超过 50岁。特种作业人员资格证必须是国家规定的发证机关颁发的资格证书，并且必须在有效期内，否则视为无效证件，严禁从事特种作业施工。

1.6 吊装人员的安全技术交底

吊装前对参与吊装的全体施工人员进行现场安全技术交底工作，使参与吊装的施工人员熟知现场的安全规章制度、施工方法及必要的安全防护措施、吊装作业过程中存在的安全风险以及应急处置措施等。

2 盾构机吊装过程中的安全控制要点

盾构机吊装过程中的安全控制要点如下。

（1）设好吊装警戒区域，专职安全管理人员现场监督。吊装作业必须设置安全警戒区域，无关人员不得进入吊装施工区域，专职安全管理人员在现场进行旁站监控，及时制止习惯性违章的现象。

（2）密切注意吊车的情况，严禁吊车超负荷作业。吊装过程中，安排专人密切观察吊机的作业情况，特别注意吊车支腿是否有下沉或者离开地面的现象，一旦发现以上情况立即停止施工，严禁吊车超负荷作业。

（3）监督吊装方案的执行情况。吊装过程中落实专业技术人员和安全管理人员监督吊装方案的执行情况，一旦发现不按照吊装方案施工，应立即通知停止施工，吊装作业必须严格按照审批论证完成后的方案进行施工。

（4）基坑变形风险。由于本工程履带吊的停机位履带距离井坑壁较近，所以吊装过程中必须密切关注围护结构的变形情况。可以利用既有的围护结构监测点进行水平位移、地表沉降的监测，及时获取第一手数据，通过对监测数据的分析，判断吊装作业对基坑结构的影响程度，以便指导下一步的吊装作业。

3 盾构机吊装作业普遍易发生的问题分析

3.1 吊索具的配置与方案不符

很多项目存在钢丝绳的配备偏大或者偏小的现象，不管是偏大还是偏小，最终的结论都是未严格按照吊装方案施工，要坚决杜绝类似现象的发生。

3.2 吊装各大部件时出现的最大幅度与吊装方案不符

例如本项目在吊装支撑环（中盾）时，在履带吊达到最大幅度时，中盾的位置没有一次性到位，方案上明确有中盾在井下有一个平移动作，但是吊装单位人员为了省时省力，想要一次性到位，取消平移的动作，这样就势必会在履带吊达到最大幅度的基础上继续增加作业半径，严重违反了主钩单独吊装下井时不得超过额定起重量的 90% 的规定。项目部发现后立即停止了作业，严格按照吊装方案进行。