摘要：现代化盾构掘进机主要集光、电、机、液、传感和信息技术于一体，具备多项功能，涉及多门学科技术，根据不同地质，切实进行设计制造，可靠性非常高。目前，盾构掘进机已经广泛地应用到隧道工程中，并取得了良好的效果。据此，本文主要对大型盾构机吊装技术进行了深入探究，并对其具体应用做了详细分析。
关键词：大型；盾构机；吊装技术；应用
一、工程概况
S985盾构机主体总重约为2150t，由刀盘、盾体（分8块）、主驱动、盾尾（分4块）和拼装机及行走梁组成；后配套台车总重约为1210t，1#-5#台车和连接桥组成。其中最重件为刀盘，单件总重为430t。根据盾构机组装的外形尺寸和重量及现场条件拟采用Manitowoc18000/750t履带吊来作为盾构机吊装的主力吊机，其工况为42.7m主臂、42m超起桅杆、223.17t吊机配重、145.15t中心压重、350t轮式超起配重、600t大钩、12m轮式超起半径；采用一台SCC4000C/400t履带吊36m主臂、155t后配重、400t吊钩工况来辅助设备翻身。
二、大型盾构机吊装技术的应用
（一）盾构机主体吊装
用Manitowoc18000/750t履带吊依次将5#-2#台车、连接桥和1#台车组装和吊装下井之后，开始主体吊装，在主驱动下井之后，为了节省工期，对吊机定位，不拆除轮式超起完成后续吊装工作，吊机工况具体如表1所示。
（二）盾尾下井
1、主力吊机将拼装机和行走梁下井完成后，再下井盾尾，为保证盾尾的圆度，对盾尾进行硬性加固，然后吊装下井，用φ90×15m钢丝绳一对挂腰到750t履带式起重机的大钩上，将4个55t卡环分别连接到钢丝绳的4个头上，再将4个55t卡环分别连接到4个吊耳上，盾尾翻身辅助吊机采用SCC4000C/400t履带吊H主臂工况36m主臂、155t后配重、400t吊钩工况来完成，2个55t卡环和两条φ65×20m环形钢丝绳分别连接翻身吊耳和辅助吊机大钩，两台吊机缓慢配合将盾尾翻好身，就位时，考虑到空间不够，需用辅助吊机辅助，得到盾尾环套过拼装机和行走梁后，再解除辅助吊机上的钢丝绳和卡环，双机抬吊单机载荷不能超过80%负荷率。
2、Manitowoc18000/750t履带吊采用42.7m主臂、42m超起桅杆、223.17t吊机配重、145.15t中心压重、110t轮式超起配重、600t大钩，吊装跨距为20m，履带吊在20m时的额定起重量为248.7t，盾尾重200t，履带吊负荷率为84.4%。
3、辅助吊机采用SCC4000C/400t履带吊H主臂工况36m主臂、155t后配重、400t吊钩工况来完成，抬吊下井跨距为13m，此时吊机的额定起重量为147t，吊机负荷率为74.8%。
（三）刀盘下井吊装
1、刀盘分六块，焊接好后整体吊装下井，整体重量430t，用φ120×12m环形钢丝绳条挂到750t履带式起重机的大钩上，将工装连接钢丝绳和刀盘吊耳，中间通过插销连接；然后再用2个150t卡环和φ90×15m钢丝绳两对连接翻身吊耳和辅助吊机大钩，辅助吊机采用SCC4000C/400t履带吊36m主臂、155t后配重、400t吊钩H主臂工况，辅助吊机跨距为7m内，两台吊机缓慢起钩，在刀盘下方垫好枕木，并受好力，防止刀盘打转，通过主辅吊机起钩变幅，将刀盘竖直，然后解除辅助吊机钢丝绳和卡环，由750t履带吊单机将其吊装下井就位。
2、Manitowoc18000/750t履带吊采用42.7m主臂、42m超起桅杆、223.17t吊机配重、145.15t中心压重、350t轮式超起配重、600t大钩，12m轮式超起半径，吊装跨距为12m，履带吊在12m时的额定起重量为587.1t，负荷率为74.9%。
3、辅助吊机采用SCC4000C/400t履带吊H主臂工况36m主臂、155t后配重、400t吊钩工况来完成，抬吊下井跨距为7m，此时吊机的额定起重量为269t，吊机负荷率为83.6%。
（四）相关计算
1、地基承载力计算
起吊时地基承载力验算，吊机重量为920000kg，刀盘重量为430000kg，钢丝绳卸扣等吊索具为10000kg，共1360000kg。
考虑两侧履带均布受力时，地基承载力要求为：
P=（1360000kg×10N/Kg）/（12×2×2.4）m2=236.1KPa
考虑较不利因素，单侧受力端履带受到85%的力时，地基承载力要求为：
P1=（1360000kg×10N/Kg×0.85）/（12×2.4）m2=401.4KPa
考虑动载安全系数1.3，地基承载力为：
P2≥401.4kPa×1.3=521.8KPa=52.2t/m2
得出靠近井口侧地基承载力需大于或等于52.2t/m2。
2、辅助吊机辅助抬吊时地基承载力验算，吊机重量为400000kg，抬吊刀盘重量为215000kg，钢丝绳卸扣等吊索具为4000kg，共619000kg。
考虑两侧履带均布受力时，地基承载力要求为：
P=（619000kg×10N/Kg）/（10×2×1.5）m2=206.3KPa
考虑较不利因素，单侧受力端履带受到85%的力时，地基承载力要求为：
P1=（619000kg×10N/Kg×0.85）/（10×1.5）m2=350.8KPa
考虑动载安全系数1.3，地基承载力为：
P2≥350.8kPa×1.3=456KPa=45.6t/m2
得出辅助吊机辅助抬吊时地压承受力需大于或等于45.6t/m2。
3、钢丝绳校核
刀盘吊装采用四条φ120mm×12m环形钢丝绳起吊，经查阅钢丝绳单根实际破断力S=765t，刀盘重量为Q=430t，α=56.25°，所以钢丝绳安全系数为：K=6×S×sinα/Q=6.9＞6（安全）。
三、大型盾构机吊装的安全措施
（一）起重机作业注意事项
1、吊装盾构机部件注意事项
进入施工现场的盾构见，需要严格遵循盾构机安装图纸要求，进行详细检查，其中主要包括截面规格、连接板、高强螺栓、垫板等，都要与设计要求相符。并且，盾构件也要按照吊装顺序进行分类。
2、吊装盾构机部件安全措施
所有吊装人员必须持证上岗，并遵守操作规程和行业规范。尤其是特殊机械作业人员，必须经过相关部门的技术培训、考核，并在获得作业操作证之后，才能够上岗作业。在吊装施工之前，技术人员应该进行施工技术交底，并一一检查吊装和运输设备。对于重要部位的挂钩、钢丝绳、锁绳夹等，必须详细检查其牢固性，一旦发现其中存在异常现象，必须及时采取有效措施加以排除。而且如果吊具被损坏，必须及时进行更换，严禁带着安装隐患操作。
3、起重机吊装作业注意事项
选择盾构机部件的吊点时，应该与相关规定相符，即在采用一个吊点起吊时，吊点必须选择在构件重心以上，促使吊点和构件重心之间的连线与构件的横截面保持垂直状态。
（二）吊装过程沉降监测
起重机作业区域的下方是已经开挖好的隧洞，为了确保盾构机吊装作业的安全性，在吊装盾构机构件过程中，必须实时监测地表和隧洞沉降。
结语
综上所述，盾构机是一种隧道掘进专用机械，随着建筑技术和通信技术等相关技术的快速发展，传统小型盾构机已经无法满足施工需要了，不仅如此，隧道施工也从单线实现了双线和双层线发展，这就进一步对盾构机吊装工艺提出了更高、更新的要求。因此，积极采用大型盾构机吊装技术势在必行。本文主要对海瑞克S985盾构机施工工艺进行了详细分析，获得了良好的效果，而且备受业主青睐。相信随着社会经济的快速发展，大型盾构机吊装会逐渐增多，而与此同时，大型盾构吊装工艺也会越来越成熟。
参考文献
[1]蔡小波.大型盾构机吊装技术的研究与应用[J].科技创新与应用,2016(32).
[2]冯宏朝.小场地盾构机吊装施工技术研究及应用[J].工程技术:文摘版:00027-00028.
论文作者:王良栋
论文发表刊物:《基层建设》2017年5期
论文发表时间:2017/6/16
标签：盾构论文; 钢丝绳论文; 吊机论文; 工况论文; 卡环论文; 作业论文; 履带吊论文; 《基层建设》2017年5期论文;