天津6号线盾构区间盾构吊装方案(天拖~鞍山)

1、中铁一局集团天津建设工程有限公司中铁一局集团天津建设工程有限公司二一五年一月二一五年一月主要汇报内容一、工程概况二、区间隧道工程总体筹划图三、现场条件四、周边环境概况及吊车布置五、现场准备工作六、盾构吊装主要参数七、主要吊装设备选择八、地基承载要求验算九、吊机索具配备十、吊耳焊接及强度验算十一、盾构机吊装顺序十二、盾构分体吊装施工十三、盾构机吊拆施工2022-1-293 天津地铁6号线工程土建施工第17合同段共2站3区间，本次盾构机吊装、吊拆方案仅针对鞍山西道站天拖站区间编制。鞍山西道站天拖站区间全长535.475m，区间左右线平行布设。线路起于南起天拖站，沿红旗路下北行，最后到鞍山西道站。目

2、前，车站盾构机下井所需的条件已基本完成。 由于盾构机正在维修，开始掘进日期计划暂定以上时间，根据实际情况进行调整。鞍 山 西 道 站天 拖 站到 达2015年 4月 1日到 达2015年 5月 1日2015年 2月 1日始 发2015年 2月 28日1#盾 构 左 线 535.475m2#盾 构 右 线 535.575m始 发 天拖站北端头井为盾构始发井，位于红旗路与保泽道交口处，沿红旗路南北向布置，始发工作井平面尺寸为：14.78.15m（井内衬壁），预留盾构吊装孔平面尺寸为117.5m（净空），隧道始发处的地面标高为+3.25m，左、右行线洞门中心标高均为-9.64m。车站总长284.3m

3、，标准段宽度为20.7m，盾构段宽度为24.7m，标准段高度为13.51m，盾构段高度为15.21m。车站为地下两层三跨结构，为岛式车站，站台宽度12m，车站围护结构采用800mm厚地连墙，车站盾构井段侧墙采用800mm厚混凝土。3.1端头概况 鞍山西道站南端头井为区间盾构接收井，位于红旗路与鞍山西道交口处，沿红旗路南北向布置，盾构接收工作井平面尺寸为14.38.15m（井内衬壁），预留盾构吊装孔平面尺寸为117.5m（净空）。隧道始发处的地面标高为+3.25m，洞门中心标高为-9.64m。车站总长223.3m，标准段宽度为22.7m，盾构段宽度为26.7m，标准段高度为13.51m，盾构段高

4、度为15.21m。车站为地下两层三跨结构，为岛式车站，站台宽度12m，车站围护结构采用800mm厚地连墙，车站盾构井段侧墙采用800mm厚混凝土。 鞍山西道站天拖站区间采用三菱制造的土压平衡盾构机进行施工。三菱盾构机主体设备由刀盘、前盾、中盾、盾尾组成；后置配套设备有连接桥、管片拼装机、螺旋输送机及后续台车。盾构机外径为6340mm，盾构总重约450t，大构件质量分别为前盾98t、中盾85t、刀盘35t。其主要部件尺寸如下表：3.2盾构机情况 本区间始发、接收端头距道路两侧建筑物均较远，对盾构吊装、解体拆吊施工无影响。盾构井路面硬化条件：钢筋 14200网格状布置，砼强度等级为C25 ，厚度为

5、300mm；端头盾构出洞地基加固采用了850600三轴搅拌和800500双高压旋喷，大大优化了端头井处场地的地基承载条件。大大 门门门 卫3.65应 急 物 资 库 8x5库 房 1库 房 2库 房 3库 房 45.008.003.003.003.003.009x54.005.005.005.004.506.006.003.00R10mR8mR10mR8m天拖站北端头始发鞍山西道站南端头接收u安装井上、井下照明应该满足工作要求。u自来水管应接至井口及井下。u动力电源380V，容量300A以上应配置至井口。u隧道内车架轨道与管片平板车轨道铺设完毕，准备2部平板车。u提供始发井吊车停放的场地和大件

6、运输车辆通过的施工道路；u井口准备延长用轨道410m，车架及平板车轨枕各15套。u上下井有可供利用的扶梯。u盾构停止位置确定准确（满足螺旋输送机尾部与井口边缘的平距为3m以上）。u井口场地能满足停吊车的同时，并具有相当承载力。u确保运输用大平板货车能够场内按要求移动的场地。u准备临时托物用木枕木20根及木方20根。u准备6张防雨布（20尺16尺）。u需在中板提供多个孔用于安装葫芦吊点。吊装所需材料机具清单吊装所需材料机具清单500T汽车吊性能表（单位：T）200T汽车起重机性能表（单位：T)吊装方法2 0 0 T5 0 0 T汽车吊试吊吊装方法汽车吊双机翻转2 0 0 T5 0 0 T2 0

7、0 T5 0 0 T5 0 0 T汽车吊双机翻转后状态 在500T吊机每侧铺设规格为2500mm*2500mm*20mm钢板基箱，使吊车支腿受力通过基箱和砼垫层均匀扩散至地基深层土上。起吊时地基承载力验算（按最大件前体重量98T计算） 吊机重量：96T ; 配重：135T 前体重量：98T ; 其他：4T 合 计: 333T 式中：T=P+Q，P为吊车自重加配重，Q为起重量；为吊臂工作方位角，M=QR（吊装半径R按10m计算）。Rmax=1517.1kN。吊车路基箱承力面积为2.5m2.5m=6.25吊车坐落位置路面采用单层钢筋网、C25混凝土硬化30cm，硬化混凝土路面按照扩大基础考虑，以路

8、基箱每侧扩大30cm 计算：承力面积为（2.5+0.32）（2.5+0.32）=9.6硬化路面以下为经过夯实处理的杂填土层，其地基承载力特征值按180kPa计算。则地基承载力为1517.1kN/9.6=158.0kPa180kPa，满足要求。 钢丝绳选用及计算钢丝绳选用及计算（1）637+1-656m钢丝绳使用部位：前盾、中盾、刀盘。 前盾（中盾）：，满足要求。 式中：0.82为钢丝绳荷载不均匀系数，4为钢丝绳根数，2580为钢丝绳的破断拉力，75.5为钢丝绳的吊装角度,98T为前盾重量，1770为钢丝绳公称抗拉强度级别，中盾以此为例。刀盘：，满足要求。式中：0.82为钢丝绳荷载不均匀系数，2

9、为钢丝绳根数，2580为钢丝绳的破断拉力，75.5为钢丝绳的吊装角度,35T为刀盘重量，1770为钢丝绳公称抗拉强度级别。（2）637+1-65mm14m钢丝绳使用部位：前盾、中盾、刀盘翻身，螺旋机、拼装机。前盾（中盾、刀盘）翻身：，满足要求。式中：0.82为钢丝绳荷载不均匀系数，2为钢丝绳根数，2580为钢丝绳的破断拉力，81.8为钢丝绳的吊装角度，在翻身时200T吊车所使用的钢丝绳要承受一半重量，为49t，1770为钢丝绳公称抗拉强度级别，中盾、刀盘以此为例。拼装机（螺旋机）：，满足要求。式中：0.82为钢丝绳荷载不均匀系数，2为钢丝绳根数，2580为钢丝绳的破断拉力，60为钢丝绳的吊装角

10、度,16T为拼装机重量，1770为钢丝绳公称抗拉强度级别，螺旋机以此为例。（3）637+1-3010m钢丝绳使用部位：盾尾。盾尾：，满足要求。式中：0.82为钢丝绳荷载不均匀系数，4为钢丝绳根数，567为钢丝绳的破断拉力，67.3为钢丝绳的吊装角度, 16T为盾尾重量，1770为钢丝绳公称抗拉强度级别。卸扣选用卸扣选用盾构机刀盘、前盾、中盾吊装卸扣的选用按盾构最重部件前盾考虑，构件重98t，采用四个吊点，每吊点为24.5t，卸扣选用55t；辅助吊点每吊点为25.5t,卸扣选用35t，均满足施工要求。其余构件最大重量16t，均选择35t卸扣，满足施工要求。吊运工机具明细表（部分）（1）盾体吊耳设

11、计及加工制作说明盾体各部件重量：刀盘总重35T、前盾总重98T，中盾总重85T，尾盾总重16T。前盾、中盾、尾盾起吊吊耳各四个，并关于盾体重心对称布置，每个吊耳设计载荷40T。所有吊耳焊缝焊接质量评定按GB/T 12469执行，焊缝外形尺寸应按GB/T 7949执行，并按GB 1134589超声波探伤记录表填写有关探伤报告。主 吊 双 头 4 股辅 吊6 5 2 股起吊时受力分析平卧状态设 卸 扣设 卸 扣辅 吊6 5 2 股扁 担 梁起吊工况示意图吊耳简化模型图（2）吊耳模型简化前盾焊接工艺图吊耳受力图2 9 6 0 0 01 5 0 01 5 0 0在起吊过程中吊装钢丝绳长度不小于6m根据

12、受力模型可知，角焊缝主要承受与焊缝长度方向垂直的力作用，取受力最大的前盾（最重构件98t）焊缝进行强度验算：前盾主吊耳采用气体保护焊，主体材质为Q235B，板厚50mm，焊缝类型为角接，坡口型式为K型，焊缝长度为400mm。焊缝受到的拉力N=980KN/4=245KN；焊缝受到的剪力为N/tan67=104KN；焊缝的有效厚度he=0.7hf=0.750=35mm，hf为较小焊脚尺寸；焊缝的计算长度lw=焊缝实际长度-2hf=250-250=150mm；因为焊接牌号为Q235B钢，角焊缝的强度设计值远远大于焊缝的强度，所以焊缝强度满足要求。（因为焊缝直接承受动荷载，所以端焊缝强度增大系数f=1

13、.0）（3）焊缝强度验算吊耳采用卧式容器板式吊耳（HP型），盾体前盾、中盾、盾尾各4个，刀盘2个，盾体翻身用的吊耳共2个。吊耳均采用Q235B低合金高强度结构钢厚钢板气割制成。吊耳宽50mm，长400mm，高度300mm。焊接采用TFW-308L型焊丝（二氧化碳保护焊，焊缝抗拉强度580MPa），焊缝高度超出吊耳厚度至少10mm，吊耳焊接方位与钢丝绳受力方向保持一致，避免产生过大弯矩及剪切力。（4）吊耳分析校核29600015001500焊缝加固版加固版吊耳、焊缝及受力关系示意上述盾体吊耳布置相同，最大荷载为吊装前盾98t时的4个吊耳，故按照该情况进行最不利计算即可，其余重量较前盾轻，均以前盾

14、计算为准。根据低合金高强度结构钢规范（GB/T1591-2008）查知，Q235B低合金高强度结构钢厚钢板（40mm）允许抗拉强度为：=370MPa,允许抗剪强度=580MPa。计算承载力按照不小于卸扣承载力35t考虑。对吊耳承载能力进行简化计算如下：1）吊耳最小截面承载力： ,即吊耳最小截面承载力大于卸扣强度，满足要求！2）焊缝截面承载力：满足要求，焊缝强度按照580MPa考虑。3）考虑到吊耳不可能完全轴向受力，对焊缝抗弯强度进行简化计算：吊耳焊缝截面最大弯矩：焊缝最小截面矩（弯矩作用在短边方向）：tAF455t81)50100(703=tAF45t283)200445cos10(580=m

15、kNkNThM29. 62)2/29sin(3 . 0350=34-22101.6760.054 . 06mabW=焊缝最大弯曲应力：580MPa157.425MPa101.6729.264-max=WM通过计算，即使不考虑加固板情况下，吊耳及吊耳焊缝均满足要求！式中：T吊耳水平方向简化分力；h吊耳高度300mm；M吊耳水平分力产生的焊缝弯矩； A焊缝及吊耳最小受力截面积；焊缝及吊耳材质允许应力；ab吊耳焊缝轮廓截面尺寸。综合以上分析，在吊耳加工、焊接制作过程严格按照相关标准进行，吊装时严格按照相关吊装要求吊装时，吊耳设计完全满足盾体吊装能力要求。（5）扁担梁强度计算扁担梁一头受钢丝绳向下的拉力G/4，斜向上的钢丝绳斜拉力，根据钢丝绳长度及扁担长度和吊耳位置，两个吊耳间距等于扁担梁长度，吊点的垂直向下的投影在扁担梁中心，可知斜向上的钢丝绳的拉力等于：KNGGF5 .24748372-1441422吊重对扁担梁的轴向压力N：KNN4 .35145 .2472 吊车架：吊车架：6#6#、5#5#、4#4#、3#3#、2#2#、1#1# 组装设备桥。组装设备桥。 螺旋输送机下井。螺旋输送机下井。 吊装前盾。吊装前盾