地铁施工中顶管机吊装技术分析

邓隆添

（天津市地下铁道集团有限公司，天津 300011）

大型设备的吊装施工前，场地条件，净空，吊机、吊具的选择以及构件尺寸和地基承载力等诸多因素都需要进行验证和模拟，从而达到保证实际施工安全、顺利的目的[1]。

1 工程概况

天津地铁4 号线南段某过街通道工程为车站下穿津滨大道的连接通道，车站出入口呈“L”形，下穿津滨大道段采用顶管法施工，顶管始发井及其余部分均采用明挖法施工。

采用的矩形顶管机主机总长5 214 mm（含刀盘），总质量为172.44 t，分体吊装。见表1。

表1 顶管机各部位数量及质量

根据现场工况条件和最大起吊重量，选用中联重科生产的ZCC1800H 履带起重机（180 t）进行矩形顶管机吊装作业[2]。见图1。

图1 ZCC1800H履带起重机

2 顶管施工吊装技术

2.1 施工前的准备工作

吊装开始之前，需要在始发井及接收井周围做好防护，安装1.5 m×2 m 的梯笼进行人员运输，确保安全通过基坑通道。在清理完始发井内部杂物之后，需要核对吊车站位区域场地的承受能力，确保其符合施工要求；同时，确保施工时的天气情况符合吊装环境要求。

在施工前须准备好各种工具，如履带式起重机、钢丝绳、对讲机、开口扳手等并确保施工区的照明系统及通讯系统正常；安排技术素养较高的组装人员，能够实现即时下井。

2.2 顶管机吊装和吊拆施工

2.2.1 作业前检查

作业之前须严格对吊装及吊拆作业进行检查。起吊前应确保钓饵完整，工作负荷及厂商标记清晰可见，吊耳主体及吊环等零件未出现变形，强受力部位未出现划痕等机械性损伤。检测完成后，需要进行试吊工作。安装吊绳后，起吊机身离地200 mm 试吊，悬停5 min，检查绳扣、地面、起重机完好无异常后，之后继续吊装[3]。

2.2.2 矩形顶管机吊装要求

吊装时，须保证吊机状态良好并全面清理施工区域内场地，为后续施工奠定基础。始发井与接收井的施工场地为C30 钢筋混凝土路面，厚度为300 mm，双层双向ϕ16 mm 钢筋。吊装设备到位后，须将顶管机堆放于吊机吊装范围内。同时，应确保吊带及钢丝绳等设备的安全，使其符合吊装规范要求，在经过严格检查后方可进入正常吊装程序。起吊时，须保证吊装设备垂直，离地面2 m时进行试吊工作，在吊机稳定后由专职起重机指挥，使其缓慢回到初始位置。

2.2.3 矩形顶管机吊装策略

顶管机组装前在已浇筑好的结构底板上回填C35素混凝土至始发基座标高，始发基座安装完成后应满足轴线、标高要求并固定牢靠。

矩形顶管机前下壳体出厂前已装配好刀盘驱动、纠偏油缸等组件，结构尺寸为3 805 mm×6 900 mm×2 100 mm，质量约26.3 t，4 点起吊，下井后须放至始发基座前端并精确定位居中。

矩形顶管机前上壳体结构尺寸为3 805 mm×6 940 mm×2 335 mm，质量约26.3 t，4 点起吊，下井后须放至前下壳体上端，与下壳体通过定位销、螺栓连接。

矩形顶管机后下壳体结构尺寸为1 950 mm×6 900 mm×2 100 mm，质量约17 t，4 点起吊，下井后须放至始发基座上与前下壳体通过纠偏油缸连接。

矩形顶管机后上壳体结构尺寸为1 950 mm×6 900 mm×2 100 mm，质量约16.2 t,4 点起吊，下井后须放至后下壳体上端，与后下壳体通过定位销、螺栓连接。

单个螺旋输送机质量约5.8 t，下井后须缓慢吊至前后壳体空腔内，用手拉葫芦倒挂螺机中下端吊点，人工协助缓慢将螺旋输送机送至泥舱预留孔洞内并与隔仓板螺栓连接，螺栓紧固定后用扁钢将螺机与前上壳体连接，起到支撑作用。

2.2.4 管节吊装施工安排

本工程共需管节质量约192 节，为C50 钢筋混凝土预制，单管节质量约33.5 t，结构尺寸为6 900 mm×4 200 mm×1 500 mm，利用钢制扁担起吊方式进行整体吊装。

管节吊具根据设计管节预留吊装孔洞进行设计，采用钢板组合焊接箱型结构；母材采用强度较大、韧性好、焊接性能优良的Q345 热轧钢板；销轴采用综合性能较好的45#钢。

起吊前将管节在场地内做好防水粘贴及注浆管路布设，翻身后摆放于吊装区域内；起吊时将管节上提超过基坑护拦顶，摆动大臂至吊装孔中心，逐步下放至基坑底始发架上，在井下与其他管节做好拼接。

3 施工监测

3.1 监测目的

通过在顶管机吊装、吊拆过程中对围护结构的监测，达到以下目的：

1）掌握各个吊装过程中作业井端头围护结构及支撑体系变化情况；

2）通过对监测数据的分析，判断顶管机吊装对围护结构影响程度及基坑的安全度。

3.2 监测内容及控制标准

监测内容主要包括：桩顶水平位移、地表沉降、管线沉降。随时吊装随时监测，及时获取变化的第一手数据，以便指导安全吊装和吊装的速度[4]。见表2。

表2 监测内容及控制参数

4 施工安全保证措施

4.1 设备自检

起重机械进场后，要进行自检，重点检查以下内容。

1）臂架结构无变形、开裂和严重锈蚀；各部件齐全完好，安装牢固、可靠；螺栓、销轴齐全紧固，轴向制动装置符合规定。

2）发动机、车架、行走系统、各制动器、离合器、操纵系统、电气仪表、报警系统均正常。

3）钢丝绳无断丝及磨损过度情况，润滑良好；卷筒钢丝绳排列整齐；滑轮完好，转动良好，防脱装置有效。

4）各安全阀、溢流阀和液压锁等工作正常；液压管路、接头、阀组正常，无泄漏，油质符合要求；各油泵、马达、油缸等工作正常。

5）起重量指示器正常；力矩限制器灵敏有效；高度限位器灵敏有效；吊钩钢丝绳防脱装置完好有效；臂杆防后倾装置灵敏有效；起重量和检验合格标志清晰；水平仪正常。

6）吊具、索具完好，符合规范要求。

4.2 安全保证措施

吊车作业在专人指挥下进行,做到定机、定人、定指挥。严格控制吊车回转半径，避免触及周围建筑物与高压线。严禁高空抛物，以免伤人；由当班施工员根据当时施工条件及作业环境、生产条件作安全交底并记录；司索挂钩完毕后，检查卸扣、钢丝绳状态，由现场指挥人员、安全员和起重机驾驶员三人确认后，方可起吊；吊装作业夜间施工时，现场必须有足够的灯光照明，但灯光不能朝向道路方向，也不能影响机械操作人员的视线；吊装作业时需对周围设置安全警示带，设置吊机安全作业范围，防止发生意外；对施工场地内水、电等管线位置采用标识牌标注并用油漆标出，吊机行走时规避水电管线位置，如不能避让时，应在管线上方铺垫钢板后方可行走[5]。

5 结语

机械化施工带来的便利十分的凸出，这一点在顶管法施工中尤为明显，随着顶管法施工工艺越来越成熟，应用越来越普遍，尺寸和重量更大的顶管机将会被生产出来。各个项目的场地、吊装设备等因素的多样性，也给顶管机等大型设备的吊装施工带来了不一样的考验。通过对本项目顶管机吊装施工的研究探讨，希望能够总结出一些有效的施工经验，确保吊装施工的安全、有序。