盾构机吊装施工方案.doc
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南昌市轨道交通2号线青福区间土建工程盾构机吊装安全专项施工方案
南昌市轨道交通二号线青福区间
盾构机吊装安全专项方案
编制:
日期:
审核:
日期:
审批:
日期:
中铁一局集团有限公司
南昌市轨道交通二号线青福区间项目经理部
二零一八年三月
目录
第一章、编制依据与原则 5
1.1编制依据 5
1.2原则 5
第二章、工程概况 6
2.1工程概述 6
2.3盾构机情况概述 7
2.4盾构施工节点计划 错误!
未定义书签。
2.5地质情况概述 8
2.5.1水文地质条件 10
2.5.2工程环境条件 11
1.区间隧道沿线建筑物调查 11
2.区间隧道沿线管线调查 12
2.6场地概述及要求 13
第三章、施工计划 13
3.1施工进度计划 13
3.2施工机具设备计划 14
第四章、盾构机的吊装 14
4.1福州路站(2下)盾构机吊装 14
4.1.1盾构机下井吊装 14
4.3备选方案 17
4.3施工要求和技术保证条件 19
第五章、吊装施工工艺技术 19
5.1技术参数 19
5.1.1吊车选型 19
5.1.2吊耳的选用 20
5.1.2.1盾构机吊耳的选用 20
吊耳承载能力验算 20
5.1.3吊装铁扁担 21
5.1.4吊具选用 22
5.1.4地面荷载计算 24
5.2施工工艺流程 25
5.3施工方法 25
5.3.1施工前准备工作 25
5.3.2试吊装 26
5.3.3盾构件翻身施工现场图片 26
5.4吊装下井工序 27
5.5吊拆工序 34
第六章、260吨履带吊起重机的拆装 37
6.1履带吊概况 37
6.1.1履带吊概况 37
6.1.2主要部件重量 38
6.2风险因素分析及控制措施 39
6.3履带吊安拆准备 40
6.3.1人员准备 40
6.3.2机具设备准备 41
6.3.3培训交底 41
6.3.4施工要求 42
6.4履带吊安装 42
6.4.1施工工艺流程图 42
6.4.2安装步骤及主要技术措施 43
6.4.2.1履带的安装 43
6.4.2.2安装车体配重 43
6.4.2.3安装后部配重 44
6.4.2.4桅杆的安装 44
6.4.3负荷试验 46
6.4.3.2空负荷试验 46
6.4.3.3静负荷试验 46
6.5履带吊拆除 47
6.5.1施工工艺流程图 47
6.5.2拆除步骤及主要技术措施 47
6.5.2.1臂架下放 47
6.5.2.2电气线路的连接与附件的安装 48
6.5.2.3主臂的拆除 48
6.5.2.4桅杆拆除 48
6.5.2.5后部配重拆除 49
6.5.2.6车体配重拆除 49
6.5.2.7履带的拆除 49
6.5.2.8回收机身及其他零件 49
6.6质量措施 49
第七章、安全保证措施及应急预案 50
7.1组织保障 50
7.2安全技术措施 51
7.2.1周边环境及注意事项 51
7.2.2技术措施 53
7.3应急预案 54
7.3.1危险源辨识 54
7.3.2应急救援组织机构 55
7.3.2.1机构设置 55
7.3.2.2应急救援职责 56
7.3.3应急响应及报告制度 57
7.3.4应急预案的培训与演练 59
7.3.5应急抢险资源配置 59
7.3.6安全事故应急救援措施 60
7.3.6.1起重机倾覆、吊钩脱落、钢丝绳断裂吊装物散落事故应急处理 60
7.3.6.2施工现场急救概念和急救步骤 61
7.4监测监控 63
第八章、劳动力计划 64
8.1专职生产管理人员及责任分工 64
8.1特殊工种清单 64
附表二:
400吨吊车参数表 66
附表三:
220吨吊车参数表 67
附表四:
130吨吊车参数表 67
附表六:
260T吊车资料 68
第一章、编制依据与原则
1.1编制依据
1、南昌市轨道交通二号线土建工程青山路口站~福州路站区间相关设计图纸及要求。
2、南昌市轨道交通二号线土建工程青山路口站~福州路站区间岩土工程勘察报告。
3、《中华人民共和国道路运输条例》(2004年7月1日起施行);
4、《道路大型物件运输管理办法》(交公路发【1995】1154号文);
5、《超限运输车辆行驶公路管理规定》(中华人民共和国交通部令2000年第2号文);
6、《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》建质[2009]87号
7、《工程测量规范》GB50026-2007;
8、《起重机安全规程》GB6067-85;
9、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011;
10、《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2012;
11、《建筑施工起重吊装安全技术规范》JGJ_276-2012;
12、《履带式起重机安全技术操作规程》DLT5248-2010;
13、《南昌市建设施工现场安全标准化管理文件汇编》;
14、《重要用途钢丝绳》GB8918-2006;
15、盾构机相关图纸及吊装清单。
16、260吨履带吊、400吨汽车吊、220吨汽车吊、130吨汽车吊使用说明书及其性能参数。
17、施工场地平面布置图。
18、本单位承接类似工程施工的实际施工经验。
19、适用于本工程的标准、规范、规程及江西省、南昌市有关安全、质量、工程验收等方面的标准、法规文件。
1.2原则
1、贯彻“安全第一、质量第一”的总体原则
2、坚持“统筹规划、流水作业”的施工原则。
3、有利于安全生产、文明施工、节约用地和环境保护。
4、坚持执行设计文件、技术规范和标准的要求,正确选择施工方案,实行全面质量管理措施。
5、坚持优化技术方案和推广应用“四新”成果的原则,在施工中发扬创新精神,以科技为先导,应用新技术、新材料、新工艺、新设备,积极寻求全方位的合理化建议,对技术方案进行不断的优化。
第二章、工程概况
2.1工程概述
青山路口站~福州路站区间设计起于福州路站,线路沿八一大道向北推进,途经南京西路路口,下穿物资大楼,至阳明路与八一大道交叉口处进入青山路口站。
地势平坦,地面主要为混凝土路面、沥青路面、绿化带及高楼等,地下管线沿道路两侧分部密集。
区间隧道覆土厚度约为9.80~12.50m。
左线起迄里程ZDK37+191.509~ZDK37+686.946(长链13.497m),区间长度510.852m;右线起迄里程YDK37+143.109~YDK37+686.946,区间长度545.736m。
2.1.1青~福区间
青~福区间始发段线路沿线地面高程为20.1~20.8m,接收段线路沿线地面高程为20.5~22.0m。
区间线路最小转弯半径为300m,盾构始发段存在半径1000m的曲线段,盾构接收段存在半径300m的曲线段。
2.2盾构施工总体筹划
施工组织总体安排:
2.3盾构机情况概述
本工程隧道采用中铁建装备盾构机进行施工。
本工程选用的盾构机是一台中铁建装备一台海瑞克盾构机土压平衡盾构机。
主其各部件尺寸及重量如下:
表1.1:
海瑞克S-540盾构机尺寸重量表
序号
名称
数量
尺寸(m)
重量(吨)
备注
1
刀盘
1
直径6.28×高1.52
53
2
前盾
1
直径6.25×高2.11
92
汽车吊吊装时拆除3个电机重量控制在83吨以下;履带吊吊装时拆出油缸一个重量控制在90吨.
3
中盾
1
直径6.24×高2.58
90
汽车吊吊装时拆除3个电机重量控制在83吨以下.
4
盾尾
1
直径6.24×高3.605
32
5
螺旋输送机
1
长12.3×宽1.2×高1.3
27
6
管片拼装机
1
长5×宽4.2×高4
27
7
桥架
1
长12.9×宽5×高3.5
22
8
管片输送小车
1
长6×宽1.6×高0.6
7
9
尾架
1
长5.7×宽4.7×高3.8
17
10
一号台车
1
长11.8×宽5×高4
29
11
二号台车
1
长10.8×宽5.1×高3.8
42
12
三号台车
1
长10.3×宽4.7×高3.8
28
13
四号台车
1
长10.3×宽4.7×高3.8
29
14
五号台车
1
长9.6×宽4.7×高3.8
23
合计
14
约518
表1.2:
中铁装备134盾构机尺寸重量表
序号
名称
数量
外形尺寸(长*宽*高)
重量(吨)
备注
1
刀盘
1
Φ6.28*1.603m(2.5m)
53
2
前盾
1
Φ6.25*2.078m
110
汽车吊吊装时拆除8个电机、人仓,重量控制在83吨以下;
3
中盾
1
Φ6.24*2.806m
110
汽车吊吊装时拆除10个油缸重量控制在83吨以下;
4
盾尾
1
Φ6.23*3.89m
32
5
拼装机
1
5.195*5.048*3.6m
20
6
设备桥
1
13.611*4.985*4.904m
15
7
喂片机
1
5.22*1.66*0.545m
3
8
一号台车
1
9.35*4.705*3.924
22
9
二号台车
1
12.124*4.51*3.924
35
10
三号台车
1
9.992*4.44*3.924m
21
11
四号台车
1
9.992*4.605*3.924m
25
12
五号台车
1
9.992*4.1*3.924m
18
13
六号台车
1
6.4*4.1*3.924m
13
14
通风系统
1
散件
3.5
15
螺旋输送机一级
1
12.756*0.88*0.88m
22
16
螺旋输送机二级
1
7.591*0.88*0.88m
13
合计
16
515.5
2.4地质情况概述
根据工程地质断面图青山路口站~福州路站区间隧道洞身结构范围内岩土层依次为砂砾层<3-6>、圆砾层<3-7>,围岩等级为Ⅵ级。
表1-2隧道围岩分级及岩土施工工程分级表
土层编号及
岩土名称
主要工程地质特征
隧道围岩分级
岩土施工分级
等级
分类
<1-1>杂填土<1-2>素填土
主要由粉质粘土和中细砂组成,未经碾压处理,均一性差。
Ⅵ
Ⅰ
松土
<3-1>粉质粘土
成份主要以粉粘粒为主,软可塑状
Ⅵ
Ⅱ
普通土
<3-3>细砂
稍密~中密,饱和,成分主要为石英、长石、砂岩及硅质岩
Ⅵ
Ⅰ
松土
<3-4>中砂
中密,饱和,成分主要为石英、长石、砂岩及硅质岩,含有砾石
Ⅵ
Ⅰ
松土
<3-5>粗砂
中密,饱和,成分主要为石英、长石、砂岩及硅质岩,含有砾石
Ⅵ
Ⅰ
松土
<3-6>砾砂
稍密~中密,颗粒粒径以0.2~2cm,含量20~35%,最大粒径4~6cm,含量5~15%,填充中粗砂
Ⅵ
Ⅰ
松土
<3-7>圆砾
饱和,中密~密实,级配一般,砾石母岩成分以石英质岩、砂岩为主,粒径一般2~30mm含量约50~70%,磨圆度好,间隙由中、粗、砾砂充填,偶夹粘土薄层。
Ⅵ
Ⅲ
硬土
<5-1-1>强风化泥质粉砂岩
风化强烈,岩石组织结构已大部分破坏,呈半岩半土状、泥状,遇水易软化。
Ⅴ
Ⅲ
硬土
<5-1-2>中风化泥质粉砂岩
原岩风化较剧烈,岩石组织结构部分破坏,粉砂状结构,层状构造,泥质或钙质胶结,岩质较软,遇水易软化。
Ⅳ
Ⅳ
软质岩
图1-2:
青~福盾构区间隧道洞身地层统计
2.5.1水文地质条件
(1)地下水类型与地下水位埋深
本区间地貌上属于河流侵蚀地貌,地势平坦宽广,揭露第四系地层为人工填土层、全新统冲积层、上更新统冲积层,基岩为第三系泥质粉砂岩、砂砾岩及少量泥岩。
地下水位的变化受地形地貌和地下水补给来源等因素控制。
根据地质勘察报告可知,在钻孔内测得地下水位8.9~9.7m,高程17.9~22.1m。
地下水主要接受大气降水垂直补给和赣江水体的侧向补给,受人为开采影响较小。
赣江是江西省第一大河流,流经南昌市区,最后注入鄱阳湖,全长827km,总流域面积8.3万km2,在八一桥下游分为北支、中支、南支三支,浅滩较多。
赣江汛期一般为4~6月份,受长江水位影响,水位涨落历时长,8月以后,水位开始缓慢消退。
10月至翌年3月为枯水期,枯水期持续时间长,据外洲水文站资料,赣江最高洪水位高程25.13m,最低水位13.50m(2007年),最大洪峰流量21200m3/s(1982年6月20日),最枯流量172m3/s,最大流速2.53m/s。
随着两岸标准堤防的建成,岸线受到堤塘的限制,目前岸线已经基本趋于稳定。
拟建的区间隧道距赣江约380~900m。
根据本区间沿线地下水赋存条件、含水介质及水力特征分析,地下水主要有三种基本类型,分别为人工填土层上层滞水、第四系松散层孔隙水和基岩裂隙水。
①人工填土层上层滞水:
根据区域经验,该层地下水多分布于上部人工填土层中,分布极不均匀,无连续水位面,水位变化比较大,受地表水影响极大。
②第四系松散层孔隙水:
主要赋存于第四系全新统、上更新统砂砾石层中。
沿线分布的砂砾石层一般为稍密~中密,饱和,属于富水地层,具有透水性强的特征,且与地表水水力联系十分密切。
砂砾石层主要被人工填土层及粉质黏土覆盖,局部地段被淤泥质粉质黏土覆盖,地下水具微承压性。
(2)地下水水质
地下水对混凝土结构具均为微腐蚀性。
地下水在长期浸水及干湿交替的情况下对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。
(3)各类地下水的补、迳、排条件及相互间关系
①上层滞水主要接受大气降雨入渗补给,水位随气候变化大。
赣江洪水期间会对该层地下水形成局部返补
②孔隙水与赣江地表水体呈互为补排关系,连通性好。
平水季节及枯水季节地下水补给地表水,地下水向赣江排泄;汛期赣江水位上涨,地表水体返补给地下水。
2.5.2工程环境条件
1.区间隧道沿线建筑物调查
表1-3区间隧道沿线建筑物调查情况表
序号
风险点位置
风险点基本状况描述
风险点与隧道关系
建议处理措施
备注
名称
结构形式
基础形式
平面关系
剖面关系
工法
1
青山路口站~福州路站
福州路地下通道
箱涵框架结构
底板基础
上、下行线均下穿
基底标高14.7m
盾构
施工过程中进行动态监测
2
青山路口站~福州路站
江西省医学科学研究院
钢混结构8层
预制方桩基础
距隧道外边线3.6m
桩径0.35×0.35m,桩长10m左右
盾构
施工过程中进行动态监测
3
青山路口站~福州路站
南大眼科医院
钢混结构12层
钻孔灌注桩基础
距隧道外边线3.2m
桩径0.8×1.6m,桩长18.5m左右
盾构
施工过程中进行动态监测
4
青山路口站~福州路站
中医院门诊部
砖石混合结构6层
人工挖孔灌注桩基础
距隧道外边线5.3m
桩径0.9×1.5m,桩长8m左右
盾构
施工过程中进行动态监测
5
青山路口站~福州路站
物质交易中心主楼
砖石混合结构16层
箱型基础
距隧道外边线1.26m
基底标高14.7m
盾构
施工过程中进行动态监测
6
青山路口站~福州路站
物质交易中心北侧楼
砖石混合结构4层
打入式灌注桩基础
下行线穿越
桩长8m
盾构
施工过程中进行动态监测
7
青山路口站~福州路站
物质交易中心南侧楼
砖石混合结构4层
打入式灌注桩基础
距隧道外边线6.65m
桩长8m
盾构
施工过程中进行动态监测
2.区间隧道沿线管线调查
区间位于城市市区,沿线主要存在的管线有市政污水,煤气、自来水、通信、上水、雨水、电力电缆等管线。
2.6场地概述及要求
顶板吊装,顶板的承载能力需总包和设计沟通,计算,采取的措施要有有详细的计算书。
采用40cm厚C30砼,中间铺设双层网片,260吨履带吊工作需要场地面积:
40米×18米。
400吨需要场地面积:
22米×14米,220吨需要场地面积:
18米×12米,130吨需要场地面积:
16米×11米。
第三章、施工计划
3.1施工进度计划
本标段盾构机4次吊装下井,4次吊装上井,以1台盾构井下井、上井为例,下井工期为4天,上井工期为4天,海瑞克盾构机采用普通260吨履带吊,中铁装备盾构机采用加强版260吨履带吊。
开始吊装时间暂定为2018年5月底:
表3-1盾构机下井吊装顺序安排
序号
盾构吊装作业内容
起重设备
备选设备
1
6#--3#台车下井吊装
260吨履带吊
130吨汽车吊
2
2#--1#台车、桥架、螺旋机下井吊装
260吨履带吊
220吨汽车吊
3
中盾、前盾下井吊装
260吨履带吊
400吨汽车吊、130吨汽车吊
4
拼装机、尾盾下井螺旋机吊装,刀盘
260吨履带吊
130吨汽车吊、220吨汽车吊(螺旋机单车吊装)
表3-2盾构机上井吊装顺序安排
序号
盾构吊装作业内容
起重设备
备注
1
螺旋机吊装、尾盾、拼装机上井吊装
260吨履带吊
130吨汽车吊、220吨汽车吊(螺旋机单车吊装)
2
刀盘、中盾、前盾上井吊装
260吨履带吊
400吨汽车吊、130吨汽车吊
3
螺旋机、桥架、台车1-2#
260吨履带吊
220吨汽车吊
4
台车3-6#
260吨履带吊
130吨汽车吊
3.2施工机具设备计划
表3-3吊装盾构机时,施工机具设备见下表:
序号
机具设备
吊装内容
数量
1
260吨履带吊
前盾、中盾、尾盾、刀盘、台车、拼装机、中心平台、桥架、螺旋机及大件翻身。
1台
2
400吨汽车吊
前盾、中盾
1台
3
220吨汽车吊
刀盘、2#台车
1台
4
130吨汽车吊
其他台车及中前盾翻身,尾盾翻身
1台
5
6×37+1钢丝绳
用于海瑞克中盾、前盾的吊装、翻身,抗拉强度为170kg/mm2的Φ/65mm,长度为9m
2对
6
6×37+1钢丝绳
用于刀盘、盾尾吊装,抗拉强度为170kg/mm2的Φ47.5mm,长度为9m
1对
7
6×37+1钢丝绳
用于台车、其它构件吊装,抗拉强度为170kg/mm2的Φ34.5mm,长度为9m
3对
8
55t卸扣
用于中盾、前盾、刀盘的吊装
4只
9
35t卸扣
中盾、前盾、翻身
4只
10
25t卸扣
用于台车的吊装
4只
11
17t卸扣
用于台车的吊装
4只
第四章、盾构机的吊装
4.1福州路站(2下)盾构机吊装
4.1.1盾构机下井吊装
Ø台车下井:
1、260吨履带吊吊装台车站位场地需清理并进行水泥硬化处理尺寸为:
40米×18米。
2、台车最重为42吨,采用1台260吨履带吊吊装下井,工作半径为12米,臂长:
21m主臂+7m副臂,有效起重量为91吨,额定重量的80%计算,可以吊装72.8吨,可以满足要求;当选用加强版260吨履带吊吊装时,工作半径12米,臂长:
19m主臂+7m副臂,有效起重量为125吨,额定重量80%计算,可以吊装100吨,可以满足吊装要求。
3、钢丝绳选用:
2号台车采用直径为34.5mm、长9m的3对,卸扣选用:
25吨的卸扣4个。
其他30吨以下的台车采用直径为34.5mm、长9m的2对,卸扣选用:
17吨的卸扣4个。
福州路站场地平面布置图
福州路站盾构机台车下井平面布置图
盾构机台车下井立面图
Ø盾构机大件下井:
1)海瑞克盾构机前盾最重为92吨,采用1台普通版260吨履带吊吊装下井,工作半径为10米,臂长:
21m主臂+7m副臂,有效起重量为119吨,额定重量的80%计算,可以吊装95.2吨,吊装时拆除电机1个,重量控制在90吨以下,可以满足要求;
2)中铁装备盾构机前盾最重为110吨,选用一台加强版260吨履带吊吊装时,起重作业半径为10m,臂长为19m主臂+7m副臂,主钩有效起重量为166.2T,按额定重量的80%计算为132.96吨,吊索具重量为5吨,盾体最重为110吨,可以满足要求。
3)盾构机翻身过程:
260吨履带吊主钩先将盾构部件单独从运输车吊至地面后落稳,将260吨履带吊副钩的钢丝绳挂在盾构件上,副钩缓慢下降,主钩缓慢上升,最终将盾构件竖直吊起。
履带吊主副钩复合吊装作业时按平稳、同步、协调的原则进行。
4)钢丝绳选用:
盾构机采用直径为65mm、长6m的4根,直径为47.5mm长6米的2对,刀盘采用直径为56mm、长6m的4根。
卸扣选用:
55吨的卸扣10个,刀盘卸扣选用:
55吨的卸扣2个。
福州路站左线、右线盾构机大件卸车图
福州路站左线、右线盾构机大件翻身图
福州路站左线、右线盾构机大件下井图
盾构机大件吊装立面图
4.3备选方案
Ø盾构机台车吊装:
1、2#台车最重为42吨,采用1台220吨汽车吊吊装,工作半径为11米,臂长:
26.7米,有效起重量为54T,额定重量的80%计算,可以吊装43.2吨;满足吊装要求。
其他30吨以下的台车,采用1台130吨汽车吊吊装,工作半径为11米,臂长:
25.1米,有效起重量为40.75T,额定重量的80%计算,可以吊装32.6吨;满足吊装要求。
福州路站盾构机台车吊装平面图
盾构机台车下井立面图
Ø盾构机大件吊装:
1)盾构机翻身:
400吨汽车吊车,起重作业半径为10m,臂长15米,有效起重量为110吨,按额定重量的80%计算为88吨,130吨汽车吊车,起重作业半径为7m,臂长16.9米,有效起重量为66T,按额定重量的80%计算为52吨,盾体最重110吨,可以满足吊装要求。
2)下井、上井过程:
用400吨汽车吊,起重作业半径为10m以内,臂长15米,有效起重量为110吨,按额定重量的80%计算为88吨,吊索具重量为4吨,前盾最重拆除电机8个、人仓,中盾最重拆除油缸10个,重量控制在83吨以下,可以满足吊装要求。
福州路站盾构机大件翻身图
福州路站盾构机大件下井图
4.3施工要求和技术保证条件
吊装中铁装备盾构机采用壹台260吨履带吊(备选400吨汽车吊)进行吊装。
吊装的难度在于本标段场地相对狭窄,吊车的站位区域选择小。
地基的载荷能力必须满足吊车的承重需要。
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,因此,在吊装实施过程中吊装单位及现场安装人员应严密配合、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,坚决做到精心组织、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。
第五章、吊装施工工艺技术
5.1技术参数
该盾构机尺寸大,重量较重,盾构机需要分件吊装。
通过施工工艺、工序、经济性分析,在满足施工技术的要求,又满足经济的需要的条件下,选用260吨履带吊作吊装设备,吊装盾构机构件(如前盾、中盾、刀盘、尾盾,其他构件如螺旋机、拼装机、台车、进
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