轨道交通盾构机安装、拆除安全专项施工方案12.26资料.doc

成都轨道交通18号线土建4标 盾构机安装、拆除安全专项施工方案目 录1编制依据及目的11.1编制依据11.2编制目的12工程简介12.1 工程概况12.2水文地质概况22.2 施工总体筹划42.3 盾构吊装情况52.4 盾构机部件尺寸重量情况53 吊装作业场地准备和条件73.1兴隆站、中间风井吊装现场情况73.2吊装场地现场情况及加固措施93.3 承载力验算104吊装设备和吊具的选择124.1 QUY450履带起重机负荷计算和选择124.2钢丝绳的选择134.3 卸扣选用144.4盾尾翻身验算154.5吊耳选择与焊接165. 盾构机吊装下井方案175.1 设备、材料和应急物资的准备175.2 盾构吊装施工人员配备195.3 吊装前技术交底205.4 盾构机吊装井下准备工作流程255.5 下井吊装作业时间安排265.6 下井吊装作业流程275.7 盾构机具体吊装实施过程305.8 盾构机管线连接及调试385.9 调试395.10 吊装与盾构机验收396. 盾构机解体、吊出方案426.1 设备、材料和应急物资的准备426.2 吊装前施工人员准备426.3 安全技术交底426.4 管线标识426.5 盾构机的拆卸426.6 盾构机的吊装457盾构机拆、吊过程中危险源辨识及应对措施467.1危险源辨识467.2盾构机吊、拆装安全技术保证措施488安全管理体系538.1 安全生产总目标538.2安全组织机构538.3安全生产保证体系559应急救援预案569.1应急组织机构及职责569.2应急程序589.3通信599.4事故应急救援措施609.5善后处置609.6各类事故的预防6010附件63 成都轨道交通18号线工程土建4标 盾构机安装、拆除安全专项施工方案1编制依据及目的1.1编制依据(1)危险性较大的分部分项工程安全管理办法（建质200987号）；(2)完善施工现场管理人员配备的实施意见（成建委2008101号）；(3)成都地铁建设工程重大危险源安全管理办法（成地铁建201224号）；(4) 盾构机设计加工图纸，盾构机设备装箱清单；(5) 成都市及成都地铁有限责任公司有关规定及要求；(6) 成都轨道交通18号线土建4标盾构区间施工组织设计；(7)大型设备吊装工程施工工艺标准SH/T3515-2003；(8)起重工操作规程SYB-4112-80；(9)大型设备吊装管理标准Q/CNPC-YGS G326.12-2002；(10)履带起重机安全操作规程；(11) 钢丝绳国家标准GB8918-2006；(12)起重机用钢丝绳检验和报废使用规范GB/T5972-2006；(13)施工现场临时用电安全技术规范JGJ46-2006；(14) 国家和行业现行的其他技术标准和施工及验收规范；(15) 盾构机吊装场地现场勘察情况；(16)中华人民共和国特种设备安全法； (17)危险性较大工程安全专项施工方案编制及专家论证审查办法（建质2004213号）； （18）QUY450履带吊技术参数说明书。1.2编制目的通过编制此方案，指导展开盾构机的吊入、吊出工作，确保安全顺利完成盾构机吊装任务。2工程简介2.1 工程概况成都轨道交通18号线土建4标【兴隆站天府新站】盾构区间位于龙泉山脉以东，合江镇镇区东北面，太和路西侧，区间起讫里程为YCK34+052.350YCK38+575.000，全长4522.650双线延米。线路出兴隆站后，由西向偏东方向沿规划路敷设，沿线依次下穿红星路南延线、鹿溪河桥、成自泸高速等道路桥梁，区间两侧主要为现状农田、林地，山头较多，地形起伏大，最大高差40m。本标段盾构区间由兴隆站中间风井、中间风井天府新站两部分组成，相应附属工程含8个洞门、1个中间风井、6个联络通道，其中2号和4号联络通道兼泵房。图2-1 盾构区间线路走势图 2.2水文地质概况（1）穿越地层地质情况根据招标文件，结合实地踏勘调查，盾构全断面穿越中风化泥岩地层，如下：图2-2 盾构区间地质纵断面图表2-1 隧道穿越地层统计表区间名称线路里程围岩分类长度（m）隧道通过的岩土层 兴隆站中间风井左线ZCK34+052.350ZCK36+262.906IV2222全断面通过层右线YCK34+052.350YCK36+262.906IV2210全断面通过层中间风井天府新站左线ZCK36+329.915ZCK38+575.000IV2283全断面通过层右线YCK36+329.915YCK38+575.000IV2289全断面通过层（2）气候情况工程区属中亚热带湿润气候区，四季分明，气候温和，雨量充沛，夏无酷暑，冬少严寒。多年平均气温16.2C，极端最高气温38.3C，极端最低气温5.9C；多年平均降雨量947.0mm，年降雨日104天，最大日降雨量195.2mm，降雨主要集中在59月，占全年的84.1%；多年平均蒸发量1020.5mm；多年平均相对湿度82%；多年平均日照时间1228.3h；多年平均风速1.35m/s，最大风速14.8m/s，极大风速27.4m/s（1961年6月21日），主导风向NNE。（3）水文情况成都轨道交通18号线流经的河流主要有府河、鹿溪河、东风渠、绛溪河，以及农田灌溉沟渠、鱼塘、堰塘，上述地表河流均属川西平原岷江水系，具丰富的地表径流，是本地区地下水与地表水之间相互转换的主要途径和渠道。沿线流经市区河流段落，已受到人为改造，河床深度、流量以及洪水位等均已受到人为控制。 地表水本段无大河流经，地表水主要为池塘、水库蓄水及溪流、沟渠流水。 地下水根据成都区域水文地质资料及地下水的赋存条件，地下水主要有三种类型：一是赋存于填土层的上层滞水，二是分布于砂土、卵石土层之中的孔隙水，三是基岩裂隙水。上层滞水主要赋存于黏土层之上的人工填土层中，大气降水、沟渠和附近居民的生活用水为其主要补给源。水量、水位变化大，且不稳定。本段场地砂土、卵石土仅在局部场地分布，层厚较小，大气降水、沟渠和河流为孔隙水的主要补给源。基岩裂隙水富存于白垩系下统天马山组-侏罗系上统蓬莱镇组泥岩、砂岩的风化带裂隙中，含水层透水性及富水性差，水量贫乏。由于其涌水量相对小，对地下工程基本无影响。2.2 施工总体筹划 兴隆站至中间风井左/右线由铁建重工DL280、DL281始发掘进至中间风井西端头接收。中间风井至天府新站左/右线由铁建重工DZ276、DZ277始发掘进至天府新站接收。盾构区间工筹计划如下所示。表2-2 隧道穿越地层统计表序号线路长度（m）始发时间到达时间1兴隆站中间风井左线22222017/5/152018/7/52兴隆站中间风井右线22102017/6/152018/8/33中间风井天府新站左线22832017/4/152018/6/174中间风井天府新站右线22892017/5/152018/7/18备注：本区间全为低瓦斯隧道，月进尺按160m考虑。图2-2 盾构区间工筹计划图2.3 盾构吊装情况本标段共采用4台盾构进行掘进施工。两台（DL280、DL281）在兴隆站东端头下井吊装，中间风井西端头接收并吊出。两台(DZ276、DZ277)在中间风井东端头下井吊装，天府新站接收并吊出。2.4 盾构机部件尺寸重量情况本标段使用的DZ276、DZ277、DL280、DL281盾构机为相同型号的铁建重工盾构机。该型盾构机主要部件参数如表2-3所示。表2-3 盾构机主要部件参数表名称位置长（mm）1%宽（mm）1%高（mm）1%单重（t）总重（t）刀盘刀盘中间块861059451800109约139上边块6500235089015下边块6500235089015主驱动600060003200110约110前中盾上部59806340269095约360左部59806340269085右部59806340269085下部61805300242067H架40604850105025尾盾上部43806110163020约80左部43806110151020右部43806110151020下部43805510119020螺旋输送机162002700170047约47管片拼装机托梁86853360315045约100移动回转61005000300045平台散件-5管片吊机6100210016009.3约10连接桥连接桥主体165752870300014约38上部前平台*2721016153002上部后平台*2732516153002底部平台*2115105800196041号拖车左框架113601580320014约50右框架95801580320017中间框架10220234020052号拖车左框架123001580300017约59右框架123001580300025中间框架10220234020053号拖车左框架123001580300012约46右框架123001580300015中间框架102202340200124号拖车左框架112001580300014约39右框架112001580300020中间框架10620234020055号拖车左框架112001580300020约50右框架112001580300015中间框架106202340200156号拖车左框架11200158030008约35右框架11200158030008中间框架10300194020047号拖车左框架82001580320014约30右框架82001580320014中间框架2000234020023 吊装作业场地准备和条件3.1兴隆站、中间风井吊装现场情况3.1.1吊装作业场地要求(1)吊装场地地基承载力满足吊装要求，场地地面保证平整结实，无坡度，并在履带吊下放置钢板。(2)施工前必须在井口四周安装固定防护栏。(3)满足吊装设备行走、转向界限要求。(4)吊装时进行盾构井结构及周边地面沉降监测，及时采集沉降数据。(5)吊装场地夜间照明充足。3.1.2兴隆站吊装场地现场情况(1)兴隆站盾构吊装井尺寸均为15m*9.5m，由于始发端头有三根管线，将采用加固保护措施。因此履带吊站于盾构吊装井两侧，吊装范围无地下管线，场地满足QUY450履带吊展开工作面的条件。(2)吊装场地进行压实，并采用钢筋混凝土进行硬化。(3)吊装时履带吊临近基坑一侧履带压在冠梁上，竖向荷载通过冠梁传递到围护桩上；另一侧履带下增设三根1200的摩擦桩，桩间距4m。(4) 盾构在吊装时，采用QUY450吨履带吊，旋转半径为12m，臂长36m时最大起重量为190t，满足盾构机最大件起重量。图3-1 兴隆站侧面吊装吊车站位示意图图3-2 兴隆站现状图3.1.3中间风井吊装场地现场情况(1)中间风井盾构吊装井尺寸均为15m*9.5m，履带吊站于盾构吊装井端头，吊装范围无地下管线，场地满足QUY450履带吊展开工作面的条件。(2)吊装场地进行压实，并采用钢筋混凝土进行硬化。(3)吊装时履带吊临近基坑一侧履带压在冠梁上，竖向荷载通过冠梁传递到围护桩上；另一侧履带下增设三根1200的摩擦桩，桩间距4m。 （4）盾构在吊装时，采用QUY450履带吊，旋转半径为12m，臂长36m时最大起重量为190t，满足盾构机最大件起重量。图3-3 中间风井履带吊站位示意图图3-4 中间风井现状图3.2吊装场地现场情况及加固措施履带吊自重415t，单边履带宽度1.5m，长度11.552m，两条履带外缘相距9.7m。在每个盾构吊装井履带吊站位处13*12m范围内加设钢筋砼持力层，钢筋采用25，间距200mm*200mm，双排双向布置。混凝土标号为C35厚度400mm。起吊时履带垫一层钢板（钢板尺寸12m2m，厚度30mm）。图3-5 兴隆站吊装场地加固示意图图3-6 中间风井吊装场地加固示意图吊装场地布置详见附图一：盾构吊装场地平面布置图。3.3 承载力验算3.3.1桩基承载力验算1、 已知条件盾构吊装采用450t履带吊，吊车自重415t，盾构机吊装最重部件为刀盘约重139t，吊具2.5t。盾构井摩擦桩桩端岩石承载力特征值为5.2（详见兴隆龙泉山(进口)区间岩土工程勘察报告）。2、地基承载力计算 式中：作用于桩基承台顶面的竖向力（KN）; 桩基承台自重及承台上土自重标准值（KN）; 轴心竖向力作用下任一单桩的竖向力（KN）; N 桩基中的桩数。式中：单桩竖向承载力特征值； 桩端岩石承载力特征值； 桩底端横截面面积；由上可得地基承载力满足要求。3.3.2地基承载力验算 1、已知条件根据成都轨道交通18号线土建4标区间兴隆龙泉山(进口)区间岩土工程勘察报告中地层描述：粉质粘土（可塑）无侧向抗压强度qu=145kPa中密卵石无侧向抗压强度为qu=600kPa强风化泥岩无侧向抗压强度为qu=300kPa2、地基承载力计算吊装时，两履带下面分别铺设厚30mm的钢板（钢板尺寸12m2m），钢板下满铺细砂，通过此方式使吊车履带受力均匀，并将荷载均匀扩散至地基上，避免地基集中受力。450t吊车自重G1=415t，盾构最重部件重G2=139t,吊具重G3=2.5t；吊车的两个履带中轴线距离B=8.4m，吊装作业半径R=12m；按最不利荷载考虑，当吊臂以12m半径从履带一侧起吊盾体时，一侧履带的最大反力可根据力矩平衡原理来计算：Pmax= (G1+G2+G3)/2+ (G2+G3)R /B =(415+139+2.5)/2+(139+2.5)12/8.4=480.39t履带下受力扩散面积按履带下面钢板的面积进行计算，受力面积S=2*12*2=48m2钢板按照刚性体进行全面积扩散荷载：qumax=Pmax/S =480.3910/48=100.08kPa安全系数考虑1.2后单位面积地基受力=100.081.2=120.096kPa即吊装场地地基承载力需大于120.096kpa方能满足吊装需要。根据地质勘察报告，该场地在承载力最小地层为粉质粘土（可塑）层，其地基承载力为145kPa120.096kPa，满足承载力的要求。4吊装设备和吊具的选择4.1 QUY450履带起重机负荷计算和选择盾构刀盘重量为139t。因此选用盾构机以刀盘吊装为计算依据。(1)基本参数：最大重量G139t。(2)求实际最大吊装重量G实G实 K1(Gg)1.1(1392.5)155.65t式中：G前体重量（t）；K1动载系数，取1.1（倍）；g吊钩重量与索卡具重量之和。因此，此次最大吊装重量G实155.65t(3) QUY450履带式起重机复核计算根据QUY450履带式起重机吊装技术参数，结合实际吊装重量G实，以及吊车臂长36m，最大工作半径计算：5.5m（吊车回转中心线距履带边线）+1.5m（履带边线到盾构井边缘）+4.5m（盾体中心到盾构井边缘），吊装距离L=5.5+1.5+4.5=11.5m，取12m计算，吊装重量为190t。大于实际吊装重量155.65t。理论计算QUY450盾履带吊车能够满足吊装要求，吊装施工应严格按照QUY450履带吊操作规程进行吊装。(4) 选用一台QUY450臂长36m履带吊为吊装设备满足施工需求，其性能如表4-1所示。表4-1 QUY-450履带起重机基本型主臂性能表臂长(m)幅度(m)24303642485460667278846450736036083203203209280280280275272102402402402402402351122021521521521220520019012190190190190190185180170165141601601551521501501501401351251001613213213212612512512211511511592181101101101101071031021001009885209796959292929086858280228582828080807875747370247272707070706864636026656562626262605756522860575655555551504530555250505050474540344342424240403734383635353535333226423030282827252246252423232017502019181614541614131158121210962987倍率21821421321121121028282725184.2钢丝绳的选择主吊索钢丝绳选择盾构机尾盾为4个吊点，主吊索钢丝绳采用长12m，对折两股使用；刀盘为2个吊点，主吊索钢丝绳长采用6m，两根同时使用。据前述可知，吊装最重部件为刀盘139t，采取2个吊点，每个吊点69.5t，直径为83mm(2430.6kg/100m)钢丝绳破断拉力=478t，安全系数K=478/（69.5/sin75）=6.66倍安全系数。吊装较重部件为主驱动110t，采取2个吊点，每个吊点55t，直径为83mm(2430.6kg/100m)钢丝绳破断拉力=478t，安全系数K=478/（55/sin75）=8.36倍安全系数（详见建筑施工起重吊装工程安全技术规范（JCJ 276-2012）中4.3.1的规定，符合施工要求），吊装时为增加安全性选用直径为85mm钢丝绳，满足施工要求。钢丝绳力学性能如表4-2所示。表4-2 钢丝绳力学性能表直 径钢丝总截面 积参考重量钢丝绳公称抗拉强度（N/ mm2）钢丝绳钢 丝14001550170018502000钢丝绳破断拉力总和（mm）（mm2）（/100m）kN （不小于）11.00.445.9043.2164.3071.2078.1085.0091.9014.00.571.8367.52100.50111.00122.00132.00143.5016.50.6103.4397.22144.50160.00175.50191.00206.5019.50.7140.78132.3197.00218.00239.00260.00281.5022.00.8183.88172.3257.00285.00312.50340.00367.5025.00.9232.72218.3325.50360.50395.50430.50465.0027.51.0287.31270.1402.00445.00488.00531.50574.5030.51.1347.65326.8486.50538.50591.00643.00695.0033.01.2413.73388.9579.00641.00703.00765.00827.0036.01.3485.55456.4679.50752.50825.00898.00971.0038.51.4563.13529.3788.00872.50957.001040.001125.0041.51.5640.45607.7905.001000.001095.001195.001290.0044.01.6735.51691.41025.001140.001250.001360.001470.0047.01.7830.33780.51160.001285.001410.001535.001660.0050.01.8930.88875.01300.001440.001580.001720.001860.0055.52.01149.241080.31605.001780.001950.002125.002295.0061.02.21390.581307.11945.002155.002360.002570.0066.52.41654.911555.62315.002565.002810.003060.0072.02.61942.221825.72715.003010.003300.003590.0077.52.82252.512117.43150.003490.003825.004165.0083.03.02585.792430.63620.004005.004395.004780.004.3 卸扣选用盾构机的盾尾、前中盾各分块及主驱动各有四个吊点；刀盘有两个吊点。盾构机的盾尾重80t。采用四个吊点，每吊点为20t，应选55t卡环。盾构机的刀盘重139t。采用两个吊点，每个吊点为69.5t，应选用85t卡环。4.4盾尾翻身验算具体翻身过程为：专用作业臂(副钩)挂好翻身吊耳，主臂(主钩)挂好盾体吊耳，然后盾尾吊至离开地面后，专用作业臂(副钩)呈10倾斜，主臂(主钩)呈7580，主钩缓慢提升，副钩缓慢下放实现盾尾翻身。具体盾尾翻身如图4-1所示。图4-1 盾构机盾尾翻身示意图查表4-3，在该吊装工况下副钩的吊重最值为85t，14m半径主钩吊重最大值为155t，翻身过程主要由吊车主钩承受吊装重量，由盾构机参数可知盾尾重80t，主副钩同时起吊时各承担40t重量，翻身后主钩承担其全部重量。因此QUY-450履带吊满足翻身要求。表4-3 QUY-450履带吊副钩参数表主臂长(m)36副臂长(m)122436安装角（）103010301030幅度(m)1485167518633339205831352253303224244929302326452727172128422625171930402524161811.5/32m343524211516113832231914141042291713129461612118.350141110.1854139.27.258976286.86674.5吊耳选择与焊接本工程所用盾构机DZ276、DZ277、DL280及DL281盾构机吊耳由铁建重工公司根据使用条件选择与焊接，盾构机吊装时吊耳焊接质量经探伤测试，满足要求后出具报告方可施吊。5. 盾构机吊装下井方案5.1 设备、材料和应急物资的准备5.1.1 机械设备和工具准备盾构机组装主要施工设备、工具如表5-1所示。表5-1 盾构机组装主要施工设备表序号设备名称数量规格型号备注1空压机1台0.9气动扳手动力2气动扳手1套500kgm紧固螺栓3直流电焊机2台Z5-500盾构机焊接4直流电焊机3台Z3-400盾构机焊接5交流电焊机3台B3-500其他部件焊接6液压泵站1套100t千斤顶动力源7液压千斤顶2台100t8液压千斤顶2台50t9手摇液压千斤顶各1台1.5t、3t、5t10手动葫芦2个5t11手动葫芦4个3t12手动葫芦10个1.5t13卡簧钳1套内外卡14液压钳1把15链条扳手2把16卷尺2把5M17安全带4套18手电筒4把19钢丝绳4条856m吊刀盘、主驱动20钢丝绳2条6520m吊盾体、拖车21钢丝绳2条4320m吊螺旋机、拼装机及主驱动及盾体翻身22钢丝绳各4条2810m、36.520m组装拖车及吊其余小件23卡环各4个85t、55t吊刀盘、主驱动25扁担1根 主驱动翻身26卡环6个35t拖车组装、盾体吊装及刀盘翻身27卡环各4个13.5t、8.5t、18.5t吊拖车及盾构部件5.1.2 材料准备盾构组装所需主要材料如表5-2所示。表5-2 盾构机组装所需主要材料表序号材料名称数量规格型号备注钢板6块2m12m厚30mm1工字钢50m200mm100mm7mm2槽钢50m160mm65mm8.5mm3枕木20根2500mm300mm300mm4润滑油4桶锂基脂5压气乙炔压力表、气管10套5.1.3 应急物资的准备盾构组装所需应急物资如表5-3所示。表5-3 盾构组装所需应急救援物资清单序号名称规格单位数量存放地点保管人1救生衣件19存放于应急物资库内刘东华2反光背心套30存放于应急物资库内刘东华3线手套双40存放于应急物资库内刘东华4雨鞋双17存放于应急物资库内刘东华5雨衣件23存放于应急物资库内刘东华6彩条布件5存放于应急物资库内刘东华7探照灯量霸王po-9503个20存放于应急物资库内刘东华8防撞桶个3存放于应急物资库内刘东华9消防水带8-100-20个8存放于应急物资库内刘东华10安全帽个22存放于应急物资库内刘东华11消防水带8-80-20圈10存放于应急物资库内刘东华12铝接扣100个13存放于应急物资库内刘东华13污水泵7kw个2存放于应急物资库内刘东华14污水泵5.5kw个2存放于应急物资库内刘东华15发电机3kw个1存放于应急物资库内刘东华16灭火器箱个5存放于应急物资库内刘东华17灭火器鼎安mf/abc4kg个10存放于应急物资库内刘东华18铁铲把26存放于应急物资库内刘东华19锥形桶个9存放于应急物资库内刘东华20担架个1存放于应急物资库内刘东华21编制袋捆4存放于应急物资库内刘东华22铝芯电缆圈4存放于应急物资库内刘东华23铜芯电缆2*2.5圈6存放于应急物资库内刘东华24急救箱个1存放于应急物资库内刘东华25麻绳米40存放于应急物资库内刘东华26灭火器4kg个19存放于应急物资库内刘东华27手推灭火器35kg个2存放于应急物资库内刘东华28灭火器箱个10存放于应急物资库内刘东华29水泵30m/h台8存放于应急物资库内刘东华30钢丝钳把5存放于应急物资库内刘东华5.2 盾构吊装施工人员配备盾构主要吊装指挥、技术人员由吊装公司承担，具体如表5-4所示。井上、井下配合技术人员及工人数量如表5-5所示。表5-4 吊装班组人员及岗位职责表岗位职责组长负责制定盾构机吊装方案，并负责监督吊装方案的正确执行。负责全过程的组织指挥工作。起重工程师负责参与制定盾构机吊装方案，协助总指挥监督吊装方案的正确执行。负责吊装施工过程中的安全监督检查工作。安全监察员负责盾构机吊装期间的现场安全，监督检查吊装机械、施工作业人员安全作业情况。起重队队长正确执行并实施本吊装技术方案，负责组织实施盾构机起重吊装作业。并按总指挥和技术负责人指令完成全部起重吊装作业。起重机班班长负责本吊装工程施工的起重机械的维护保养，保持起重机械的完好。负责执行本方案中所需要的调试、操作工作。起重班班长正确执行并实施本吊装技术方案，负责实施吊装指挥工作，负责起重组织与吊装作业。表5-5 井上、井下人员的配置表工作类别人数工作职责人员上岗条件施工总人数安全监督员3人负责地面、井下吊装操作安全监督和安全指导工作本项目部派遣一名安全工程师，并和分包单位各派一名取得安全员上岗证书，并具有实践经验的安全管理人员42人吊车操作人员1人QUY450履带吊驾驶与操作取得相应特种设备操作证书并具有同等设备吊装经验的人员信号总指挥人员2人负责地面与井下吊装指挥工作具有吊装盾构机指挥工作至少10台次的指挥人员技术人员2人负责指挥吊装顺序，组装工序与协调工作熟悉盾构机构造和组装工艺与工序的技术人员司索人员6人负责吊装过程中井上井下的吊件挂、取钩工作取得司索特种操作证并具有10台次以上吊装经验的人员测量人员2人负责检测吊车承载地面沉降情况与周边环境取得测量证书的人员电焊工6人盾构机吊耳焊接高级职称焊工人员电工4人线缆拆除、场地照明高级职称电工人员机械工8人管路拆除专业维修人员普工9人辅助拆机从事过盾构机拆装的人员5.3 吊装前技术交底5.3.1 吊装作