盾构机组装方案-十六局

中铁十六局集团有限公司穗莞深城际轨道SZH-3标 明挖段盾构组装方案

目 录

1、工程概况 ................................................................. 1 2、编制依据 ................................................................. 1 3、施工准备 ................................................................. 1 3.1吊装机具准备 ............................................................ 1 3.2技术准备 ................................................................ 1 3.3现场准备 ................................................................ 2 4、组装顺序 ................................................................. 4 4.1 组装顺序 ................................................................ 4 4.2具体吊装过程和图示如下： ................................................ 5 5 、盾构机各种尺寸 ......................................................... 18 6、吊机参数 ................................................................ 18 6.1 履带吊机250吨参数 ..................................................... 18 6.2 QY80吨汽车吊参数 ..................................................... 20 7、盾构机及其后配套系统的拼装连接 .......................................... 23 7.1 盾构机及其后配套的销子连接 ............................................. 23 7.2 盾构机及其后配套的螺栓连接 ............................................. 24 7.3 盾构机及其后配套的焊接连接 ............................................. 24 8、现场组织机构 ............................................................ 28 9、组装施工机具使用计划 ..................................................... 2 10、组装劳动力使用计划 ...................................................... 3 11、安全保障措施 ........................................................... 29 11.1安全管理目标 .......................................................... 29 11.2吊装作业风险评价 ...................................................... 29 11.3.事故预防处理对策表 .................................................... 30 11.4安全保证措施 .......................................................... 30 11.5事故应急处理措施 ...................................................... 31

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1、工程概况

穗莞深城际轨道SZH-3标位于虎门镇，里程DK51+610.7～DK54+500区间隧道，整个隧道位于捷南路正下方，埋深4～16米，采用盾构法施工，盾构机从明挖段里程DK54+500始发，沿捷南路由南向北掘进，途径小捷滘新村、小捷滘桥、创丰大厦到达商贸城站结束，隧道全长2.9公里。采用日本奥村组∮8.81米土压平衡盾构机施工，预制管片外径8.5米，内径7.7米，宽度1.6米。盾构机下井位于明挖段里程DK54+500处的端头井内组装，盾构机吊装孔为16米X10米，下井深度为13.5米，盾构机分别从左线和右线组装。

由于盾构机最大单件重量较重，考虑到主驱动最重152吨，台车最长为7.7米,宽度为5.2米，结合其余部分的结构及尺寸，吊距半径最少在7米范围内，我部依照美国350T履带吊、250T履带吊和QY80T汽车吊（配合履带吊）参数进行方案设计。其组装工程直接关系本项目工程的进展，为保证组装工程顺利实施特编制此技术方案。施工平面图（见附件1）

2、编制依据

1、穗莞深SZH-3标盾构施工现场设计资料； 2、奥村土压平衡盾构机相关资料； 3、现场施工设计资料；

4、《起重机械安全规程》GB6067-85 5、《起重吊运指挥信号》GB50825-85

6、《大型设备吊装工程施工工艺标准》SH/T3515-2003 7、350吨、250吨履带吊参数表和QY80t汽车吊参数表 8、《大型设备吊装管理标准》Q/CNPC-YGSG 326.12-2002 9、《金属管道焊接工艺》ISBN-111-15390-1

3、施工准备

3.1吊装机具准备

① 吊装吊车要进行必要的保养，并且应具有出厂合格证和具有技术质量监督局颁发的特种设备检验报告。

② 吊装钢丝绳、卸扣必须具有出厂合格证。 ③ 吊耳必须焊接牢固、可靠。 3.2技术准备

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① 熟悉盾构机图纸和相关资料，编制切实可行的施工方案。 ② 详细向施工班组进行吊装技术和安全交底。 3.3组装前准备 3.3.1现场准备

① 现场必须清理出足够的组装场地、吊车行走和作业空间，吊车行走和作业区间的场地必须平整、坚实，地耐力>70Kpa ，满足吊车行走和吊装需要；

② 盾构机其他部件卸车时尽量减少对刀盘焊接过程的影响； ③ 主吊车的停放位置以满足起吊刀盘和各盾体块为主；

④ 盾构机进场前，堆放及组装场地应提前做好风、水、电的配备； ⑤ 盾构机进场前，装机所需的小型设备、工具、材料准备齐全。 ⑥对盾体上所有吊耳进行探伤检测，确保达到一级焊缝。 3.3.2组装施工机具使用计划

盾构机组装主要施工机具清单

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 名称 350t履带吊 250t履带吊 80t汽车吊 卸扣 卸扣 卸扣 卸扣 钢丝绳 钢丝绳 钢丝绳 钢丝绳 钢板 道木 空压机 气动扳手 扭力扳手 扭力扳手 扭力扳手 扭力扳手 规格型号 4600S-5 SXC2500 QY80K 85t 65t 32t 18t φ75mm×36m φ65 φ32 φ22.5 δ=40mm 220×220×3000 0.9m/min 500kg?m 6-30 kg?m 28-76 kg?m 75-200 kg?m 180-300 kg?m 3单位 台 台 台 个 个 个 个 36米/付 6米/付 9米/付 9米/付 m 根 台 套 套 套 套 套 第2 页

2数量 1 1 1 4 4 4 4 2 4 6 4 60 30 1 1 1 1 1 1 备注 主吊 配合主吊车 配合主吊车 主要连接件 主要连接件 主要连接件 主要连接件 主吊绳索 辅吊绳索 辅吊绳索 辅吊绳索 履带吊路基 吊车支垫 气动扳手动力 紧固螺栓 紧固螺栓 紧固螺栓 紧固螺栓 紧固螺栓 中铁十六局集团有限公司穗莞深城际轨道SZH-3标 明挖段盾构组装方案

20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 开口扳手 开口扳手 活动扳手 直流电焊机 直流电焊机 CO2气体焊 交流电焊机 液压泵站 液压千斤顶 液压千斤顶 手摇液压千斤顶 手摇液压千斤顶 手摇液压千斤顶 手动葫芦 手动葫芦 手动葫芦 砂轮机 气割 兆欧表 万用表 钢板尺 卷尺 安全带 手电筒 13、17、19、22 32、36、41、46 各种常用规格 Z×5-500 Z×3-400 B×3-500 100吨 100T 50T 1.5T 3T 5T 5T 3T 1.5T 0.5米 5米 套 套 套 台 台 台 套 台 台 台 台 台 个 个 个 台 套 只 只 把 把 条 把 各4套 各3套 各2套 2 3 3 1 2 2 1 1 1 2 4 10 1 10 2 4 5 10 10 5 紧固螺栓 紧固螺栓 紧固螺栓 盾构机焊接 盾构机焊接 刀盘焊接 其他部位焊接 千斤顶动力源 3.3.3组装劳动力使用计划 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 工种 起重工 司 机 信号（指挥）工 吊装管理人员 电焊工 电 工 机械工 普 工 人数 8 4 4 4 6 4 8 16 备 注 设备吊装 吊车操作 指挥吊装 技术、施工及现场协调管理 进行盾构机组装焊接 组装盾构机电器设备 进行盾构机组装螺栓连接 辅助组装盾构机 第3 页

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9 10 奥村技术人员 组装管路人员 4 4 盾构机组装技术指导 技术、施工及现场协调管理 3.3.4 材料计划 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 材料名称 托 架 反力架 方 木 钢丝绳 钢丝绳 卡环 卡环 卡环 钢板 H型钢 规格型号 15米×6.5米×1.07米 9.8米×8.7米×1.55米 0.2米×0.2米×0.4米 ￠18×9米 ￠12×9米 40t 20t 18t H200 数量 1套 1套 50块 4付 2付 4付 4个 4个 2吨 10吨 备注 3.3.5 施工进度计划（见附件2） 4、组装顺序

4.1 组装顺序

组装顺序严格按照盾构机组装次序依次进行，盾构机主要部件吊装顺序如下： （1）在明挖段矩形隧道内铺设轨距分别为0.97米和3.7米的P43钢轨，采用10mm的钢板连接钢轨，铺设130米长。

（2）利用80吨汽车吊把每节台车组装成整体，通过汽车平板车运输到出台口位置，按照台车顺序，先把45吨电瓶车吊入矩形段0.9米的钢轨上，启动电瓶车行至隧道内，开始利用250吨履带吊把第一节台车吊入矩形段内的钢轨上，固定好，利用电瓶车把台车运至到指定地点，然后固定台车，用同样办法把第二节台车、第三节台车??第九节台车运至指定位置。

（3） 根据底板标高安装托架，当盾构机安放在托架时盾构机中心标高要比隧道中心标高高5cm，采用10mm的槽钢及20mm钢板加固托架，托架两侧铺设走台板。

（4）根据盾构机各部分的尺寸及重量，选择350吨履带吊机，首先确定A环距洞门外墙面2.4米处托架上的位置，在根据A环长度确定B环位置，在A环前端位置焊接挡块，

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利用350吨吊车分别把A环、B环下半部分放入托架上，用12根10.9级M30×150螺栓连接A、B环，先由人工上紧，再利用液压扳手加紧螺栓扭矩，扭矩控制在450KN/mm，最后A、B环外缘进行焊缝连接，焊缝要确保平稳光滑焊接，不能出现漏焊现象。

（5）主驱动最重152t, 利用350吨履带吊、250吨履带吊把主驱动翻身，根据吊机有关参数，350吨履带吊、250吨履带吊分别吊住主驱动两个吊耳下井，安放到A环、B环下半部分的上方固定。

（6）用350吨履带吊和80吨汽车吊分别将A环、B环上半部分翻身，下井，安放在A、B环下半部分的上面合适的位置，采用18根M30×115的螺栓与A环连接。把A环、B环上下两部分用螺栓M42的连接，A、B环上部分利用12根M30×150的螺栓连接，在把A环上半部分与主驱动采用18根M30×115的螺栓连接，同样利用液压扳手加大扭矩，不得小于450KN/mm,并对焊缝进行连续平滑焊接。

（7）同样办法把C环上下两部分进行螺栓连接并焊接好，在BC环之间安装密封条，利用液压千斤顶使B环与C环利用20个铰接油缸连接在一起。

（8）把D环下半部分吊入井下托架上，C环与D环下半部分用固定螺栓进行连接，再对焊缝进行焊接。在C环主梁上安装拼装机下面的导向轨滚轮，对拼装机进行翻身吊入井下固定安装，将C环其他轨道轮安装固定。

(9) 在C环上安装管片运输葫芦大梁，把螺旋机插入AB环与B环采用48根M36×120的螺栓连接好，安装作业平台，再把D环上部分和D环下部分用固定螺栓连接并进行焊缝焊接，对CD环进行焊缝焊接。

⑨ 安装反力架固定，并把牵引梁和1号台车连接。

⑩ 刀盘利用350吨履带吊和250吨履带吊进行翻身，每台吊车采用2根￠65的钢丝绳分别卡在刀盘吊耳上，刀盘离地后，慢慢调正，最终用250吨吊机把整个刀盘吊起，慢慢转身吊入井下，采用80根M42×135的螺栓直接安装在主驱动上。把管线、油管连接好，整机组装完毕，最后进行盾构机调试。 4.2具体吊装过程和图示如下：

（1）把45吨电瓶车及九节台车从出土口放入明挖段矩形隧道内。

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（2） 根据托架高度，提前在底板安装好预埋件，确定托架位置，利用250吨履带吊把托架吊入端头井，履带吊前端与钻孔桩上方的轨道梁接触，距主体结构0.5米，见下图：

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托架安装加固

托架

（3） 利用350吨履带吊机分别把A环、B环下半部分放入托架上，固定A环下半部分，用千斤顶移动B环下半部分，采用12根M30×150的螺栓连接，对A、B环之间的焊缝进行焊接。

A环下部分安装

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B环下部分安装

（4） 安装主驱动，利用250吨履带吊、300吨汽车吊进行翻身，之后用250吨履带吊和300吨汽车吊把主驱动安放到AB环下半部的上面，主驱动与A环下半部分采用18根M30×115 的螺栓连接。

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主驱动翻身下井

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主驱动安装

（5）利用350吨履带吊把A环上半部吊起，吊入井下与托架上A环下半部用68根M30×120的螺栓连接， A环上半部分与主驱动采用18根M30×115的螺栓连接，对A上下两部分的焊缝进行焊接。同样办法， 安装B环上半部分，与B环下半部分用40根M30×120的螺栓连接，在与A环上半部分用12根M30×150的螺栓连接，对B环上下两部分及AB环之间的焊缝进行堆焊。

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A环上部分安装

B环上部分安装

（6）把C环下半部分安放到托架上，把C环上半部分翻身吊入井下与C环下半部分用40

根M30×130的螺栓连接并对焊缝进行焊接；在B环与C环之间安装密封条，利用B环15根铰接油缸与C环连接。

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C环下半部分安装

C环上半部分安装

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B环与C环之间采用铰接油缸链接

（6）把D环下半部分安放到托架上与C环下半部分螺栓连接并焊接，在C环上安装拼装机导向轮，用250吨履带吊把拼装机翻身安装在C环拼装机导向轮上，并固定其他几个导向轮，在C环主梁上安装管片运输葫芦的大梁，再安装拼装平台，最后利用250吨吊机把螺旋输送机从拼装机内部插入盾体，采用48根M36×120的螺栓与B环法兰连接。

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D环下半部分安装

拼装机安装

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6.2 250t履带吊性能表

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6.3 QY80吨汽车吊参数

6.4吊装计算及起升净距分析 6.4.1绳索计算

（1）吊车在主驱动下井时，选用Ф75mm×36m的钢丝绳一对，将腰挂于钩上，共4

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个头进行吊装，Ф75mm钢丝绳的破断力F为282t，对φ75钢丝绳校核计算如下：

n＝F×N÷G

n —— φ75钢丝绳安全系数。 N —— 钢丝绳根数。

G —— 最大起吊货物重量，本吊装工程最大单件货物主驱动重量为152t。 将上述数值代入公式可得：

9°073R2180002730

n＝282×4×cos4.5°/152＝7.3＞6。

故φ75mm钢丝绳符合起重规范要求，φ75mm钢丝绳对于本吊装工程是安全的。 （2）同样的公式计算刀盘最重110吨，选用Ф75mm×36m的钢丝绳一对，将腰挂于钩上，共4个头进行吊装，Ф75mm钢丝绳的破断力为282t。

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14°180004357R4357

n＝282×4×cos7°/110＝10＞6。

故φ75mm钢丝绳符合起重规范要求，φ75mm钢丝绳对于本吊装工程是安全的。 （3）经过计算，盾体其他部件使用Φ52×30.5m,Φ28×10m，Φ36.5×20m的钢丝绳吊装。 6.4.2吊装校核

吊装时采用350T履带吊机为主吊车，以250T履带吊机为辅吊车也足够符合起重规范要求，对于本吊装工程是安全的。

7、盾构机及其后配套系统的拼装连接

盾构机及其后配套系统的组装由日本奥村技术人员作现场技术指导，具体施工由我部施工人员进行。根据盾构机及其后配套系统各组成部分的功能和使用要求，其拼装连接方式也不尽相同，对于本工程来说主要有三种连接方式，一是销子连接，二是螺栓连接，三是焊接连接。

7.1 盾构机及其后配套的销子连接

牵引梁与盾体的连接采用销子连接，牵引梁、台车与台车之间的连接也采用销子连接。销子连接结构简单，操作方便，连接可靠，并且连接件之间允许有一定量的位移，此种连接对盾构机的转弯及上下坡较为合适。

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7.2 盾构机及其后配套的螺栓连接

螺栓主要有预紧和防松的功能，螺栓连接在盾构机及其后配套设备组装中用的较多。A环、B环、AB环之间的连接、刀盘与主驱动、主驱动与盾体的连接、后配套系统钢构件的连接以及后配套系统上的机电设备安装等均采用螺栓连接。

需要螺栓连接的各部件先用定位销将其定位，再用相应的螺栓进行连接。螺栓用快速气动（或手动）扳手进行预紧，然后用扭力扳手将螺栓逐个紧固，当紧固达到该螺栓预定力矩时，扭力扳手会发出“啪”的响声，说明该螺栓已紧固到预定力矩，然后再进行下一个螺栓的紧固，以此类推，直至将需要紧固的螺栓全部紧固完毕。 7.3 盾构机及其后配套的焊接连接

焊接连接具有结构强度高（接头能达到与母材同等强度），整体性好，接头密封性好等优点。本工程A环、B环、C环、D环、AB环、CD环之间的连接均采用焊接连接，焊接方式为直流电弧焊。 7.3.1 焊接工艺

盾构机及其后配套设备组装焊接工艺严格按照国家焊接规范进行施工。 7.3.2 准备工作

1、在焊缝区域（焊缝及周围25毫米区域）铁屑、铁锈、油污、油漆、及其他会对焊接质量造成负面影响的物质必须在焊接前被及时去除。

2、在没有充分准备和安排的情况下不允许焊接。

3、在点焊和焊接前焊缝区域必须进行干燥，以确保焊缝和焊槽上的水气都完全挥发。 4、为确保焊接的正常进行，防止阴雨天气等情况对焊接工期造成影响，须在焊接区域搭建临时帐篷。刀盘焊接时，在地面端头井附近找一块平地，根据刀盘尺寸，找八点，测出标高，根据标高，焊接八个立柱，利用吊机把刀盘拼放到立柱上，在刀盘上分别找A1、A2、A3、A4、B1、B2、B3、B4共计八个点使两块刀盘处在同一平面上，刀盘焊接区搭建临时帐篷；

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附件：2 盾构机存放场地布置

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附件:3施工进度计划

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