地鐵施工中頂管機吊裝技術分析

鄧隆添

（天津市地下鐵道集團有限公司，天津 300011）

大型設備的吊裝施工前，場地條件，凈空，吊機、吊具的選擇以及構件尺寸和地基承載力等諸多因素都需要進行驗證和模擬，從而達到保證實際施工安全、順利的目的[1]。

1 工程概況

天津地鐵4 號線南段某過街通道工程為車站下穿津濱大道的連接通道，車站出入口呈“L”形，下穿津濱大道段采用頂管法施工，頂管始發井及其余部分均采用明挖法施工。

采用的矩形頂管機主機總長5 214 mm（含刀盤），總質量為172.44 t，分體吊裝。見表1。

表1 頂管機各部位數量及質量

根據現場工況條件和最大起吊重量，選用中聯重科生產的ZCC1800H 履帶起重機（180 t）進行矩形頂管機吊裝作業[2]。見圖1。

圖1 ZCC1800H履帶起重機

2 頂管施工吊裝技術

2.1 施工前的準備工作

吊裝開始之前，需要在始發井及接收井周圍做好防護，安裝1.5 m×2 m 的梯籠進行人員運輸，確保安全通過基坑通道。在清理完始發井內部雜物之后，需要核對吊車站位區域場地的承受能力，確保其符合施工要求；同時，確保施工時的天氣情況符合吊裝環境要求。

在施工前須準備好各種工具，如履帶式起重機、鋼絲繩、對講機、開口扳手等并確保施工區的照明系統及通訊系統正常；安排技術素養較高的組裝人員，能夠實現即時下井。

2.2 頂管機吊裝和吊拆施工

2.2.1 作業前檢查

作業之前須嚴格對吊裝及吊拆作業進行檢查。起吊前應確保釣餌完整，工作負荷及廠商標記清晰可見，吊耳主體及吊環等零件未出現變形，強受力部位未出現劃痕等機械性損傷。檢測完成后，需要進行試吊工作。安裝吊繩后，起吊機身離地200 mm 試吊，懸停5 min，檢查繩扣、地面、起重機完好無異常后，之后繼續吊裝[3]。

2.2.2 矩形頂管機吊裝要求

吊裝時，須保證吊機狀態良好并全面清理施工區域內場地，為后續施工奠定基礎。始發井與接收井的施工場地為C30 鋼筋混凝土路面，厚度為300 mm，雙層雙向?16 mm 鋼筋。吊裝設備到位后，須將頂管機堆放于吊機吊裝范圍內。同時，應確保吊帶及鋼絲繩等設備的安全，使其符合吊裝規范要求，在經過嚴格檢查后方可進入正常吊裝程序。起吊時，須保證吊裝設備垂直，離地面2 m時進行試吊工作，在吊機穩定后由專職起重機指揮，使其緩慢回到初始位置。

2.2.3 矩形頂管機吊裝策略

頂管機組裝前在已澆筑好的結構底板上回填C35素混凝土至始發基座標高，始發基座安裝完成后應滿足軸線、標高要求并固定牢靠。

矩形頂管機前下殼體出廠前已裝配好刀盤驅動、糾偏油缸等組件，結構尺寸為3 805 mm×6 900 mm×2 100 mm，質量約26.3 t，4 點起吊，下井后須放至始發基座前端并精確定位居中。

矩形頂管機前上殼體結構尺寸為3 805 mm×6 940 mm×2 335 mm，質量約26.3 t，4 點起吊，下井后須放至前下殼體上端，與下殼體通過定位銷、螺栓連接。

矩形頂管機后下殼體結構尺寸為1 950 mm×6 900 mm×2 100 mm，質量約17 t，4 點起吊，下井后須放至始發基座上與前下殼體通過糾偏油缸連接。

矩形頂管機后上殼體結構尺寸為1 950 mm×6 900 mm×2 100 mm，質量約16.2 t,4 點起吊，下井后須放至后下殼體上端，與后下殼體通過定位銷、螺栓連接。

單個螺旋輸送機質量約5.8 t，下井后須緩慢吊至前后殼體空腔內，用手拉葫蘆倒掛螺機中下端吊點，人工協助緩慢將螺旋輸送機送至泥艙預留孔洞內并與隔倉板螺栓連接，螺栓緊固定后用扁鋼將螺機與前上殼體連接，起到支撐作用。

2.2.4 管節吊裝施工安排

本工程共需管節質量約192 節，為C50 鋼筋混凝土預制，單管節質量約33.5 t，結構尺寸為6 900 mm×4 200 mm×1 500 mm，利用鋼制扁擔起吊方式進行整體吊裝。

管節吊具根據設計管節預留吊裝孔洞進行設計，采用鋼板組合焊接箱型結構；母材采用強度較大、韌性好、焊接性能優良的Q345 熱軋鋼板；銷軸采用綜合性能較好的45#鋼。

起吊前將管節在場地內做好防水粘貼及注漿管路布設，翻身后擺放于吊裝區域內；起吊時將管節上提超過基坑護攔頂，擺動大臂至吊裝孔中心，逐步下放至基坑底始發架上，在井下與其他管節做好拼接。

3 施工監測

3.1 監測目的

通過在頂管機吊裝、吊拆過程中對圍護結構的監測，達到以下目的：

1）掌握各個吊裝過程中作業井端頭圍護結構及支撐體系變化情況；

2）通過對監測數據的分析，判斷頂管機吊裝對圍護結構影響程度及基坑的安全度。

3.2 監測內容及控制標準

監測內容主要包括：樁頂水平位移、地表沉降、管線沉降。隨時吊裝隨時監測，及時獲取變化的第一手數據，以便指導安全吊裝和吊裝的速度[4]。見表2。

表2 監測內容及控制參數

4 施工安全保證措施

4.1 設備自檢

起重機械進場后，要進行自檢，重點檢查以下內容。

1）臂架結構無變形、開裂和嚴重銹蝕；各部件齊全完好，安裝牢固、可靠；螺栓、銷軸齊全緊固，軸向制動裝置符合規定。

2）發動機、車架、行走系統、各制動器、離合器、操縱系統、電氣儀表、報警系統均正常。

3）鋼絲繩無斷絲及磨損過度情況，潤滑良好；卷筒鋼絲繩排列整齊；滑輪完好，轉動良好，防脫裝置有效。

4）各安全閥、溢流閥和液壓鎖等工作正常；液壓管路、接頭、閥組正常，無泄漏，油質符合要求；各油泵、馬達、油缸等工作正常。

5）起重量指示器正常；力矩限制器靈敏有效；高度限位器靈敏有效；吊鉤鋼絲繩防脫裝置完好有效；臂桿防后傾裝置靈敏有效；起重量和檢驗合格標志清晰；水平儀正常。

6）吊具、索具完好，符合規范要求。

4.2 安全保證措施

吊車作業在專人指揮下進行,做到定機、定人、定指揮。嚴格控制吊車回轉半徑，避免觸及周圍建筑物與高壓線。嚴禁高空拋物，以免傷人；由當班施工員根據當時施工條件及作業環境、生產條件作安全交底并記錄；司索掛鉤完畢后，檢查卸扣、鋼絲繩狀態，由現場指揮人員、安全員和起重機駕駛員三人確認后，方可起吊；吊裝作業夜間施工時，現場必須有足夠的燈光照明，但燈光不能朝向道路方向，也不能影響機械操作人員的視線；吊裝作業時需對周圍設置安全警示帶，設置吊機安全作業范圍，防止發生意外；對施工場地內水、電等管線位置采用標識牌標注并用油漆標出，吊機行走時規避水電管線位置，如不能避讓時，應在管線上方鋪墊鋼板后方可行走[5]。

5 結語

機械化施工帶來的便利十分的凸出，這一點在頂管法施工中尤為明顯，隨著頂管法施工工藝越來越成熟，應用越來越普遍，尺寸和重量更大的頂管機將會被生產出來。各個項目的場地、吊裝設備等因素的多樣性，也給頂管機等大型設備的吊裝施工帶來了不一樣的考驗。通過對本項目頂管機吊裝施工的研究探討，希望能夠總結出一些有效的施工經驗，確保吊裝施工的安全、有序。