盾构机吊装下井施工工艺

王哲WANG Zhe

（中国铁建投资集团有限公司，泰安 271500）

1 工程概况

1.1 项目概况

北京地铁17号线08标共一站一区间，即西坝河站明挖车站、香河园站～西坝河站盾构区间。香～西区间出西坝河站后沿西坝河南路向南敷设，途中下穿西坝河、当代万国城小区两层建筑、北京京供塔园电力工程有限公司5、6层建筑，侧穿二环～机场路联络线北线高架桥，到达香河园站盾构接收井结束。线路沿线现状主要为道路、绿地、民用建筑、河流、既有桥梁等，沿线场地地形整体平坦，主要穿越地层为细-中砂层和粉质黏土层。

1.2 场地概况

盾构井口尺寸都能满足盾构机吊装尺寸，吊装区域无地下地上管线。场地内部全部区域浇筑C30混凝土400mm，并配置钢筋网，Ф18@100单层布设，地基承载力经验算满足吊装需求。

盾构吊装场地中存在改移后的地下管线，埋深约3m，处于吊装区域范围之外，在吊装工作时，应避开管线区域，避免在管线区域内堆放重物。本次吊装使用履带吊车，车辆尺寸为9.134m×7.681m，盾构机吊装时不在管线区域内，对地下管线无影响。（图1）

1.3 盾构机概况

本项目投入2台中国铁建重工集团设计的ZTE6610盾构机用于本工程盾构区间施工，盾构机主要由刀盘、前盾、中盾、盾尾、螺旋机、拼装机、设备桥及后配套台车组成，各部分结构参数如表1所示。

2 施工工艺技术

2.1 工艺流程（图2）

图1吊装场地区域管线图

2.1.1 工前准备工作

①施工大门宽度不小于8.5m，在施工场地中的行走路线，道路宽度不小于8m，在进场前提前将施工便道障碍物清除，以保证安全、顺利运输。

②SCC2500C吊车自重及配重总重量为240t，单条履带宽度1.2m，长度9.13m，履带吊就位处已进行硬化，但为安全起见，在起重前，履带下方必须铺设2cm钢板，钢板准备数量不少于30m2。

③起重吊装前，对特殊工种资质进行查验，保证持证上岗，对工人开展大型吊装教育和危险源进行传达。

④施工前准备警戒带、对讲机、爆闪灯等必要用品。

2.1.2 试吊

图3载荷分配系数图

表1盾构机参数表

图2工艺流程图

进行正式起吊前需进行试吊作业。起吊机身离地200mm试吊，悬停5min，检查绳扣、钢丝绳、滑轮、制动装置等起重机完好以及地面无异常后，方能继续吊装。

2.1.3 翻转

SCC2500C履带吊具有独立翻转能力，用4根主绳索连接盾体外侧四个吊耳，2根副钩绳索连接盾体内侧两个吊耳，主副吊钩同时起升，起吊离地200mm，主吊以0.5 m/min落钩，副钩以相应速度配合起钩，盾体空中翻身过程中底部始终保持在离地面一定的高度位置，直到完成空中翻身。

盾体空中翻身时主副吊载荷分配计算：通过分析整个翻身过程主副钩的受力情况，副钩受力最大时为盾体处于水平状态，此时主副钩处于配合溜尾状态；主副钩的承载与主吊吊耳和辅助翻身吊耳的相对位置有关：大部分情况主副吊的受力基本相同，甚至副吊承载比主吊略小；工况校核是根据主副吊耳的相对位置关系，得到载荷分配系数。（图3）

主副钩配合溜尾：（按中盾总负载为110t计算，主吊荷载为总荷载的51.54%，副钩荷载为48.46%，主钩吊点为盾体上部四个吊点，副钩吊点为盾体下部两个吊点）。

SCC2500C型履带吊盾构工况：主吊选用150T吊钩穿5轮11股绳，用19.5m主臂吊装。开始吊装工作半径7m，额定负荷198.8T，主钩承受盾构部件的51.54%（60T），此时吊车负载率为30.18%，随盾体的缓慢竖直，主钩吊装载荷逐渐增大，直至主钩吊装盾体全部重量负荷115T，主钩吊装半径为7m，额定负荷198.8T，吊车负载率57.34%。

辅助副钩：起吊工作半径10m，副钩吊装负荷55T，额定负荷80T，此时吊车负载率为68.75%，随盾体逐渐竖直，副钩吊装载荷逐渐减小，直至为零。

2.2 起重设备说明

根据施工现状选用的SANY公司SCC2500C型履带吊，SCC2500C 250T型履带吊产品介绍说明书的SFH工况，全配重109.2T，主吊钩选用150T钩穿5轮11股绳，副钩选用80T钩穿3轮7股绳。其履带长度9.134m，整机宽度7.681m，吊装时主臂长度19.5m，固定副臂7m。

2.3 盾构机吊装下井流程

履带吊两条履带完全站在经过场地硬化的地面上，靠近吊装口一侧的一条履带距挡墙0.5m，吊装过程中履带吊不行走。吊装盾体工作半径为9m，吊装台车工作半径为14m，吊装盾尾取16m工况。

2.3.1 拖车下井

拖车下井时，用4根钢丝绳连接拖车的四个吊耳，起吊后的拖车保持平稳，按照信号工指挥要求进行转臂、趴臂，到达井口上方后缓慢落钩，将拖车吊装就位，用电瓶车牵引至井内相应位置。依次将6#～1#拖车及桥架吊装下井。

2.3.2 螺旋输送机下井预存

用2根钢丝绳将螺旋输送机吊起，主副钩同时用牵引绳捆绑住螺旋输送机，在下井过程中保持螺旋输送机后端比前端低3.5m（约20°夹角），吊装过程中防止碰撞，下井位置到始发架上后，让螺旋机端头放在管片小车上，然后用手拉葫芦拉向井内拽拉。

2.3.3 中盾下井

中盾在地面完成翻转后，按照信号工指挥要求进行转臂、趴臂，到达井口上方后，地面上的信号工停止指挥，井下信号工指挥履带吊司机缓慢落钩将中盾吊装就位，就位后的中盾用液压千斤顶向后顶推，为前盾下井预留出位置。

2.3.4 前盾下井

前盾在地面完成翻转后，按照信号工指挥要求进行转臂、趴臂，到达井口上方后，地面上的信号工停止指挥，井下信号工指挥履带吊司机缓慢落钩将前盾吊装就位，与中盾进行连接。

2.3.5 刀盘下井

刀盘下井的方式与前盾一样。刀盘在地面完成翻转后，按照信号工指挥要求进行转臂、趴臂，到达井口上方后，地面上的信号工停止指挥，井下信号工指挥履带吊司机缓慢落钩将刀盘吊装就位。

2.3.6 拼装机吊装下井

用4根钢丝绳与拼装机的吊点连接，吊车通过转臂、落钩动作将拼装机吊装下井并与中盾连接。下井过程中用牵引绳与其连接，防止下井过程中发生碰撞。

2.3.7 盾尾吊装下井

用4根钢丝绳与盾尾的吊点连接，吊车通过转臂、落钩动作将盾尾吊装下井，盾尾下井后与中盾保持1m距离，待螺旋输送机安装完成后，再次吊装盾尾与中盾连接。下井过程中用牵引绳与其连接，防止下井过程中发生碰撞。

2.3.8 螺旋输送机的安装

把螺旋输送机推到起吊位置，吊点使用螺旋输送机自带吊耳，起吊螺旋机。在此过程中用手拉葫芦逐渐调整角度，附带两根承重绳，注意保护螺旋输送机端头的电机。由于螺旋机就位时盾构机的主要部件都已安装到指定位置，致使井下作业空间狭小，指挥吊车动作时须事前看准，吊车动作幅度不宜太大，注意与周边部件保持安全距离，避免发生碰撞。将螺旋机缓慢的从拼装机的内圆插入，到一定的吊装位置解掉前吊点，再用两个导链与螺旋输送机前吊点连接，缓慢拉向前盾法兰位置。

把螺旋输送机的法兰和前盾的法兰螺栓孔位及定位销完全对准后，再穿入拉伸预紧螺栓，按拉伸力由低到高分两次预紧螺栓，预紧完毕后，再用液压扭矩扳复紧一遍。

3 施工安全保证措施

3.1 安全组织及生产管理保证措施

根据安全生产管理职责及目标，项目部领导及各部门将认真执行国家、北京市轨道交通建设有关安全生产的法律、法规、文件精神和管理办法，完善各项安全等产管理制度，满足业主的安全管理要求，并由各级组织加以检查、落实。

3.2 人员机械安全技术保证措施

3.2.1 人员资格

特殊作业人员包括吊车驾驶司机、电工、电焊工、信号工等必须进行专业培训，经考试合格后，持证上岗。操作证按时复审，特种作业严格执行各种安全技术操作规程，确保安全施工。

3.2.2 安全技术交底

①吊装前项目技术负责人对施工现场管理人员进行技术交底；

②施工现场管理人员对作业人员进行安全交底；

③每天由施工现场管理人员对全体吊装作业人员进行班前讲话。吊装作业前，项目技术负责人对所有吊装施工人员进行现场交底；

④安全员在明确工作内容后，必须在起吊前先巡视好现场的安全状况，确保安全。存在不安全隐患，决不允许起吊。重大不安全情况要及时报告。

3.2.3 警戒区设置与管理

①采取全封闭的安全警戒线，要有明显的警戒标志。四周必须设置醒目的警示标志，无关人员禁止入内；

②安全警戒区外沿，必须设置安全员，安全员无特殊情况一律在警戒线外进行监控，并戴好安全员袖章；

③起重机回转半径和吊物的下方严禁留人。

3.2.4 吊车安全使用

在严格最终吊车安全使用规章的同时，着重注意以下两方面：

①同种规格钢丝绳应长度一致，以保证四个吊点均匀受力，选用正规大厂家的钢丝绳，并出具合格证。

②同一构件吊装应选用厂家规格相同的卡环，以保证四个吊点均匀受力。

3.3 设备防碰撞安全措施

①设备入井时在设备两侧悬挂溜绳。

②指挥信号工使用清晰的对讲机，井下井上同步指挥，信号要明确。

③司机应注意力高度集中，严格按照规定信号操作，时刻注意操作台上的信号及仪表读数，发现异常立即停车。注意钢绳在滚筒上的排列是否正常，随时注意各转动部位的响声。

④吊装入井时盾构机的重要部位应采取相应的保护措施，保证轻微碰撞不会对机体造成损伤。

4 结束语

目前盾构法施工工艺已成为地铁区间施工中较为通用的工法之一，确保盾构机吊装下井安全已成为盾构法施工的关键前提，在吊装前要结合盾构机型号、项目特点、场地概况等制定切实可行的吊装专项施工方案，严格按照施工工艺要求进行，落实相关安全措施，避免安全事故的发生。