新加坡地鐵濱海線C822標盾構吊裝下井施工

【摘 要】 文章以新加坡地鐵濱海線C822標為背景，針對該工程工作井及周邊場地的特殊環境條件，提出了適合工程實際情況的盾構吊裝下井方案，對吊裝方法和吊裝順序作了詳細的介紹。?
【關鍵詞】地鐵盾構 工作井 吊裝順序 技術措施

一、工程概況?

新加坡地鐵濱海線C822標的業主是新加坡陸路交通管理局(LTA)，總承包商為ECON-NCC聯營體。上海隧道公司承擔該標段中的3段盾構法隧道推進工程及第一次管底混凝土的澆注工作，其中每段隧道長600～800m。?

1.?周邊環境?

本工程的第一段隧道工程有南北2個工作井，作為上下行線盾構推進的始發井，施工場地位于Upper Paya Lebar路中間，呈狹長型，東西向之間的距離約為200m，而南北向之間的距離僅40m左右，2個井位間的間距為60m。場地布置如圖1所示。

由于場地比較狹窄，對施工十分不利，如：盾構吊裝下井的主要設備--大型汽車吊的旋轉半徑受到限制；必須事先規劃好運載盾構設備的大型平板車在場地內的倒車路線，使吊車能順利地將盾構部件吊下井。?

2.?工作井狀況?

本次推進的盾構工作井凈空比較小，南線工作井四角和中部都有支撐，將井空間分為兩部分；北線工作井除了中部支撐和角撐外，中間還有1根φ600的煤氣管，沿井的長度方向橫穿整個井位，增加了盾構下井的難度。圖2為南北線工作井示意圖。

3.?盾構?

本工程采用日本三菱重工制造的土壓平衡盾構(圖3)進行施工。?

圖3 盾構示意圖

盾構外徑為6 600mm，總長8.8m，共有16組推進千斤頂，推力最大為40 000kN；大刀盤工作扭矩為2 860～5 720kNm，轉速為1.5～3.0r/min。盾構總重375.5t，各主要部件的尺寸及重量如表1所示。?

二、盾構吊裝方案?

1.?大型平板車的運輸線路?

按新加坡的規定，超過6m的大型平板車必須在晚上10∶00后，并有警車護送才可進行運輸；考慮到場地比較狹長，而大型平板車的最小轉彎內半徑為23m，因此須在場外先倒車，再將盾構配件以倒車的形式運送至井邊。

表1 盾構主要部件的尺寸及重量

2.?主要的吊裝設備及工具?

(1) 大型吊裝設備：15t的行車；160t、300t、500t汽車吊。?

(2) 千斤頂：100t的液壓千斤頂3套。?

(3) 手拉葫蘆：5t、10t、15t、30t各一套。?

(4) 電焊機氧氣割刀等設備。?

(5) 其他常用工具：各種規格的鋼絲繩、板手、鉗、探照燈、對講機、水平儀、鉛垂儀、腳手管、吊具、索具。?

3.?確定汽車吊及其位置?

由于盾構最重的部件B環約有120t，必須要用500t的汽車吊才能吊下井，其他部件如大刀盤(40t)、A環(100t)、C環(40t)和一些小配件等，則分別由300t、160t和50t汽車吊負責吊下井。?

500t的汽車吊自重為150t，為了提高地基的承載力和減少對工作井的影響，在500t汽車吊的4個腳撐位置下面，設置并排雙孔鉆孔灌注樁基礎(直徑為900mm，深20m)和鋼筋混凝土承臺(厚1m)，承臺與汽車吊的腳撐位置一一對應。南線汽車吊停在工作井后井壁的旁邊；北線汽車吊停在平行于洞圈側井壁的旁邊，見圖4。?

4.?盾構部件的翻轉?

受場地和汽車吊旋轉半徑的限制，南北線盾構均不能一次吊裝到位；盾構的A、B、C環及大刀盤等部件，都是以豎直位置放在平板車上運至井邊的，在吊裝前都要先翻轉至水平位置再下井。?

(1) A、B環的翻轉?

由于A、B環比較重，需要用500t和160t兩部吊車，先把盾構部件微微吊起，然后將平板車開走，再提升500t吊車一側的2個吊點，慢慢放下160t一側的另2個吊點，使部件翻至水平位置。?

(2) C環和大刀盤的翻轉?

可用300t吊車將C環和大刀盤卸下車，放在地面上，在一側2個吊點上裝上鋼絲繩，在另一側1個吊點的鋼絲繩中間接1個30t的手拉葫蘆；微微吊起部件，將手拉葫蘆一側的鋼絲繩慢慢延長(通過手拉葫蘆調節長度)，直到部件翻至水平。?

5.?盾構基座及素混凝土墊層?

因為南北線工作井的支撐都很多，凈空比較小，盾構部件下井后需要在基座上推進一段距離才能與前一部件相連接，因此基座需要做得比較長(20m)。南線基座沿軸線平面方位放在洞圈下面，然后將基座墊起，按2%的出洞坡度澆筑素混凝土墊層；北線基座因受汽車吊旋轉半徑和煤氣管的限制，只能放在平行于洞圈軸線的一側，盾構井下拼裝結束后再整體移至洞圈口，所以需要先按3%的出洞坡度滿膛澆筑素混凝土墊層后再放下基座。?

6.?盾構部件的井下移動?

井下移動盾構部件采用2個100t的液壓千斤頂，千斤頂行程400mm，頂進速度在30mm/min左右。鋼后靠采用350×350×15的H型鋼，上層放置100t千斤頂，鋼后靠的后端焊3塊三角筋板，將H型鋼和盾構基座連接起來。?

千斤頂行程結束后，在后面墊上鋼墊塊接力，每次頂進結束后割去三角筋板，鋼后靠移至前面再焊接，依次將盾構部件移動到位。?

三、南北線盾構吊裝下井?

由于井的凈空比較小，為了使盾構部件能順利吊下井，A、B、C環都必須旋轉至平行于角撐的位置再吊下井，以獲得最大的空間；待部件吊到最后一層支撐下面后再轉回到與基座平行后放下；螺旋出土機吊下井時先直接放到底板上，再將后面一個吊點前移，將螺旋出土機斜著吊起后，以一定的角度插入位置。因為汽車吊的吊裝旋轉半徑有限，南線盾構部件下井時只能放在基座后側部分，再用千斤頂在基座上往前移動一段距離，為后續部件下井創造空間；北線盾構的吊裝方法與南線相似，等所有部件都吊下井后，用千斤頂將基座和盾構整個平移至洞圈。?

1.?南線盾構的吊裝順序?

汽車吊就位→盾構A環到現場→將A環翻轉至垂直位置→吊A環下井→吊大刀盤下井→在基座上將A環向前移5.7m→將B環翻轉至垂直位置→吊B環下井→在基座上將B環向前移3.4m→吊拼裝機下井→將B環向前移2.75m→吊螺旋出土機下井→將B環向前移4.1m→吊C環下井→將C環向前移5.45m→吊管片整圓器下井→盾構焊接及機電安裝調試。?

2.?北線盾構的吊裝順序?

汽車吊就位→盾構A環到現場→將A環翻轉至垂直位置→吊A環下井→吊大刀盤下井→在基座上將A環向前移5.7m→將B環翻轉至垂直位置→吊B環下井→在基座上將B環向前移2.5m→吊拼裝機下井→將B環向前移2.45m→吊螺旋出土機下井→將B環向前移4.1m→吊C環下井→將C環向前移4.93m→吊管片整圓器下井→盾構焊接→將盾構和基座整體推至洞圈→機電安裝調試。?

3.?盾構吊裝的風險及采取的措施?

(1) 在汽車吊操作時，由于吊裝方式不正確、地面不穩定、吊具失效等，都會使吊裝作業存在風險，因此，掛鉤人員必須經過培訓，有相關的證書，統一聽從起吊監工的指揮，吊具必須經過專業工程師的驗算；在汽車吊撐腳下面墊上鋼板，500t汽車吊撐腳下面設置鉆孔灌注樁和鋼筋混凝土承臺，增加地基承載力；在規定的地點起吊，檢查地面是否穩定；檢查起吊半徑；檢查最大的起吊荷載；檢查吊臂的長度是否在限制范圍內，防止吊車傾覆。

(2) 防止盾構基座結構破壞，基座必須經過專業工程師的設計驗算、檢查鋼結構尺寸、檢查焊點質量。

(3) 每天由聯營體安全部門派專人檢查、監測φ600煤氣管是否有煤氣泄漏。?

由于從事掛鉤、指揮、起重、焊接、機電安裝的有關人員緊密配合，嚴格按照地面及井下安全操作規程工作，從而使盾構吊裝任務順利完成。?

四、結語?

1.?本工程盾構吊裝工作由新加坡長運公司承擔，它是專業的大型設備吊運公司，曾在我公司總承包的新加坡深污水隧道T-01標中承擔過盾構吊裝的任務，現場吊裝經驗豐富。

2.?吊裝重量在100t以上的盾構主要部件A、B環，采用目前新加坡起重量最大的DEMAG 500t汽車吊進行吊裝下井作業是行之有效的。由于在500t汽車吊4個腳撐下面打設鉆孔灌注樁來增大地基的承載力，有效地控制了地面變形，工作井的穩定性也未受到任何影響。?

3.?工作井的凈空比較狹小，給吊裝工作帶來了一定的困難。在兩次吊裝作業中，由于吊裝方案可行性高，加上組織安排具體、合理、嚴密，從而使吊裝作業順利進行，并確保了φ600煤氣管的安全。