【施工管理】盾构调头专项施工方案.doc

1、工程概况1。1工程概述杭州地铁标盾构工程包括三个盾构区间。三个区间均为地下双线单圆盾构隧道,隧道外径6。2m，内径5.5m，管片厚35cm。为区分盾构掘进情况,根据车站部署及施工产值计划，本标区间按两台盾构机进行盾构施工并编号，分别为号盾构机和*号盾构机。盾构机自A站南端头沿下行线始发,到达B站后解体吊出，再从A站南端头下井第二次始发沿上行线到达B站后解体吊出。盾构机自A站北端头始发，沿上行线到达C站后在站内调头，从南端头下行线二次始发，到达A站解体吊出，然后运至B站南端头井，沿入段线第三次始发到达车辆段明挖区间，在车辆段明挖区间盾构井调头后第四次始发，沿出段线到达B站，完成后解体吊出。线路基本情况见下图盾构施工筹划图.本标段涉及的两次调头均是*盾构机在明挖区间和C站进行。盾构施工筹划图1.2调头环境概述*车辆段明挖区间盾构井尺寸：长28m，宽12。5m，净空8.65m，盾构井为全封闭形式,目前已施工完成。明挖区间全长200m为全封闭且有中隔墙，除盾构主机外其余后配套设备均需在明挖区间以南的U型槽进行调头.各种物资吊放均需在U型槽进行。*标C站已于年月日完成主体结构施工。C站调头井尺寸：长21。2m，宽12。5m，净空高7。16m，中板、顶板接收位置上方设置吊装孔尺寸为5×8m.C站已完成主体结构施工，可利用C站盾构井吊装孔进行盾构机调头、后配套的翻转和接收托架、反力架等材料的下吊.后配套进入下行线的移动需在车站标准段内进行。经现场量测，明挖区间和C站调头井尺寸均满足盾构主机调头所需空间要求。2、编制依据（1）*盾构机图纸及其使用维护技术文件;（2)明挖区间、U型槽及C站结构图纸;(3）托架、变坡轨枕、轨枕支架及反力架等设计图纸；（4）本公司在等城市的盾构调头成功经验.3、调头施工部署3。1调头管理组织机构及职责物资机电部工程技术部综合办公室安质环保部计财部调头作业施工队操作工人总工程师项目经理项目副经理安全总监调头管理组织机构图盾构机调头在项目经理领导下设调头项目小组，具体负责整个接收、调头、检修、拆装以及调试等工作。项目经理全面监管整个调头工作的各个环节，并监督技术及安全负责人的日常工作。技术负责人负责质量控制，安全负责人负责安全监督，以确保优质、安全地展开调头工作。3。2调头施工流程施工准备盾构机进洞的接收及盾构机的拆解盾构机主机调头二次始发反力架安装台车调头平移盾构机的组装及调试盾构始发3。3盾构机主要部件参数明挖区间和C站调头的*盾构机（小松）主要部件尺寸及重量等参数,见下表所示。盾构部件尺寸重量表部件名称外形尺寸（mm）重量(t）部件主要组成盾构主机6340×12554280刀盘、盾体和螺旋输送机等双轨梁(一)13000×990×1843(长×宽×高）3.5梁结构、管系等双轨梁(二）13775×990×1843(长×宽×高）2.5梁结构、管系等皮带机架5100×1100×800（第1节)机架、托锟、驱动锟、驱动设备等1台车8343×3964×4057（长×宽×高)20车架、控制室、注浆装置、管系、电气设备等2台车8880×3964×3786(长×宽×高)17车架、电控柜、注泥设备、管系、电气设备等3台车8880×3964×3677（长×宽×高)21车架、盾尾油脂注入设备、集中润滑油脂注入设备、冷却水设备、液压泵组、管系4台车8880×3920×3677(长×宽×高）18车架、主邮箱、移动电站、液压泵组、管系5#台车8880×3964×4489 （长×宽×高)15车架等3。4工期安排盾构调头施工主要包括盾构机的接收、拆解、主机调头、台车调头、盾构组装及调试等。盾构调头采用主机不拆卸原则，通过千斤顶顶推盾体,使其在盾构井内整体平面旋转或平移.明挖区间200m均为封闭结构，主机调头材料物资等需要从区间南侧U型槽进行,操作相对耗时，计划工期43天；C站可通过盾构井上部吊装孔进行台车吊转，物资下方方便，相对耗时较短，计划工期为28天，详见附表1 明挖区间盾构调头施工工期安排表和附表2C站盾构调头施工工期安排表。3.5调头所需工机具材料准备工机具材料清单序号名称规格单位数量1汽车吊50t/200t台22液压泵站30Mpa台23千斤顶200t台44交流焊机BX1-500台25气体保护焊机NB（KR）-350台26直流焊机ZX7630A台27气割设备套48卷扬机5t台29葫芦5t个410葫芦2t个311葫芦1t个412扳手套213钢板20mm2100*6000块3014H型钢1001005.5*8米7015H型钢200*200*8*12米2016单开道岔38轨 右开套217标签大号袋1018盾尾刷套219卸扣5t个820钢丝绳米1204、盾构机的接收、拆解4.1前期准备（1)清理盾构接收井，在盾构井内铺50mm厚粗砂，找平后在粗砂上面满铺20mm厚钢板。钢板接缝处每隔500mm进行焊接，焊缝长度200mm，焊接完成后打磨至钢板面平齐。（2）测量放好接收托架位置和始发位置,反力架位置.（3)由于盾构井中板下翻梁底面低于接收后的盾构机顶面，故盾构机须在接收后下调高度。首先吊装接收托架至井底,接收托架轨面高度低于设计高度20mm，在满铺钢板与接收架之间采用型钢和钢板垫起，所垫高度根据盾构井满铺钢板后的实际标高决定。（4)接收托架自身采用20H型钢加固与车站主体结构顶死,以避免盾构机进洞时接收托架滑移.4。2盾构到达接收（1）安装洞门密封装置,并在洞门压板上穿钢丝绳，用2t葫芦拉紧。（2)安装接收导轨，调整好接收托架姿态后在顶端加支撑顶,加固托架后在轨道上涂抹润滑油。(3）盾构机进站后，一般还需要安装5-6环管片才能完成区间隧道，同时,随着隧道的贯通,盾构机前方没有了反推力，将会造成管片之间的环缝连接不紧密，容易漏水。因此需在刀盘前方的预定位置设置支挡,以防盾构机刀盘向前滑动，在靠近洞口段10环管片的2点、4点、8点、10点位置,用槽钢焊接拉紧，将管片拉成一个整体，并保证管片间的止水条压缩到位。（4）在盾构机进洞后需在与托架接触位置焊接钢板，防止盾构机扭转。（5）盾构机脱出最后一环后，通过加管片和支撑,一直将盾构机推到刀盘全部伸出托架悬空为止。（6）盾构机安全进洞后，立即对接收托架下面的泥土清理干净。盾构主机接收托架井内布置如下图所示.接收托架井内布置图（单位：mm）4。3盾构主机与后配套台车分离（1）收回所有油缸，确认停机位后，洗净注浆管路,切断电源、关闭油路阀门。清理砂浆罐及台车部位。（2）拆除连接盾构主机和后配套的管线（3）停机前对盾构做全面检查，并记录好需维修部位.做好连接管线的标识，要确保每根管线两端各有一个标识牌。(4)皮带的拆除要兼顾下次始发时的皮带硫化,在磨损严重的接头处进行剖切，注意剖切要整齐。切断皮带后，拆除一号台车前的皮带架.(5）拆除连接桥，并将其吊运至地面。5、盾构主机调头（1）根据AutoCAD软件模拟确定最佳调头路线，确定盾构主机井下旋转、平移路线的关键控制点。（2)在盾体两侧需采用20mm厚钢板焊制4个顶升支座（如下图所示）.前支座距离切开环1000mm，后支座距盾尾4000mm。单个顶升支座采用3块600*570mm150mm弧形钢板焊于盾构机上，支座底部顶升板用1块400*600mm钢板焊接。盾构机顶升支座示意图（单位:mm）（3)在铰接部位沿盾体一周均匀焊接四根50cm长10槽钢，增加盾构主机调头时的整体性。（4)用4台200t千斤顶将盾构整体顶升后拆除托架所有的固定，撤除垫在底部的H型钢垫层.(5)用自制的调头钢板放于托架下方，在调头钢板和井内满铺钢板之间涂抹干黄油，减小滑移时的阻力.(6）在满铺钢板上焊20#H型钢作为千斤顶反力支座,用2台200t千斤顶在托架最佳顶推位置附近顶推托架，使托架平移或旋转，顶推过程中可以在托架和千斤顶之间加设型钢支撑增加千斤顶行程；在顶进一定长度后调整千斤顶反力支座位置，使托架及盾构机按模拟轨迹平移。（7)在盾构机调头期间即可开始盾构机的检修工作。盾构主机调头示意如下图所示。明挖区间 C站盾构主机调头示意图（单位:mm）6、后配套调头盾构机调完头后，即进行后配套调头：（1）撤除接收井口的满铺钢板后,间隔1m架设轨枕支架(马蹬），铺设好洞门到区间或车站内的台车轨道.(2）明挖区间调头时，皮带架及连接桥可通过吊车在U型槽进行翻转后运至出段线盾构井；C站调头可在地面上运至北端下行线盾构井，按照安装方向下井。（3)分离各台车间的连接,在台车中间加两道支撑连接。（4）明挖区间通过电瓶车将台车牵引至U型槽，直接用200t汽车吊进行旋转，完成换线；在C站利用电瓶车将单个台车从隧道内拉至调头井,利用汽车吊通过吊装孔将台车旋转180度后放在上行线轨道上。（5)在C站内，用卷扬机沿上行线将台车牵引入车站内标准段约45m位置，再拉上用钢板垫起的调头平台上。钢板高度略低于台车行驶轨面，通过葫芦将台车斜拉至下行线铺好的轨道上.台车调头示意如下图所示。（6)待逐辆台车完成调头至下行线按顺序排放后，即完成了台车的调头工作。C站台车调头示意图7、反力架安装（1）根据盾构始发施工要求,设计的反力架经过验算能提供18000 kN推力，安全系数为1。5,完全满足盾构始发施工的实际需要.（2）盾构机调头前，测量放线确定反力架立柱的具体位置.（3）利用卷扬机、千斤顶、葫芦以及叉车依次安装反力架各构件,构件之间采用焊接。（4）将反力架立柱、水平撑和斜撑固定在车站底板、侧墙和中板上。安装时反力架与盾构井结构连接部位的间隙要垫实，以保证反力架脚板有足够的抗压强度。(5）由于反力架为盾构始发时提供反推力，在安装反力架时，反力架端面应与始发台轴线垂直,以便盾构轴线与隧道设计轴线保持平行。8、盾构组装、调试8。1台车及皮带架组装拆除台车支撑,连接各节台车之间的拉杆，连接皮带架。主机和后配套的液压部件、电气部件及其相应管线连接。8.2连接管线（1）液压管线连接连接盾壳内和拖车上的液压管线。管路接口处均有2mm的标识牌,绑在管口两头；标识符数字后的A表示油管进口，B表示出口，可参考管路分布图。拆除绑带、封口，严格按图纸和标识连接管路.清洗液压系统。(2）电气线路连接连接盾壳内和拖车上的电气线路。电气部分在装机时已做好充分标识，所以在拆机时不需标识；在此次装机时按标识,并严格按电气图纸连接。8。3调试调试主要内容为：配电系统、液压系统、润滑系统、冷却系统、控制系统、注浆系统以及各种仪表的校正.电气部分运行调试：检查送电检查电机分系统参数设置与试运行整机试运行再次调试。液压部分运行调试：推进和铰接系统螺旋输送机管片安装机管片吊机和拖拉小车泡沫、膨润土系统和刀盘加水注浆系统皮带机等。9、安全保证措施（1)进出洞前对扇型压板和洞门帘布的安装情况进行检查，确保进出洞时洞门处不漏水，并在现场备足水泵、方木、水泥、水玻璃、沙袋等应急抢险物资。(2）盾构机到达始发时配足对讲机，加强地面监测，保持盾构机内外及地面信息畅通.（3）加强托架刚度，特别加强托架受力点处（千斤顶顶推处）的强度，托架底部加焊钢板,加大托架受力面积,保证托架底部平整度，杜绝托架在调头过程中发生变形或其他意外情况(4）盾构调头时加强现场指挥，控制千斤顶速度,并设专人观测盾构机姿态和托架变形情况，一旦出现异样马上停止并查明原因后才能继续施工。（5)钢丝绳、葫芦使用前先进行安全检查.（6）加强调头施工时的消防工作.杜绝因电焊、气割等原因引起的火灾。（7）加强对人员的安全教育及安全交底工作，现场必须有专职安全人员24小时值班。（8）现场人员高处作业时必须拴安全绳，重物起吊必须有专业指挥人员指挥。(9）在盾构机及车架调头时,钢丝绳必须安全可靠，工作范围内人员要有防护，以避免钢丝绳被拉断伤人。10、盾构调头应急处理措施（1）调头托架严重变形：调头过程中监控托架变形情况,出现严重变形时应停止施工，待进行可靠加固后再次调头施工。(2）千斤顶支座变形或焊缝开裂：出现该情况后应停止施工，待加固或重新焊接牢固后进行顶升施工；(3)顶升盾构机头时，盾体不平衡：计算好千斤顶行程，并在顶升过程中控制千斤顶顶出速度。目 录1、工程概况11。1工程概述11.2调头环境概述12、编制依据23、调头施工部署23。1调头管理组织机构及职责23.2调头施工流程33.3盾构机主要部件参数33。4工期安排43。5调头所需工机具材料准备44、盾构机的接收、拆解44.1前期准备44.2盾构到达接收54。3盾构主机与后配套台车分离65、盾构主机调头66、后配套调头87、反力架安装98、盾构组装、调试98.1台车及皮带架组装98.2连接管线98.3调试109、安全保证措施1010、盾构调头应急处理措施11