地下洞室橋式起重機吊裝工藝

宋明哲

（中國水利水電第六工程局有限公司，遼寧沈陽 110179）

0.概況

新疆某引水隧洞標段長度38.253km，采用鉆爆法和TBM法聯合施工。鉆爆法完成TBM組裝洞室施工，兩臺TBM設備運輸至組裝洞室同時完成組裝工作。橋式起重機的選擇取決于TBM最大部件的重量，最重構件為刀盤和主驅動，重量達140t，均在TBM安裝洞室進行組裝，最終確定在TBM安裝洞室布置1臺QE80+80t-12.5m橋式起重機。

1.橋式起重機吊裝重難點分析

（1）QE80+80t-12.5m橋式起重機吊裝優選方案的確定。最快時間內完成橋式起重機吊裝任務，為下一步TBM設備安裝提供作業條件。

（2）安裝洞室空間有限，且橋式起重機結構件尺寸大、自重大，使用常規汽車吊吊裝、旋轉、就位工作難度高。

2.準備工作

2.1 安裝場地

TBM安裝洞室安裝場地長度100m、寬11.0m，凈空16.813m。

2.2 橋式起重機基礎

橋式起重機基礎為現澆60cm厚邊墻鋼筋混凝土，混凝土施工過程中埋設φ22mm、L=500mm地腳螺栓。

2.3 吊裝設備選用

橋式起重機吊裝主要是主梁及大車行走機構的吊裝，橋式起重機吊裝單件最重件為“主梁+行走大車”，重量14.6t，橋式起重機軌道標高11.3m。

吊裝設備選擇根據主梁及大車的重量、橋式起重機安裝的高度及現場情況確定。常規吊裝方案采用50t汽車吊站在安裝洞室中間進行吊裝，汽車吊采取支腿全伸、后方作業的方式，7.5t配重，工作幅度為8m，桿長選15.9m，主臂仰角選52°，單車可吊重24t，可以滿足14.6t行車最重件的吊裝。對該方案進行論證時發現，汽車吊吊鉤+桿頭實測垂直長度達到2.8m，而橋式起重機主梁距安裝洞室頂部距離4.4m，吊裝鋼絲繩距離吊點垂直距離僅有1.6m，模擬吊裝過程中橋式起重機主梁與汽車吊臂桿碰撞，無法完成吊裝作業，最終確定選用絞車和天錨滑輪進行吊裝[1]。

為了滿足橋式起重機部件安裝時吊裝高度的需要，在組裝洞室頂部中間位置擴挖出上寬1000mm、下寬2000mm、深度1500mm的圓錐形起吊空間，利用4根Φ28、L=6.0m的錨桿作為起吊點。4根錨桿連接成整體安裝滑輪作為吊點，并做拉力實驗，拉力達到40t以上。導向輪承受的最大載荷為2×14.6=29.2t，選擇40t的單向滑輪[2]。

吊裝主梁及大車行走機構時，總負荷Q=14.6t。絞車鋼絲繩受力：S=kQ=16.06t，k為動載系數，取1.1。按容許的安全系數5計算，單根鋼絲繩最小破斷拉力P=80.3t=803kN。根據鋼絲繩破斷拉力參數表查得[3]，絞車鋼絲繩選用規格：φ38（型號6×37+FC-1770）纖維芯鋼絲繩，最小破斷拉力843kN。

根據鋼絲繩型號和橋式起重機結構件重量選用JH-30回柱絞車進行吊裝，可以滿足14.6t行車最重件的吊裝。

2.4 天錨滑輪安裝及卷揚機布置

橋式起重機安裝前，先進行天錨滑輪安裝及絞車布置。在天錨吊點掛設40t單向滑輪。在進洞方向右側洞壁與天錨水平距離5.5m，高度與JH-30回柱絞車出繩高度相同設置地錨導向滑輪，錨固點采用4根錨桿連接固定，吊裝前進行拉力實驗，拉力大于40t。拉力試驗合格后掛上導向滑輪。絞車固定在地錨對面，出繩方向對準導向輪，與地錨錨固點成60°夾角，絞車底腳用錨桿固定并焊接牢固，確保起吊時穩定。橋式起重機吊裝示意圖見圖1。

圖1 橋式起重機吊裝示意圖

3.橋式起重機吊裝

3.1 安裝步驟

第一步：進行安裝前的準備工作，包括設備清點、驗收、保養；軌道及滑觸線安裝、安裝樣點的放設等準備工作。第二步：將主梁用鋼支墩墊高，然后組裝大車行走機構、小車軌道。第三步：橋架的組裝，在軌道上放設橋式起重機安裝樣點，樣點以大車運行車輪為基準，然后采用絞車將主梁一次性吊裝到位，通過所放設的樣點，調整安裝位置，當安裝位置調整合格后，吊裝端梁，并與主梁采用螺栓連接。第四步：在拼裝場地將小車架用鋼支墩墊高，將小車運行機構、主提升減速器與小車架組裝為一體。調整合格后用絞車將小車架整體吊裝到主梁軌道。第五步：組裝和調整起升機構，進行起升滑輪組鋼絲繩穿繞。第六步：最后組裝其他輔助設施，同時進行電氣設備的安裝。

3.2 軌道安裝

采用全站儀根據橋式起重機軌距放線，彈出軌道中心線，再按軌道底寬，彈出軌底邊線。將軌道吊裝就位，用魚尾板把軌道連成一體。采取全站儀測量全面找正，符合要求后把螺栓全部緊固。

3.3 主梁吊裝

（1）將主梁及行走大車在地面組裝為一體，整體進行吊裝。主梁吊裝前在軌道上劃出大車行走機構4組行走輪平衡梁中心的位置，并打上沖眼記號，4點連線成矩形，兩對角線相等。（2）主梁試吊采用絞車將“1#主梁+行走大車”起吊離地20cm，絞車進行制動，一邊檢查主梁平衡，另一邊檢查絞車的制動性能，檢查絞車地錨是否牢固。同時驗證“主梁+行走大車”的重量，對絞車的起吊能力進一步核實。（3）在主梁的兩端拴上纜繩，緩慢起吊主梁，越過大車軌道，用纜繩使主梁緩慢旋轉，將“主梁+行走大車”落在軌道上。（4）采用手拉葫蘆將1#主梁沿軌道運行，離開安裝地點，便于2#主梁起吊。（5）起吊2#主梁，將2#主梁吊到大車軌道上。（6）2#主梁沿軌道運行，靠近1#主梁，兩者之間距離方便端梁連接。（7）起吊左側端梁，將1#、2#主梁左端連接；起吊右側端梁，并連接組成橋架。

3.4 小車吊裝

小車四角設置4個吊點。起吊用4根鋼絲繩，掛在1#小車吊耳上，用絞車將小車吊到橋架上。同理起吊2#小車，放到橋架上。

4.結語

以地下洞室內橋式起重機吊裝為背景，通過合理安排場地規劃布置以及吊裝方案的優化，選用絞車和天錨滑輪進行橋式起重機吊裝的方式，解決吊裝空間受限的問題，有效解決有限空間環境中大型設備吊裝的施工難題，達到安全、快速的完成施工任務，在實際施工中創造了良好的效果，可供類似工程借鑒。