地下洞室桥式起重机吊装工艺

宋明哲

（中国水利水电第六工程局有限公司，辽宁沈阳 110179）

0.概况

新疆某引水隧洞标段长度38.253km，采用钻爆法和TBM法联合施工。钻爆法完成TBM组装洞室施工，两台TBM设备运输至组装洞室同时完成组装工作。桥式起重机的选择取决于TBM最大部件的重量，最重构件为刀盘和主驱动，重量达140t，均在TBM安装洞室进行组装，最终确定在TBM安装洞室布置1台QE80+80t-12.5m桥式起重机。

1.桥式起重机吊装重难点分析

（1）QE80+80t-12.5m桥式起重机吊装优选方案的确定。最快时间内完成桥式起重机吊装任务，为下一步TBM设备安装提供作业条件。

（2）安装洞室空间有限，且桥式起重机结构件尺寸大、自重大，使用常规汽车吊吊装、旋转、就位工作难度高。

2.准备工作

2.1 安装场地

TBM安装洞室安装场地长度100m、宽11.0m，净空16.813m。

2.2 桥式起重机基础

桥式起重机基础为现浇60cm厚边墙钢筋混凝土，混凝土施工过程中埋设φ22mm、L=500mm地脚螺栓。

2.3 吊装设备选用

桥式起重机吊装主要是主梁及大车行走机构的吊装，桥式起重机吊装单件最重件为“主梁+行走大车”，重量14.6t，桥式起重机轨道标高11.3m。

吊装设备选择根据主梁及大车的重量、桥式起重机安装的高度及现场情况确定。常规吊装方案采用50t汽车吊站在安装洞室中间进行吊装，汽车吊采取支腿全伸、后方作业的方式，7.5t配重，工作幅度为8m，杆长选15.9m，主臂仰角选52°，单车可吊重24t，可以满足14.6t行车最重件的吊装。对该方案进行论证时发现，汽车吊吊钩+杆头实测垂直长度达到2.8m，而桥式起重机主梁距安装洞室顶部距离4.4m，吊装钢丝绳距离吊点垂直距离仅有1.6m，模拟吊装过程中桥式起重机主梁与汽车吊臂杆碰撞，无法完成吊装作业，最终确定选用绞车和天锚滑轮进行吊装[1]。

为了满足桥式起重机部件安装时吊装高度的需要，在组装洞室顶部中间位置扩挖出上宽1000mm、下宽2000mm、深度1500mm的圆锥形起吊空间，利用4根Φ28、L=6.0m的锚杆作为起吊点。4根锚杆连接成整体安装滑轮作为吊点，并做拉力实验，拉力达到40t以上。导向轮承受的最大载荷为2×14.6=29.2t，选择40t的单向滑轮[2]。

吊装主梁及大车行走机构时，总负荷Q=14.6t。绞车钢丝绳受力：S=kQ=16.06t，k为动载系数，取1.1。按容许的安全系数5计算，单根钢丝绳最小破断拉力P=80.3t=803kN。根据钢丝绳破断拉力参数表查得[3]，绞车钢丝绳选用规格：φ38（型号6×37+FC-1770）纤维芯钢丝绳，最小破断拉力843kN。

根据钢丝绳型号和桥式起重机结构件重量选用JH-30回柱绞车进行吊装，可以满足14.6t行车最重件的吊装。

2.4 天锚滑轮安装及卷扬机布置

桥式起重机安装前，先进行天锚滑轮安装及绞车布置。在天锚吊点挂设40t单向滑轮。在进洞方向右侧洞壁与天锚水平距离5.5m，高度与JH-30回柱绞车出绳高度相同设置地锚导向滑轮，锚固点采用4根锚杆连接固定，吊装前进行拉力实验，拉力大于40t。拉力试验合格后挂上导向滑轮。绞车固定在地锚对面，出绳方向对准导向轮，与地锚锚固点成60°夹角，绞车底脚用锚杆固定并焊接牢固，确保起吊时稳定。桥式起重机吊装示意图见图1。

图1 桥式起重机吊装示意图

3.桥式起重机吊装

3.1 安装步骤

第一步：进行安装前的准备工作，包括设备清点、验收、保养；轨道及滑触线安装、安装样点的放设等准备工作。第二步：将主梁用钢支墩垫高，然后组装大车行走机构、小车轨道。第三步：桥架的组装，在轨道上放设桥式起重机安装样点，样点以大车运行车轮为基准，然后采用绞车将主梁一次性吊装到位，通过所放设的样点，调整安装位置，当安装位置调整合格后，吊装端梁，并与主梁采用螺栓连接。第四步：在拼装场地将小车架用钢支墩垫高，将小车运行机构、主提升减速器与小车架组装为一体。调整合格后用绞车将小车架整体吊装到主梁轨道。第五步：组装和调整起升机构，进行起升滑轮组钢丝绳穿绕。第六步：最后组装其他辅助设施，同时进行电气设备的安装。

3.2 轨道安装

采用全站仪根据桥式起重机轨距放线，弹出轨道中心线，再按轨道底宽，弹出轨底边线。将轨道吊装就位，用鱼尾板把轨道连成一体。采取全站仪测量全面找正，符合要求后把螺栓全部紧固。

3.3 主梁吊装

（1）将主梁及行走大车在地面组装为一体，整体进行吊装。主梁吊装前在轨道上划出大车行走机构4组行走轮平衡梁中心的位置，并打上冲眼记号，4点连线成矩形，两对角线相等。（2）主梁试吊采用绞车将“1#主梁+行走大车”起吊离地20cm，绞车进行制动，一边检查主梁平衡，另一边检查绞车的制动性能，检查绞车地锚是否牢固。同时验证“主梁+行走大车”的重量，对绞车的起吊能力进一步核实。（3）在主梁的两端拴上缆绳，缓慢起吊主梁，越过大车轨道，用缆绳使主梁缓慢旋转，将“主梁+行走大车”落在轨道上。（4）采用手拉葫芦将1#主梁沿轨道运行，离开安装地点，便于2#主梁起吊。（5）起吊2#主梁，将2#主梁吊到大车轨道上。（6）2#主梁沿轨道运行，靠近1#主梁，两者之间距离方便端梁连接。（7）起吊左侧端梁，将1#、2#主梁左端连接；起吊右侧端梁，并连接组成桥架。

3.4 小车吊装

小车四角设置4个吊点。起吊用4根钢丝绳，挂在1#小车吊耳上，用绞车将小车吊到桥架上。同理起吊2#小车，放到桥架上。

4.结语

以地下洞室内桥式起重机吊装为背景，通过合理安排场地规划布置以及吊装方案的优化，选用绞车和天锚滑轮进行桥式起重机吊装的方式，解决吊装空间受限的问题，有效解决有限空间环境中大型设备吊装的施工难题，达到安全、快速的完成施工任务，在实际施工中创造了良好的效果，可供类似工程借鉴。