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上海豐悅物流-大件運輸-蘇州盾構機吊裝方案 二維碼
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蘇州軌道交通土建工程Ⅲ-TS-09標
盾構機運輸吊裝方案 編 制： 審 核： 批 準：
上海豐悅物流有限公司 中鐵二局股份有限公司蘇州Ⅲ-TS-09標項目經理部 2016年01月07日
2.2.4運輸過程中注意事項................................................................................. 5 3.4盾構機吊裝作業區域情況.................................................................................... 9 3.4.1北寺塔站盾構吊裝場地及周邊情況............................................................ 9 3.4.2觀前街站盾構吊裝場地及周邊情況............................................................ 9 3.4.3蘇錦村站盾構吊裝場地及周邊情況............................................................ 9 四、盾構吊裝技術工藝及有關計算................................................................................. 10 4.2.1盾構機的前盾、中盾及盾尾起吊用鋼絲繩............................................... 13 4.2.2盾構機的刀盤起吊用鋼絲繩.................................................................... 13 4.2.3后續臺車起吊用鋼絲繩........................................................................... 14 4.3.1盾構機的前盾、中盾、尾盾卸扣的選用................................................... 14 4.3.2盾構機的刀盤卸扣的選用........................................................................ 14 4.4吊裝及拆解作業區域地基承載力的計算............................................................. 15 7.5吊裝作業人員安全保證措施............................................................................... 33 9.1.1應急搶救領導小組.................................................................................. 34 9.1.2領導小組主要職責.................................................................................. 34 9.2應急救援事故的預防與預警............................................................................... 37 9.4應急救援物資與裝備保障.................................................................................. 40 1.1編制依據 （2）《起重機用鋼絲繩檢驗和報廢實用規程》（GB/T5972-2006）； （3）《起重機設計規范》（GB/T3811-2008）； （4）《重要用途鋼絲繩》（GB8918-2006）； （5）《工程建設安裝起重施工規范》（HG20201-2000）； （6）《建筑施工起重吊裝安全技術規范》（JGJ-276-2012） （7）《建設工程安全生產管理條例》（國務院第393號令）； （8）《特種設備安全監察條例》（國務院第549號令）； （9）《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》（建質[2009]87號）； （10）盾構機圖紙資料及始發、接收井現場平面圖、盾構始發井現場勘測資料； （11）大型設備吊裝工程施工工藝標準(SH/T3515-2003)； （12）GMK7450格魯夫450t汽車起重機使用說明書、起重性能表； （13）263-264盾構機設計資料、使用手冊；盾構機圖紙，盾構設備清單； （14）吊裝現場地面強度資料及其它資料； （15）本行業工法及先進成熟的施工技術。 1.2 編制原則 （1）嚴格執行國家和蘇州市有關工程建設的各項政策、規定和要求。 （2）嚴格按照施工組織設計實施，確保實現工期、質量、安全、文明施工等各方面的工程目標。 （3）確保方案安全可行、經濟合理。堅持技術先進性、科學合理性、經濟實用性與實際相結合。根據工程地質、水文地質、地下管線、周邊環境及工期要求等條件制定具有實用性的施工方案。 （4）以確保工期并適當提前為原則，安排施工進度計劃。 （5）以確保質量為目標，選擇專業化的施工隊伍，配合配套的機械設備，采用先進、合理的施工方案。 （6）以確保安全生產、文明施工為原則制定各項措施，嚴格執行操作規程。 （7）以有利于生產、方便生活為目標布置施工總平面圖。 （8）充分考察現場施工環境、妥善處理施工組織與周邊接口問題，安排交通疏導，使得施工對周邊的影響最小化。 （9）采用先進的量測儀器和軟件進行信息化施工和管理，以優化施工工藝、提高效率為原則，降低施工成本。 蘇州市軌道交通3號線工程土建施工項目Ⅲ-TS-09標包含滄浪新城站、寶帶西路站、蘇州火車站站、蘇錦村站～蘇州火車站站區間(簡稱蘇火區間)、蘇州火車站站～北寺塔站區間(簡稱火北區間)、北寺塔站～觀前街站區間(簡稱北觀區間)，共六個主要單位工程。5處聯絡通道，其中2處聯絡通道兼泵房，1處聯絡通道兼風井。聯絡通道采用洞內水平凍結法加固，礦山法施工，復合式襯砌結構。區間隧道工程采用盾構法施工，盾構掘進總里程為5882.897m。盾構隧道采用管片襯砌結構，每環管片數量為6塊，管片厚度350mm，環寬1.2m，采用錯縫拼裝。盾構隧道外徑6.2m，內徑5.5m。本項目投入的小松盾構機及海瑞克盾構機分別編號7號，8號。 2.1區間概況 2.1.1蘇火區間簡介 本區間線路始于蘇錦村站，出站后以半徑350m的曲線下穿廣濟北路電力鋼管桿，側穿蘇錦街道社區服務中心人防及平川路上的陸川橋，下穿朱家河橋，之后以半徑350m的曲線下穿正在施工中蘇站路北城市廣場及地下通道和蘇站北廣場地下空間后到達蘇州火車站。 左右線線路里程為CK8+481.232～CK9+265.703，左線長782.983m，右線長782.296m，總長1565.279m。 區間線路最小曲線半徑350m，左右線路中心距13.0～17.4m。區間線路縱坡為單坡，最大坡度11.423‰。隧道埋深9.8～19.2m，下穿朱家河處埋深為7.4m。 在里程右CK8+905.000設一處聯絡通道。 每環管片數量為6塊，管片厚度350mm，環寬1.2m，采用錯縫拼裝。盾構隧道外徑6.2m，內徑5.5m。 本區間施工籌劃:7號盾構機從蘇錦村站南端盾構井始發，先右線，到達蘇州火車站站后調頭掘進左線，回到蘇錦村站后解體吊出。 2.1.2火北區間簡介 本區間線路始于蘇州火車站站，出站后下穿火車站南廣場地下空間，通過車站風井，下穿北環快速路隧道，向東南方向以半徑500m（右線520m）的曲線依次下穿外城河、平門城墻樓、鐵路新村、桃塢才苑別墅群、西大營住宅樓、蘇州桃花塢木刻軒年畫博物館、蘇州公交公司宿舍樓，之后再以半徑為360m（左線350m）的曲線下穿名人館、官庫巷住宅樓、絲綢博物館、綢緞煉染二廠、桃花塢大街38號商住樓，側穿市保健筑樸園，國保建筑北寺塔等建筑，沿人民路向南，最后到達北寺塔站。 右線線路里程為右CK9+388.703～右CK10+733.001，右線長1344.298m；左線線路里程為左CK9+388.703～左CK10+730.946，左線長1342.205m，左右線總長2686.503m。 區間線路最小曲線半徑350m，左右線路中心距13.0～17.0m。區間線路縱坡呈“V”型，最大坡度25‰。隧道埋深11.3～21.0m。 在里程右CK9+566.240設一處風井兼聯絡通道，在里程右CK9+770.000設一處泵房兼聯絡通道，在里程右CK10+320.000設一處聯絡通道。 本區間施工籌劃：8號盾構機從北寺塔站站北端盾構井始發，先右線，到達蘇州火車站站后調頭掘進左線，回到北寺塔站后解體吊出。 2.1.3北觀區間簡介 本區間線路始于北寺塔站，出站后沿人民路向南，以半徑500m和1000m的曲線沿人民路下穿至觀前街。 區間線路里程為CK10+934.490～CK11+736.471，右線長801.981m，左線長803.090m，左右線總長1605.071m。 區間線路最小曲線半徑500m，左右線路中心距13.0～15.5m。區間線路縱坡呈“V”型，最大坡度22.176‰。隧道埋深9.5～17.7m。 在里程右CK11+290.000設一處聯絡通道兼泵房。 本區間施工籌劃：8號盾構機從北寺塔站南端右線盾構井始發，到達觀前街站后拆裝調至北寺塔組裝掘進左線，到觀前街站后解體吊出。 2.2 盾構機的運輸 2.2.1運輸設備 表2.2.1-1 盾構運輸設備
2.2.2吊裝設備 500噸吊車1臺（型號LTM-1500）,用于雙機抬吊及單機起吊。 130噸吊車1臺（型號TG-1300E）,用于雙機抬吊。 200噸吊機1臺（型號KMM6200），（用于盾構機存放場地車架的吊裝工作） 各吊裝設備檢驗報告詳見附件。 2.2.3運輸路線 為實現貨物安全、及時、經濟、高質量的運至目的地，憑借多年的大件運輸經驗，及對全國各個地區的運輸路線的了解，確定運輸路線。 第一臺海瑞克S641（目前存放在蘇州市吳中區石湖東路），從存放地裝車運輸到北寺塔站北端頭下井，完成北寺塔站到火車站盾構區間施工。 運輸路線：石湖東路→ 東吳南路→ 太湖西路→ 友新高架→ 西環路→ 清塘路→ 平四路→ 人民路→ 北寺塔站。 運輸路線示意圖如圖2.2.3-1所示。
圖2.2.3-1海瑞克盾構機運輸路線圖 第二臺小松50#（目前存放在昆山凱宮機械廠），從存放地運輸到蘇錦村站南端頭吊裝下井完成蘇錦村站到火車站盾構區間施工。 運輸路線：環慶路→S339省道→江浦路→Y015→S312國道→廣濟北路→蘇錦村站。運輸路線示意圖如圖2.2.3-2所示。
2.2.4運輸過程中注意事項 由于盾構機屬于超重、超寬、超高物件在運輸過程中應注意以下幾點： (1)運輸前要對運輸線路認真調查，確定路面硬度、寬度和高度限制對盾構機運輸車輛通過時沒有影響。 (2)盾構機運輸前要與道路交通管理部門取得聯系，請求道路交通管路部門在盾構機運輸時給予車輛引導和交通疏解。 (3)盾構機運輸時要錯開上下班高峰時間，行駛過程中要注意行人、其它車輛的通行安全。 (4)盾構機運輸過程中項目部要安排專職的安全員協助交通管理部門和運輸單位做好盾構機的運輸安全工作。 2.3盾構機概況 本標段采用263和264盾構機施工，盾構機吊裝重量參數見表2.3-1。 表2.3-1 263-264盾構機的主要尺寸及重量
3.1吊裝人員配置表 根據現場施工需要，配置吊裝指揮2名、安全員2名指導吊裝作業；吊車司機、司索工等相關人員具體實施。盾構機組裝人員組成如表3-1所示。吊裝作業過程中起重工配備對講機以及口哨，作為指揮器具。 表3.1-1 盾構機、吊裝、下井及組裝的勞動力配備
現場吊裝起重指揮:王子義 起重指揮證號:滬X032013008354 現場吊裝起重副指揮:林紅平 起重指揮證號:滬X032013008358 500t起重機司機:喬剛 證號:ⅠⅢ30283260 500t起重機司機:李相寬 證號:ⅠⅢ11001716 260t起重機司機:李博 證號:ⅠⅡ10671736 現場吊裝安全員:孫廣路 證號:魯建安C（2015）0800026 現場吊裝安全員:謝忠強 證號:魯建安C（2015）0800224 現場吊裝起重司索工:季明生 起重證號:32010301003804 現場吊裝起重司索工:邱正權 證號:32010020065439 現場吊裝起重司索工:繆山道 證號:32010020065438 操作人員證書詳見附件。 3.2吊裝機具準備 吊裝過程中需要機械、工具和材料，其清單如表3.2-1所示。 表3.2-1 吊裝所需材料機具清單
3.3盾構機吊裝工期籌劃
3.4盾構機吊裝作業區域情況 （1）汽車吊作業區域要求場地平整結實。 （2）汽車吊組裝區域要求地面耐壓不小于20t/m2，尺寸為40m×20m。 （3）整個施工區域要求平整結實，縱向場地坡度≤1°。 （4）施工區域內無影響吊機行走、轉向的障礙物。 （5）施工作業面地下無燃氣、上水管線，地上高、低壓電線。 （6）根據吊裝時間安排，編制工程進度表，特別是天氣問題，盡量安排在晴朗穩定天氣作業。 3.4.1北寺塔站盾構吊裝場地及周邊情況 北寺塔站南、北端頭作為盾構機吊裝場地，其中北端頭吊裝場地寬16.74～23.63m，南端頭吊裝場地寬21.48～36.41m，端頭加固寬7m。吊裝場地硬化采用C30砼加Φ14 單層鋼筋網片，硬化厚度為750px。500t吊車中心距離北端頭吊裝孔7.66m，距離南端頭吊裝孔7.28m。北寺塔站盾構吊裝場地詳見附圖一、二。 北寺塔站北端頭地下管線有一根給水管道，埋深1.5m，距離端頭井10m，西側圍擋外沿街商鋪已拆遷，吊裝區域無其他空中障礙物，東側圍擋外為人民路。南端頭吊裝場地無地下管線，吊裝區域無其他空中障礙物，東側圍擋外為人民路。北寺塔站盾構吊裝周邊環境詳見附圖五、六。 3.4.2觀前街站盾構吊裝場地及周邊情況 觀前街站北端頭作為盾構機吊裝場地，其中北端頭吊裝場地寬29.63～30.46m，端頭加固寬7m。吊裝場地硬化采用C30砼加Φ14 單層鋼筋網片，硬化厚度為750px。500t吊車中心距離北端頭吊裝孔8.04m。觀前街站盾構吊裝場地詳見附圖三。 經核查，觀前街站北端頭吊裝場地內無地下管線，西側圍擋外為沿街5層商鋪不在吊裝作業半徑內，吊裝區域無其他空中障礙物，東側圍擋外為人民路。觀前街站盾構吊裝周邊環境詳見附圖七。 3.4.3蘇錦村站盾構吊裝場地及周邊情況 蘇錦村站南端頭作為盾構機吊裝場地，場地寬20.21～24.95m，端頭加固寬7m。吊裝場地硬化采用C30砼加Φ14 單層鋼筋網片，硬化厚度為750px。500t吊車中心距離北端頭吊裝孔7.26m。蘇錦村站盾構吊裝場地詳見附圖四。 蘇錦村站南端頭地下管線位于結構邊線西側3米之外，包含污水管道、電力電纜、雨水管道、給水管道及煤氣管道，上述管線均在吊裝機械占位之外。場地西側圍擋外為兩層房屋，離結構邊線大于10米，位于吊車作業半徑之外，吊裝區域無其他空中障礙物，東側圍擋外為廣濟北路。蘇錦村站盾構吊裝周邊環境詳見附圖八。 3.5吊裝監測 利用既有的圍護結構監測點進行墻頂水平位移、地表沉降的監測，及時獲取第一手數據，掌握各個吊裝過程中盾構井端頭圍護結構及地表沉降變化情況，通過對監測數據的分析，判斷盾構吊裝對圍護結構影響程度及基坑的安全度，以便指導吊裝進程和吊裝的速度。 表3.5-1監測內容及控制標準表
本標段使用263及264兩種盾構機型號，其中263盾構機功率、尺寸、重量與264盾構機相同，本吊裝方案以263盾構機為例進行吊裝技術方案編制及相關受力驗算。 4.1汽車起重機的驗算 (1)450t液壓式汽車起重機單機作業 盾構機主機各部件中，最重的前盾為110噸，包含吊鉤、索具最大值113t，吊裝半徑范圍10m，采用GMK7450格魯夫450t液壓式汽車起重機進行施工，起重機負重95t，選用20.9m主臂桿，工作半徑10m時，起重能力可達134t（見表4.1-1），大于最大值113t，滿足施工要求。中盾、尾盾、刀盤的重量小于前盾，同樣選用GMK7450格魯夫450t液壓式汽車起重機進行吊裝作業，其機械性能完全能滿足起吊要求，并且在其作業范圍內可保證平穩起吊。 表4.1-1 450噸吊車60米主臂工況額定起重量表（120T 60m）
(2)450t和130t液壓式汽車起重機雙機抬吊 表4.1-2 130噸吊車 主臂工況額定起重量表
采用雙機抬吊，450t汽車式吊機與130t汽車式吊機將構件平衡吊起，構件吊至4～5m高時，130t汽車式吊機緩慢下鉤，使構件自然下垂，此時450t汽車式吊機完全吊穩構件完成吊件翻身。 450t起重機工況：主臂L=20.9m，作業半徑R=10m，額定起重能力134t；130t起重機工況：主臂L=12.5m，作業半徑R=5.5m，額定起重能力87t。雙機抬吊將盾構機從平板車吊至4～5m高度時開始翻身，130t吊車承受最大負荷為吊件總重量的59%，即113×59%=66.67t。包含吊鉤、索具總重為66.67t.雙機抬吊每臺起重機負荷不應超過額定起重能力的80%，則130t起重機允許最大負荷為87×80%=69.6t＞66.67t，滿足施工要求。
圖4.1-1 雙機抬吊剖面圖 4.2吊裝繩索的選用及計算 4.2.1盾構機的前盾、中盾及盾尾起吊用鋼絲繩 盾構機前盾、中盾及盾尾吊裝采用450T吊車和130T吊車雙機抬吊。 450T吊車雙機起吊時鋼絲繩驗算如下： 按盾構機最重的部件前盾（包含吊鉤、索具113t）考慮，高3.0m，直徑6.44m，采用四個吊點，每個吊點為28.25t，選用公稱抗拉強度為1870MPa，D=46mm的6×37+1鋼絲繩雙股兩繩，查資料可知鋼絲繩破斷拉力為312t。安全系數K=312×sinα/28.25=312×sin67°/28.25=10.16,考慮鋼絲繩不均勻系數0.82，安全系數K=10.16×0.82=8.33，符合安全系數8倍的施工要求，滿足施工要求。 130T吊車雙機起吊時鋼絲繩驗算如下： 130t吊車承受最大負荷為吊件總重量的59%，按盾構機最重的部件前盾（包含吊鉤、索具113t）考慮，2個吊點，每個吊點為33.3t，選用公稱抗拉強度為1870MPa，D=46mm的6×37+1鋼絲繩雙股兩繩，查資料可知鋼絲繩破斷拉力為312t。安全系數K=312×sinα/33.3=312×sin87°/33.3=10.3,考慮鋼絲繩不均勻系數0.82，安全系數K=10.3×0.82=8.5，符合安全系數8倍的施工要求，滿足施工要求。 4.2.2盾構機的刀盤起吊用鋼絲繩 刀盤吊裝用450T吊車，刀盤重40t，包含吊鉤、索具43t，高1.65m，直徑6.47m，采用兩個吊點，每個吊點為21.5t。鋼絲繩選用公稱抗拉強度為1870MPa，D=46mm的6×37+1鋼絲繩雙股兩繩，查資料可知鋼絲繩破斷拉力為312t。安全系數K=312×sinα/21.5=312×sin87°/21.5=14.5,考慮鋼絲繩不均勻系數0.82，安全系數K=14.5×0.82=11.9，符合安全系數8倍的施工要求，滿足施工要求。 4.2.3后續臺車起吊用鋼絲繩 臺車吊裝用130T吊車，最重的2#拖車重量為36噸，包含吊鉤、索具39t，采用四個吊點，每個吊點為9.75t。鋼絲繩選用公稱抗拉強度為1870MPa，D=46mm的6×37+1鋼絲繩，查資料可知其破斷拉力為156t。安全系數K=156×sinα/9.75=156×sin56°/9.75=13.2,考慮鋼絲繩不均勻系數0.82，安全系數K=13.2×0.82=10.8，符合安全系數8倍的施工要求，滿足施工要求。 4.3卸扣選用 4.3.1盾構機的前盾、中盾、尾盾卸扣的選用 按盾構機最重的前盾考慮，構件重110t。采用4個吊點，每個吊點為27.5t，選用美式臺型2.5寸卸扣，直徑為69.85mm，卸扣的材料是合金鋼經過鍛造及自調質處理，安全起吊負荷55t，大于27.5t，滿足施工要求。 4.3.2盾構機的刀盤卸扣的選用 盾構機的刀盤重40t，采用兩個吊點，每個吊點為20t，選用美式臺型2.5寸卸扣，直徑為69.85mm，卸扣的材料是合金鋼經過鍛造及自調質處理，安全起吊負荷55t，大于20t，滿足施工要求。 表4.3.2-1盾構機大件重量及吊裝半徑表
4.4吊裝及拆解作業區域地基承載力的計算 （1）450t汽車吊地基承載力計算 盾構機主體吊裝最重為前盾，重量110噸。主要吊裝設備：一臺450t汽車吊，吊車自重215t。吊車起吊地面為：在地表上鋪設20mm厚鋼板，使受力均勻，通過鋼板均勻擴散至深層地基土上。若起吊110t重物地基承載力滿足要求，則其余均滿足。 起吊時地基承載力驗算（按最大件前盾重量110噸計算） 最大荷載F：起重機重量：215t 盾構機前體重量：110t 合 計：325t 汽車吊支腿均勻受力，反力最大值可按下列公式計算： RMax=a×(P+Q) 其中P—吊車自重，Q吊件重量，a—動載系數，按a=1.1計算，得： RMax=1.1×（215+110）×10KN/T =3250KN 吊車承力面積（支腿下鋪墊鋼板，尺寸為6m×2m，） S=4×6×2=48m2。 吊車起吊對場地的均布荷載為：P=RMAX/S =3250KN/48m2=67.7kpa。 考慮安全系數2.5，則最大地基承載力為：67.7×2.5=169.25Pa 吊裝過程中，吊車的四個支腿坐落在端頭硬化的地面上，計算硬化路面的承載力，只要大于169.25KPa即可滿足要求。 車站端頭為吊車站位區域，結構外邊線7m范圍為盾構端頭加固區，加固采用850@600三軸攪拌樁加固施工，經加固的土體具有很好的均質性，自立性，其中28天無側限抗壓強度不小于1.0Mpa。吊裝區域地面硬化采用C30砼加Φ14 單層鋼筋網片，硬化厚度為750px。把吊車所壓的地面面積理想為條形基礎，條形基礎寬4m，長度12m，埋置深度0.3m，通過本標段巖土工程勘察報告得知，地基為粉土層、粘土層和素填土三種土質，通過查巖土工程勘察報告列表，土的重度19.3kN/m3，粘聚力c=66.2kPa，內摩擦角φ=14.7°。根據太沙基極限承載力公式： Pu=0.5Nγ*γ*b+Nc*c+Nq*γ*d γ—地基土的重度，kN/m3； b—基礎的寬度，m； c—地基土的粘聚力，kN/ m3； d—基礎的埋深，m。 Nγ、Nc、Nq—地基承載力系數，是內摩擦角的函數，可以通過查太沙基承載力系數表見表4.4-1所示： 表4.4-1 太沙基地基承載力系數Nγ、Nc、Nq 的數值
根據內摩擦角φ=31.9查表4.4-1得承載力系數Nγ=2.2、Nc=12、Nq=4 代入公式： Pu=0.5×2.2×19.3×4+12×66.2+4×19.3×0.3=902.48Kpa 根據地基極限承載力計算公式，一般安全系數取2-3，在這里取安全系數k=2.5，因此地基的承載力為：fT= Pu/k=902.48/2.5=360.99Kpa 從計算結果得知，硬化750px厚C30混凝土完全可以承受最大承載力。 （2）130t汽車吊雙機抬吊地基承載力計算 盾構機主體吊裝最重為前盾，重量110噸。主要吊裝設備：一臺130t汽車吊，吊車自重69.8t。吊車起吊地面為：在地表上鋪設20mm厚鋼板，使受力均勻，通過鋼板均勻擴散至深層地基土上。若起吊110t重物地基承載力滿足要求，則其余均滿足。 起吊時地基承載力驗算（按最大件前盾重量110噸計算） 最大荷載F：起重機重量：69.8t 盾構機前體重量：110t 合 計：179.8t 汽車吊支腿均勻受力，反力最大值可按下列公式計算： RMax=a×(P+Q) 其中P—吊車自重，Q吊件重量，a—動載系數，按a=1.1計算，得： RMax=1.1×（69.8+110）×10KN/T =1798KN 吊車承力面積（支腿下鋪墊鋼板，尺寸為6m×2m，） S=4×6×2=48m2。 吊車起吊對場地的均布荷載為：P= RMAX/S=1798KN/48m2=37.4kpa。 考慮安全系數2.5，則最大地基承載力為：37.4×2.5=93.5Pa 吊裝過程中，吊車的四個支腿坐落在端頭硬化的地面上，計算硬化路面的承載力，只要大于190.47KPa即可滿足要求。 130t汽車吊吊裝區域地面硬化采用C30砼加Φ14 單層鋼筋網片，硬化厚度為750px。把吊車所壓的地面面積理想為條形基礎，條形基礎寬4m，長度12m，埋置深度0.3m，通過本標段巖土工程勘察報告得知，地基為粉土層、粘土層和素填土三種土質，通過查巖土工程勘察報告列表，土的重度19.3kN/m3，粘聚力c=66.2kPa，內摩擦角φ=14.7°。根據太沙基極限承載力公式： Pu=0.5Nγ*γ*b+Nc*c+Nq*γ*d γ—地基土的重度，kN/m3； b—基礎的寬度，m； c—地基土的粘聚力，kN/ m3； d—基礎的埋深，m。 Nγ、Nc、Nq—地基承載力系數，是內摩擦角的函數，可以通過查太沙基承載力系數表見表4.4-1所示： 根據內摩擦角φ=14.7查表4.4-1得承載力系數Nγ=2.2、Nc=12、Nq=4 代入公式： Pu=0.5×2.2×19.3×4+12×66.2+4×19.3×0.3=902.48Kpa 根據地基極限承載力計算公式，一般安全系數取2-3，在這里取安全系數k=2.5，因此地基的承載力為：fT=Pu/k=902.48/2.5=360.99Kpa 從計算結果得知，硬化750px厚C30混凝土完全可以承受最大承載力。 4.5吊耳計算 前盾、中盾、尾盾起吊吊耳各四個，并關于盾體重心對稱布置，刀盤起吊吊耳兩個，并關于刀盤中心對稱布置，每個吊耳設計載荷40T。根據盾構機重量參數表，盾構機中盾吊耳載荷最大，若中盾吊耳滿足吊裝安全要求，則其他滿足。 吊耳按照盾構機設計圖紙進行加工并確定吊耳焊接位置，具體見圖4.5-1。 圖4.5-1 吊耳布置圖 在起吊過程中吊裝鋼絲繩長度在6米~11米之間，此時吊繩相對吊耳耳板角度為45°~67°之間。簡化的吊耳吊裝受力模型如圖4.5-2所示（F6為6m的鋼絲繩的受力方向，F11為11m的鋼絲繩的受力方向）。
圖4.5-2吊耳受力模型圖 吊裝吊耳按照受力40T，建立1：1吊耳幾何模型。本次使用鋼絲繩長度為6m，分析時耳板受力按照F6建立等效受力模型，并進行有限元分析，如圖4.5-3所示。 吊耳耳板受力結果分析得知吊耳最大等效應力為287MPa，位于筋板附近，屬于典型的應力集中，吊耳耳板的應力均在120MPa以下；焊縫最大應力在45MPa以下，吊耳基體材料為Q345B，材料的屈服強度345MPa，抗拉極限510--600MPa，且焊縫強度大于吊耳材料本身強度，故安全余量充足。
圖4.5-3 吊耳吊裝受力模型圖 考慮吊耳實際受力過程中受力方向相對耳板角度可能在23°~45°之間，所以需進一步分析吊耳受F11時的受力狀態。吊耳受F11時分析結果如圖4.5-4所示。
圖4.5-4 吊耳受力模型圖 分析得出，耳板應力在100MPa以下，焊縫應力在35MPa以下，安全余量充足。 綜合以上分析，吊耳滿足盾體吊裝要求。 每次吊裝前，對吊耳焊接質量做探傷檢測。檢測無誤后方可吊裝。初次吊耳焊接探傷檢測如下圖4.5-5所示。
圖4.5-5 初次吊耳焊接探傷報告 吊耳在盾構機出廠時已按設計焊接好，完全滿足吊裝要求。為確保安全，在吊裝前應再次對吊耳進行如下檢查： （1）吊耳是否完整； （2）工作載荷、廠商標記是否清晰可辨； （3）吊耳是否有變形； （4）是否有機械性損傷，如劃痕，特別是強受力部位； （5）是否有腐蝕； （6）是否有裂紋； （7）焊接部位是否有裂紋或其他損傷。 4.6試吊 （1）空載試驗，檢查吊機運轉情況和各限位開關是否可靠?？蛰d試驗進行如下動作：吊鉤的起升和下降（高、中、低速）及其制動和起升限位；變幅（高、中、低速）及其制動和限位；回轉及其制動。 （2）靜載和動載試驗。根據現場條件，用最重構件中盾進行靜載和動載試吊，按相關作業程序要求綁扎固定好中盾后，緩慢勻速將構件平穩吊離地面約200mm后停止起鉤，懸停5分鐘。仔細檢查起重機主臂、滑輪組、卷揚機構、鋼絲繩、吊鉤、索具等各部有無裂紋、變形、松動以及其它對起重機性能和安全有影響異常情況；檢查起重機力矩限制器工作是否正常；并通過測量儀器進行監測起重機站位承載地基有無沉降、開裂等情況。確定無異常后，對吊物進行起鉤、落鉤、變幅、回轉等動作，注意控制動作加速度和減速度使其在起重機正常工作范圍之內，檢查和靜載相同的項目（動作和地基監測）是否正常，確認無異常后方可開始正式吊裝。 5.1盾構機下井吊裝順序 （1）運輸車輛進場順序： 第一批：六號拖車、五號拖車、四號拖車、三號拖車、二號拖車、一號拖車； 第二批：螺旋機、中盾、前盾、刀盤、管片機總成、尾盾。 （2）盾構機后配套下井步驟： 吊車就位→始發架→電瓶車頭→盾構機六號拖車→盾構機五號拖車→盾構機四號拖車→盾構機三號拖車→盾構機二號拖車→盾構機一號拖車→設備橋。 （3）盾體下井步驟： 螺旋機（重量約27T）→中盾（含推進油缸、支架、重量約105T）→前盾（含主驅動器、重量約110T）→刀盤（重量約40T）→管片機（重量約27.5T）→盾尾（重量約29T）。 （4）主機組裝步驟： 中盾與前盾的組裝→前盾與刀盤的組裝→螺旋機的組裝→盾尾的組裝→設備橋的組裝→后配套與主機的連接。 5.2盾構吊裝及組裝工序 1）吊裝及組裝六節臺車 在始發架上及車站鋪上軌道約110米，鋼軌間距以保證電瓶車和拖車可以在上面順利運行，軌道鋪好后把電瓶車吊下井放在軌道上，為保證拖車順利方便后移提供動力。 考慮到井口的尺寸,第一號拖車～第六號拖車計劃采用130T吊車單機吊裝。臺車的皮帶架和二次通風機及風管在地面按圖紙組裝好，可以前后左右移動。為避免拖車的體積大，在空中的擺渡大、抖動大的問題，用4根長度相等的鋼絲繩將拖車自帶的四個吊耳吊起，在起吊時先試吊一下保證絕對安全才起吊，起吊后的拖車應呈水平狀態，拖車與鋼絲繩線夾角約70°。吊車通過旋轉和起落臂桿緩慢移動到井口，吊車緩慢下鉤，使拖車就位，當拖車與軌道接觸后用電瓶車把它后移到需要的位置，用防滑楔楔住。接著把第五號拖車吊下井，用電瓶車后移到第六號拖車旁的位置并把第五號拖車與第六號拖車用連接桿聯結好，吊入和連接第四號拖車和第三號拖車和第二號拖車及第一號拖車的工序與第五號拖車和第六號拖車一樣。具體吊裝圖如下： |
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