盾构机吊装技术与风险控制

盾构机吊装技术与风险控制

1张日良,2杨聪怀

中船重型装备有限公司， 广东 广州 511470

摘要：在应用盾构法施工时，需根据现场工程条件做合理的技术优化，把控好盾构法应用全流程中的各项细节，加强安全管控和质量管控，以便施工的顺利进行。为此，必须加强对盾构法的分析，明确技术要点，做到有效施工。

关键词：盾构机；吊装技术；风险控制

中图分类号：U455

文献标识码：A

引言

盾构机在吊装过程中，往往极易潜在着一定风险因素，若不加以控制或预防，则必然会引发较为严重的安全事故问题，不仅会造成严重的人员伤害，且会对整个项目工程造成更多负面影响，故本文主要探讨盾构机吊装的有效风险控制，便于今后能够积极落实盾构机吊装过程中的风险管控，仅供业内参考。

1盾构吊装前准备工作

①认真学习设备拆装技术要求、施工图纸，并组织作业人员了解设备吊装（拆）的程序及工艺，作业前进行技术及安全交底。②提前设计好盾构组装方案，安装工作人员根据此方案对现场进行施工，并且需要对工作环境以及道路设施、电源和照明系统进行全方位检查，并根据规定对施工测量现场的净空尺寸和极限尺寸进行预估，结果表明极限尺寸达到了相关标准。③起重设备安全装置、机械性能需要满足设备吊装要求；核对设备主要部件的起吊就位半径尺寸，满足设备起吊的技术要求。④对设备以及部件的质量进行检查，具体包括它们是否具有裂纹、扭曲以及破损和缺陷等，这些设备和部件需要达到相关标准要求，发现问题要及时采取处理措施。⑤根据设备起吊程序提前选择合适的起吊钢丝绳及卸扣。吊装（拆）前，检查起重机保养维修记录，选定能够符合起吊能力的设备。⑥为了保证传输信号的准确性，需要建立精准便捷的传播方式，例如，指挥人员可以采用对讲机的方式与起重机司机进行沟通交流。⑦起重机进场后，由安全、机械等专业人员对钢丝绳、卸扣等吊装设备、工具进行详细检查，确认合格后方可使用。⑧现场根据平面布置图划定设备临时存放场地，设置安全警示标志，专人负责进场设备管理。⑨盾构吊拆前由专业焊工焊接吊耳，吊耳材质采用Q355B钢板，焊缝经专业探伤合格后方可实施吊装作业。⑩设备在吊装（拆）的过程中，由具有丰富经验的机械工程师、电气工程师、电焊工、司索工、起重指挥、起重机司机、安全员等组成。所有特种作业人员必须持证上岗。为了进一步监测竖井结构的收敛状态，需要在始发井（到达井）口履带吊站位附近的框梁上进行监测，并布置三个监测点，而且也需要观察地表沉降情况，并把四个监测点放在履带吊工作区。

2盾构机吊装工艺

2.1前盾中盾吊装下井

盾体包括前盾、中盾、尾盾，提前吊装中盾下井、然后吊装前盾和尾盾，因盾体水平放置在平板车上运输，吊装下井前需先将盾体竖立，再吊放下井就位，故需用履带吊将盾体进行翻身操作。采用履带吊主臂与副臂配合翻身，主钩上挂4根长度L=6m的6×37-φ60mm-1770MPa的钢丝绳、4个55t弓形卸扣用于盾体翻身和下井，副钩上挂2根长度L=6m的6×37-φ60mm-1770MPa的钢丝绳、2个55t弓形卸扣用于盾体翻身。在盾体翻身前先对设备内部进行检查，确保其内部无零散件。

中盾重量为100t，在地面上首先进行翻身，合理利用疏散履带，并将回转半径内地面和井下工作人员吊起，还可以利用履带把回转、变幅等动作吊起，并将中盾准备好，进一步调整盾体方位，安全平稳地放到井下基座上。中盾放到基座上后，为了使以后的工作顺利开展，为盾体提供足够的吊装空间，可以在盾体两边进行焊接，安装牛腿，基座上同样可以焊接活动牛腿，然后再利用100t千斤顶把盾体推到合理的工作位置。

前盾重量为98t，吊装时采用4根L=6m的6×37-φ60mm-1770MPa的钢丝绳、4个55t弓形卸扣进行吊装，合理利用疏散履带，并将回转半径内地面和井下工作人员吊起，还可以利用履带把回转、变幅等动作吊起，并将中盾准备好，进一步调整盾体方位，放到井下基座上并与中盾进行组装。前盾与中盾组装完后，为了使以后的工作顺利开展，为刀盘提供足够的吊装空间，可以在盾体两边进行焊接，安装牛腿，基座上同样可以焊接活动牛腿，然后再利用100t千斤顶把盾体推到合理的工作位置。

2.2吊装安全技术

①对安装人员的要求：参加安装的人员必须经过专业培训和考核，持有效的操作证上岗；安装人员严格按安装方案和操作规程中的有关规定、程序进行安装；安装作业人员严格遵守施工现场安全生产的有关制度，正确使用劳动保护用品。②安装过程中的安全要求：安装区域设立警戒区，派专人进行值班。必须在班组长的统一指挥下进行，专职安全员必须在场监控设备安装全过程。③索具挂扣合理、牢固，保证起吊作业过程中不滑扣、不脱扣。④盾构机吊装司索工及起重指挥都要持证上岗，严禁无证乱操作、乱指挥，起重机进场后都要进行司机及起重指挥人员的入场教育，统一思想、统一认识、统一指挥方式。起重机司索工及起重指挥应尽量保持人员的固定，如因其它原因需要调换人员，必须经盾构施工队队长同意，更换同等水平或更高水平持证人员上岗，上岗前重新教育。对危险性较大的工序，必须选用有经验的起重机司机和起重指挥人。

2.3盾构吊装要点

①试吊要求，起吊大型重吨位物件时，必须先试吊，离地不高于0.5m，经检查确认稳妥，并用揽风绳牵住吊物保持平稳，方可指挥起吊运行。大型物件及分段翻身吊运前，应划出警戒区，检查各点受力情况及吊耳的焊接质量，并经试吊，确认安全可靠，方可指挥起吊翻身。②地面监测，盾构吊装（拆）作业区主要集中在盾构井端头区域，吊装（拆）期间应加强对盾构井端头周边环境监测。盾构吊装（拆）主要在起重机履带四周地面布设4个地面沉降监测点，在盾构井围护结构挡土墙上布置3个水平位移兼沉降监测点。

2.4洞门密封装置的安装

在盾构始发时，将洞门密封装置设置到位，避免浆液经由缝隙处流出。洞门密封采用帘布橡胶材料，要求其在硬度、整体性等方面均达到要求。提前加工帘布橡胶的螺栓孔，依次将帘布橡胶板、圆环板、扇形压板、防翻板安装到位，检查各装置的安装位置和稳定程度，均要无误。在外围刀盘和帘布橡胶板外侧涂抹润滑油，此举有利于盾构机刀盘的顺畅运行，防止刀盘刮破帘布橡胶板。盾尾通过后，随即安排壁后注浆，通过浆液的注入增强稳固性；对开挖面加压，盾构机掘进，逐步进入土压平衡模式。

2.5掘进控制措施

1）掘进需穿越加固区时，刀盘和螺旋输送机的扭矩均较大，不利于刀盘的正常运转，为此加强对各项关键参数的控制，例如，推进速度15mm/min以内，刀盘转速0.75~0.8r/min。2）刀盘破土时，原本的土压平衡模式不复存在，取而代之的是非土压平衡模式，此时现场作业条件更为特殊，必须由专员加强对洞口的观察，视实际情况采取针对性的控制措施。破土时，推进速度放慢至8~12mm/min，此外，适度降低刀盘转速和推进油缸压力。3）盾构机接收指的是刀盘破土至到达接收架的阶段，由推进系统负责推进作业，此阶段速度稳定在60~80mm/min。

结束语

综上所述，盾构法因具有安全可靠、效率高等特点而在地铁隧道工程中取得广泛的应用，本文阐述了地铁隧道盾构施工技术应用要点，同时充分关注盾构始发与到达掘进控制两大环节，考虑到其特殊性，提出相应的掘进控制措施。在盾构施工技术的妥善应用下，各项工作能够有效开展，取得突出的应用效果，由此说明该工程采用的盾构施工技术具有可行性，可供类似工程参考。

参考文献：

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[３]黄志新，康晓亮.盾构吊装技术与安全风险控制[J].工程机械与维修，2019（02）：110-112.