广东华隧成都地铁2号线拆解与吊装.docx
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广东华隧成都地铁2号线拆解与吊装
广东华隧成都地铁2号线
(出厂编号:
S-470/471)
拆卸及吊装方案
编制单位:
广东华隧工程项目部审批单位:
广东华隧工程有限公司
单位技术负责人:
审核:
编制人:
谢章仁审批:
编制日期:
2010年01月20日审批日期:
年月日
目录
一、工程概况1
二、盾构机概况1
三、吊车工作位置1
四、场地地基承载能力验算2
1.验算数据2
2.吊机位置地面状况2
3.起吊时地基承载力验算(按最大件重量100吨计算)2
五、主要起吊部件尺寸和重量2
六、人员配备情况3
七、吊装设备及工具验算3
1.吊机选择3
2.钢丝绳选用4
3.卸扣选用4
5.其它工具及设备5
八、重要吊耳的计算及焊接5
1.吊耳准备5
2.吊耳承载能力计算5
3.吊耳的焊接7
九、场地准备8
十、人员教育培训8
十一、盾构机的拆卸及吊出9
十二、安全监测11
十三、施工过程安全保证措施11
十四、人员配备(附件)。
一、工程概况
本工程是对本项目所用海瑞克Φ6280mm土压平衡式盾构机在成都地铁2号线22标出洞井中进行拆卸解体,使用250吨履带吊机和90吨吊机配合将有关解体部件从井下分件吊出至地面,最后装车运输。
二、盾构机概况
即将拆卸的这两台盾构机为土压平衡式盾构机,出厂编号为S-470/471,盾体外径为6280mm,盾体长度为12075mm(由刀盘至螺旋机尾部),总装机重量约为500吨(含后续拖车)。
三、吊车工作位置
考虑的地基负荷安全性以及吊车的吊重能力,靠近吊出井的250T吊车履带外侧距离吊出井边缘的距离不小于1.5米。
盾构机最重部件为前体(100吨),此时250T吊车的工作半径为11米,由下图可见,当把盾体推至与吊机位置平齐时,吊机的工作半径约为9.2米,可以满足盾构机所有部件起吊。
图4:
250T履带吊车工作位置图
盾构机主要部件重量和吊机起重参数对比一览表
吊出井部件
吊机对应参数
备注
盾构机
部件名称
最大重量
(吨)
需要工作半径(米)
工作半径
(米)
起吊重量
(吨)
臂长
(米)
刀盘
56.7
8.16
8.5
115.4
24.4
前体
110
8.2
8
124.7
24.4
中体
95
8.2
8
124.7
24.4
后体
40
10
12.5
66.05
24.4
螺旋输送机
26
18
22
30.2
24.4
四、场地地基承载能力验算
1.验算数据
盾构机主体
1)前体:
重量100吨
2)中体:
重量95吨
3)盾尾重量40吨
4)刀盘:
重量56.7吨。
吊装设备
250t履带式液压吊机,吊机自重252t,履带宽度1.1m,长度8.47m,两条履带外缘相距7.118m。
2.吊机位置地面状况
在地表上铺设四块规格为2000mm×6000mm×30mm钢板,使履带受力均匀,通过钢板均匀扩散至深层地基土上。
3.起吊时地基承载力验算(按最大件重量100吨计算)
总重=吊机重量(222t)+最大件重量(100t)=322t
吊机履带铺垫钢板面积按履带吊机计算:
(钢板规格:
2m×6m)
8.47m×2×2=33.88m2
需要的地基承载力:
332t/33.88m2=10t/m2=97kPa
该地基承载力可通过钢板均匀扩散至深层地基土上。
根据吊装场地的加固资料,竖井井身采用C25喷射混凝土,混凝土厚度在中风化岩面上部土层为600mm,在中风化层为250mm,在微风化层为150mm;竖井底板采用C30钢筋混凝土;竖井顶部设有C30钢筋混凝土锁口圈的加固处理,完全可以满足盾构部件和拖车的起吊要求。
五、主要起吊部件尺寸和重量
表三:
主要起吊部件尺寸和重量数据一览表
序号
构件名称
长(m)
宽(m)
高(m)
重量(吨)
1
刀盘
6.28
6.28
3.00
56.7
2
前体
6.25
6.25
3.04
100
3
中体
6.24
6.24
3.00
95
4
后体
6.23
6.23
3.70
40
6
螺旋输送机
12
1.2
1.2
26
7
安装器
2.5
3.7
4.6
9
8
安装器导轨
4.3
2.25
1.70
6
9
连接桥
12.5
4.3
3.675
10
10
1#拖车
10.4
4.25
4.385
23
11
2#拖车
12.3
4.25
4.385
23
12
3#拖车
8.73
4.25
4.385
23.5
13
4#拖车
8.73
4.25
4.385
25
14
5#拖车
13.40
4.25
4.385
20.3
六、人员配备情况
为确保盾构机拆卸、吊运工作的安全有序和高效稳妥,由本项目部的项目经理全面协调各个吊装环节的工作,具体人员配备安排如下:
序号
岗位
人数
备注
1
机电负责人
1人
2
安全员
1人
3
机修工
2人
4
电工
2人
5
焊工
2人
6
杂工
8人
七、吊装设备及工具验算
1.吊机选择
该盾构机尺寸大,重量大。
盾构机需要分件吊装,散件的尺寸较大。
盾构机总重约500吨,经分解后,最大块重约100吨。
由于现场的施工场地复杂,施工工艺繁多,综合考虑吊机的起吊能力和工作半径,采用250t履带式液压吊机作主力,单独将大型设备吊出井口;用一台90t汽车式液压吊机(或履带吊机)作辅助,配合用250t履带式液压吊机进行翻身、装车工作。
2.钢丝绳选用
(1)前体、中体、后体、刀盘
盾构机的前体、中体、后体是四个吊点;刀盘是二个吊点。
盾构机的前体、中体、后体钢丝绳的选用按盾构机的前体考虑,构件重100t,采用四个吊点,每吊点为27.5t,应选用抗拉强度为170kg/mm2,D=65的6×37钢丝绳,其破断拉力为266.5t。
安全系数K=266.5/27.5=9.7,远大于2.5,满足施工要求。
盾构机的刀盘构件重56.7t,采用二个吊点,每吊点为28.35t,应选用抗拉强度为170kg/mm2,D=65的6×37钢丝绳,其破断拉力为266.5t。
安全系数K=266.5/28.35=9.4,远大于2.5,满足施工要求。
(2)螺旋输送机、安装器、拖车
螺旋输送机是二个吊点,安装器,拖车是四个吊点。
盾构机的螺旋输送机钢丝绳的选用按最大重量26t,均采用二个吊点考虑,每吊点为13t,因此选用抗拉强度为170kg/mm2,D=39的6×37钢丝绳,其破断拉力为95.95t。
安全系数K=95.95/13≈8,远大于2.5,满足施工要求。
盾构机的拖车钢丝绳的选用按盾构机最重的的4#拖车考虑,构件重25t,采用四个吊点,每吊点为6.25t,因此选用抗拉强度为170kg/mm2,D=39的6×37钢丝绳,其破断拉力为95.95t。
安全系数K=95.95/6.25=15,远大于2.5,满足施工要求。
3.卸扣选用
(1)前体、中体、后体、刀盘
盾构机的前体、中体、后体采用四个吊点起吊,刀盘采用二个吊点起吊。
盾构机的前体、中体、后体起吊用卸扣按盾构机最重的前体的重量进行选用。
构件重110t,采用四个吊点,每吊点为27.5t,选用美式弓型2.5寸卸扣,卸扣采用合金钢轴经过锻造及热自理调质处理,卸扣直径为69.85mm,破断负荷为135t,安全系数远大于2.5,满足施工要求。
盾构机的刀盘构件重56.7t,采用二个吊点,每吊点为28.35t,同样选用美式弓型2.5寸卸扣,破断负荷为135t,安全系数远大于2.5,满足施工要求。
(2)螺旋输送机、安装器、拖车
螺旋输送机、安装器采用二个吊点起吊,拖车采用四个吊点起吊。
螺旋输送机、安装器卸扣的选用均按最重的螺旋输送机重量作为工作负荷考虑,构件重26t,采用二个吊点,每吊点为13t,应选用美式弓型1.5寸卸扣,卸扣采用合金钢轴经过锻造及热自理调质处理,卸扣直径为52mm,安全负荷为17t,大于13t,满足施工要求。
拖车起吊用卸扣的选用按最重的的4#拖车考虑,构件重25t,采用四个吊点,每吊点为6.25t,应选用美式弓型1寸卸扣,卸扣采用合金钢轴经过锻造及热自理调质处理,卸扣直径为52mm,安全负荷为17t,大于6.25t,满足施工要求。
5.其它工具及设备
各种专用工具和量具,100吨液压千斤顶2台和液压站,焊接、气割等设备。
名称
规格
数量
敲击扳手
65/55/46
2/2/2
活动扳手
18/12/10/8
1/2/2
梅花扳手
36/30/24
4/4/4
内六角
17/14/12
2/2/2
公制内六角
1套
英制内六角
1套
斜口钳
2
老虎钳
4
美工刀
2
一字螺丝刀大小
2/2
十字螺丝刀大小
2/2
电笔
4
万用表
2
扎带
3*150/4*200
4/4
绝缘胶带
30圈
葫芦
10t/5t/2t/1t
1/2/3/2
锤
12p/6p
1/2
管钳
1.5#/18寸
2/2
焊机
ZX600/CO2
1/1
八、重要吊耳的计算及焊接
1、吊耳准备
盾体重要部件起吊用的吊耳共14个。
吊耳采用16Mn热轧厚钢板气割制成,各吊耳尺寸及焊接坡口详见附图。
2、吊耳承载能力计算
根据相关资料查知,16Mn热轧厚钢板(δ>40mm)的抗拉强度系数为:
σb=470MPa,即47Kg/mm2。
(1)刀盘吊耳承载能力
由刀盘重量:
56.7t,刀盘吊耳数量:
2个,焊缝面积:
S=50mm×300mm=15000mm2得:
每个吊耳的承载能力为:
F=σb×S=705t>T=56.7/2,满足要求。
图5吊耳位置示意图图6吊耳受力示意图图7焊缝允许最大弯矩
图8刀盘吊耳尺寸图(2个)图9前、中体吊耳尺寸图(4×2=8个)
图10后体吊耳尺寸图(4个)
图5、6、7、8、9、10等相关参数的说明:
刀盘/后体、前中体使用的钢丝绳长度分别为6米、10米;β-两吊耳钢丝绳之间的夹角;T-钢丝绳总承载力;T1-水平方向的分力;M-外力产生的弯矩;M’-吊耳焊缝允许最大弯矩;A-A截面-受力最小截面;O点-受力最不利支点;
根据相关资料查知:
M=T1×h(h-吊耳高度);M’=1/2×δ2×l×σb(δ-吊耳厚度、l-吊耳长度);参考图8、9、10以及附图SPDC-01可以得出:
M=0.38t.mM’=1.7625t.mM (2)前、中、后体吊耳承载能力计算 通过刀盘吊耳承载能力的计算,同理可以计算前、中、后体吊耳承载能力结果如下表: 项目 F(t) T(t) 是否满足 M’(t.m) M(t.m) 是否满足 前体 1128 27.5 满足 4.512 0.323 满足 中体 1128 23.75 满足 4.512 0.2786 满足 后体 564 10 满足 1.128 0.196 满足 3、吊耳的焊接 (1)焊前准备 ●将各吊耳的焊接坡口及盾体上吊耳点的焊接表面采用砂轮机认真打磨除锈,务必露出金属本色,以保证焊接质量。 ●焊接材料是决定焊接质量的主要因素,焊接材料选择根据16Mn的力学性能、化学成分、接头钢性及坡口形式和使用要求选取507焊条或。 (2)焊接工艺: ●采用手工电弧焊或二氧化碳气体保护焊。 ●施焊前,应检查坡口组对质量,如发现尺寸超差或坡口及其附近有缺陷,应处理后放可施焊。 ●焊工在施焊过程中必须严格监测和控制预热温度。 ●严禁在非焊接部位的母材上引弧,试电流及焊接临时支架。 ●双面焊的焊缝,焊接方法采用双面循环,做到彻底清根除渣,保证整体焊透。 第一道缝必须完全清楚。 ●多层多道焊时,将每道的溶渣、飞溅仔细清理,自检合格后,方可进行下一道焊接。 焊缝的表面尽可能平滑,咬边、焊瘤、焊趾过度角过大的部位要用细纱轮仔细打磨,使表面光滑平整。 ●由于特殊原因中途停焊时,应立即进行后热保温,再次焊接时应全部进行预热后方可按原焊缝要求进行焊接。 ●焊件矫形应用机械方法进行,不得热矫形。 ●消除焊接应力,采用加热到250—300℃后热方法,保温1.2h—1.8h,分阶段降温方法。 ●焊缝焊后,首先进行外观检查。 外观检查合格后方可进行内部质量检查,内部质量无损检查在焊缝焊完48h后进行。 ●焊缝外观质量及内部质量检查按GB3323—1987《钢熔化焊接对接接头射线照相和质量分级》、GB11345—1989《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》、JB3965—1985《钢制压力容器磁粉探伤》等规范要求进行。 (3)手工焊如果出现了问题就要进行修补,修补注意如下几条: ●焊件表面被电弧、碳弧气刨等损伤处必须用砂轮打磨、平滑过度,然后应进行渗漏或磁粉探伤。 打磨深度超过板厚10%或大于2mm时,应进行焊接修补。 ●焊缝内部超标缺陷,表面裂纹修补前,应分析原因,指定切实可行的修补方案。 ●局部焊缝修补时预热应在修补处四周15mm范围内进行,预热温度控制在120—170ºC。 ●焊缝缺陷可用碳弧气刨,砂轮机打磨方法清除,不允许用电弧或气刨火焰熔除,用碳弧气刨清除后再用砂轮机清除渗碳层。 焊缝缺陷清除后,不允许有毛刺和凹痕,坡口底部应圆滑过渡。 ●焊缝缺陷修补施焊与原焊缝相同,焊接修补后要后热,后热温度与原焊缝相同。 ●缺陷修补只允许一次,同一部位修补超过一次应经焊接技术负责人研究批准后方可进行。 ●修补后按原焊缝的质量要求,检查方法对修补处及其附近进行100%检查。 其中内部质量检验应再修补完成48h后进行。 焊条牌号 507,Φ3.2或Φ4.0。 如采用CO2保护焊,则使用焊丝。 焊接电流强度 160~180A 电流种类与极性 直流反接(工件接电源负极,焊条接电源正极) 吊耳的焊接位置 详见示意图。 电弧电压 20~24V(供手弧焊参考) 焊接速度 140~160mm/min(供手弧焊参考) 九、场地准备 1、根据250吨吊车的位置,吊出井出洞端头周围的材料要清除干净。 2、对250吨吊车的支承面进行处理,具体做法是平整该处场地,在地表上铺设30mm厚钢板。 一十、人员教育培训 1、认真阅读拆卸方案有关技术资料,核对构件的空间就位尺寸和相互的关系,掌握结构的高度、宽度,构件的型号、数量、几何尺寸,主要构件的重量及构件间的连接方法及拆卸断点位置。 2、熟悉吊装场地范围内的地面、地下和高空的环境情况。 3、了解已选定的起重、运输及其它机械设备的性能及使用要求。 4、进行认真细致的方案和作业技术交底。 5、各处油管接头的包扎保护知识和规定。 6、一般安全常识和特定工件拆卸、吊装中的特别安全注意事项教育。 一十一、盾构机的拆卸及吊出 1.吊车安装及就位: 按照规定位置安装并停放好250吨吊车,按照前述要求在250吨吊车履带位置下面铺设30mm厚的钢板增加承重面积。 90吨吊车亦应停放在合适位置待命。 2.接收托架安装及就位 (1)、按照盾体出洞后位置的测量预测结果调整接收托架的中心线和导轨的高度,安装好接收托架并至正确的位置。 (2)、用150的工字钢加固托架。 (3)、在托架导轨上涂满黄油并作必要遮盖保护。 3.盾构机出洞 (1)使用管片安装模式掘进拼装最后几环管片并将盾构机完全推上托架。 (2)注意: a、为保证盾构机顺利爬上接收托架,最后几环管片的掘进工作由下半底部的推力油缸执行。 b、进行最后几环的掘进工作时,安排一名工程师在刀盘前方观察盾构机爬上托架的情况,同时保持同盾构机操作室的通讯畅通,发现异常情况及时通知操作手停止掘进工作。 (3)反转螺旋机,清空内部的积泥,并缩至最短位置。 (4)清理接收托架及洞口碴石及泥土。 4.盾体在接受托架上就位 (1)继续安装余下的管片,并把前、中、后体完全推上接收托架。 (2)将推进油缸全部收到最小行程。 (3)所有的管片都安装完成后必须清洗后体注浆管路。 5.焊接刀盘、前、中、后体吊耳 (1)将刀盘、前体、中体、盾尾(带螺旋输送机)一起往前移动直到前体到达接收托架的最前端。 (2)将刀盘转停在指定位置以便焊吊耳。 (3)焊接刀盘、前体、中体、盾尾的吊耳,并作磁粉探伤。 (焊接位置见图SPDC-1)。 6.断开管路、电缆、连接桥及拖车连接 (1)将连接桥焊在平板车上,同时管片安装器走到最前面,断开连接桥与安装器的连接。 (2)将盾构机油箱里的油放干净,断开盾体与拖车之间的各种管路及电缆的连接,同时对各管口进行封堵保护。 (3)将拖车与拖车之间的连接断开,各管口做好保护。 (4)割断皮带输送器皮带,并在5#拖车尾部焊支架卷起固定。 (5)拆下皮带输送机从动轮,放在2#拖车处停放。 7.螺旋输送机拆除 拆下螺旋输送机支撑在平板车上并用3吨葫芦拉紧防止侧滑,支撑好螺旋机拉人隧道中并塞住平板车的四个车轮防止溜车。 8.后体拆除及吊出 拆14个铰接油缸、密封件。 用250T吊车先将后体与中体分离并吊至地面。 9.安装器拆除及吊出 (1)将安装器与中体分离并吊到地面。 (2)将V型架吊上地面。 10.拆卸刀盘 (1)将刀盘及前中体推出井口,拆下刀盘吊上地面。 (2)拆卸中应注意对作业工人采取高处作业的有关安全保护措施。 11.前中体拆除及吊出 (1)将前体和中体一起往250吨吊车方向移动直到前中体处于吊车的起吊范围,前、中体分离,用两个2T手动拉链葫芦挂在前体后端,挂住上方两个刀盘伸缩油缸;另用两个2T葫芦挂在上方两个油缸上,另一端吊好下方两个伸缩油缸;拆除四个刀盘伸缩油缸与中体的铰接连接。 将中体吊到地面。 (3)将前体吊到地面。 12.螺旋输送机吊出 (1)下管片铺设轨道。 (2)把螺旋机推出隧道,用250吨吊车将螺旋输送机吊至地面。 13.连接桥及拖车吊出 (1)分别将连接桥、1#~5#拖车推上接收托架吊出。 (2)拆吊接收托架至地面。 (四)盾构机拆卸吊出注意事项 1、翻身施工方法 吊机平稳将构件吊到地面后,需采用抬吊方式翻身构件进行吊运。 构件翻身时250吨履带式吊机完全吊稳构件,构件吊至3~5m高时,吊住构件尾部的90吨吊机缓慢上钩,250吨履带式吊机与90吨吊机将构件平衡吊起后,均缓慢下钩将构件放在平地上。 2、对管线的保护 1)在放完油箱及油管中的液压油后,将所有液压球阀打到关闭状态。 2)拆各种管线及电缆之前必须做好接头标识。 3)用油管堵头油管接头进行封堵。 4)如果油管悬空长度较长,应尽量将其绑扎好并固定在靠近的钢结构上。 5)其它如水管、油脂管、发泡剂管等应用塑料袋绑扎保护。 一十二、安全监测 1、吊卸期间安排,安排专职的测量人员每天监测盾构吊出井吊机位置的位移和变形情况,根据起吊情况,进行加密测量,发现情况及时报告,并采取相应的措施。 2、安排专职的安全员进行吊卸现场安全巡视,发现隐患,及时整改,确保安全有序的进行。 一十三、施工过程安全保证措施 1、进入施工现场必须戴安全帽,高空作业人员应佩戴安全带。 2、特种作业人员必须持证上岗,施工前安全检查员应组织有关人员进行安全交底。 3、吊机、拖挂机车行走路线应平整压实,基坑回填的地方应铺设30毫米厚钢板。 4、双机抬吊时要根据起重机的起重能力进行合理的负荷分配,并在操作时统一指挥,互相密切配合,整个抬吊进程两台吊钩应基本保持垂直状态。 5、指挥人员应使用统一指挥信号,信号要鲜明、准确,吊机司机应听从指挥。 6、开工前应检查工具、机械的性能。 防止绳索脱扣、破断。 7、各件构件的吊装方法均为双机抬吊,因此根据实际情况,采用4点起吊(每台吊机2点),选用的4条钢丝绳长度必须一致,严禁有长短不一,以负起吊后造成构件扭曲变形。 钢丝绳长度应与构件的夹角为70°,大大减少了构件的压应力。 8、各构件起吊后应呈水平。 9、各构件移动时应小心移动,速度应缓慢,以免损坏盾构机。 10、高空作业人员切勿急于求成,用力过猛,严禁向下丢掷工具。 11、在井下施工时应设置足够灯光,施工的需要。 12、注意井口安全施工。 13、组装、拆卸盾构机时设置施工禁区,防止闲杂人员进入。
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