新加坡地铁滨海线C822标盾构吊装下井施工
【摘 要】 文章以新加坡地铁滨海线C822标为背景，针对该工程工作井及周边场地的特殊环境条件，提出了适合工程实际情况的盾构吊装下井方案，对吊装方法和吊装顺序作了详细的介绍。?
【关键词】地铁盾构 工作井 吊装顺序 技术措施
一、工程概况?
新加坡地铁滨海线C822标的业主是新加坡陆路交通管理局(LTA)，总承包商为ECON-NCC联营体。上海隧道公司承担该标段中的3段盾构法隧道推进工程及第一次管底混凝土的浇注工作，其中每段隧道长600～800m。?
1.?周边环境?
本工程的第一段隧道工程有南北2个工作井，作为上下行线盾构推进的始发井，施工场地位于Upper Paya Lebar路中间，呈狭长型，东西向之间的距离约为200m，而南北向之间的距离仅40m左右，2个井位间的间距为60m。场地布置如图1所示。
由于场地比较狭窄，对施工十分不利，如：盾构吊装下井的主要设备--大型汽车吊的旋转半径受到限制；必须事先规划好运载盾构设备的大型平板车在场地内的倒车路线，使吊车能顺利地将盾构部件吊下井。?
2.?工作井状况?
本次推进的盾构工作井净空比较小，南线工作井四角和中部都有支撑，将井空间分为两部分；北线工作井除了中部支撑和角撑外，中间还有1根φ600的煤气管，沿井的长度方向横穿整个井位，增加了盾构下井的难度。图2为南北线工作井示意图。
3.?盾构?
本工程采用日本三菱重工制造的土压平衡盾构(图3)进行施工。?
图3 盾构示意图
盾构外径为6 600mm，总长8.8m，共有16组推进千斤顶，推力最大为40 000kN；大刀盘工作扭矩为2 860～5 720kNm，转速为1.5～3.0r/min。盾构总重375.5t，各主要部件的尺寸及重量如表1所示。?
二、盾构吊装方案?
1.?大型平板车的运输线路?
按新加坡的规定，超过6m的大型平板车必须在晚上10∶00后，并有警车护送才可进行运输；考虑到场地比较狭长，而大型平板车的最小转弯内半径为23m，因此须在场外先倒车，再将盾构配件以倒车的形式运送至井边。
表1 盾构主要部件的尺寸及重量
2.?主要的吊装设备及工具?
(1) 大型吊装设备：15t的行车；160t、300t、500t汽车吊。?
(2) 千斤顶：100t的液压千斤顶3套。?
(3) 手拉葫芦：5t、10t、15t、30t各一套。?
(4) 电焊机氧气割刀等设备。?
(5) 其他常用工具：各种规格的钢丝绳、板手、钳、探照灯、对讲机、水平仪、铅垂仪、脚手管、吊具、索具。?
3.?确定汽车吊及其位置?
由于盾构最重的部件B环约有120t，必须要用500t的汽车吊才能吊下井，其他部件如大刀盘(40t)、A环(100t)、C环(40t)和一些小配件等，则分别由300t、160t和50t汽车吊负责吊下井。?
500t的汽车吊自重为150t，为了提高地基的承载力和减少对工作井的影响，在500t汽车吊的4个脚撑位置下面，设置并排双孔钻孔灌注桩基础(直径为900mm，深20m)和钢筋混凝土承台(厚1m)，承台与汽车吊的脚撑位置一一对应。南线汽车吊停在工作井后井壁的旁边；北线汽车吊停在平行于洞圈侧井壁的旁边，见图4。?
4.?盾构部件的翻转?
受场地和汽车吊旋转半径的限制，南北线盾构均不能一次吊装到位；盾构的A、B、C环及大刀盘等部件，都是以竖直位置放在平板车上运至井边的，在吊装前都要先翻转至水平位置再下井。?
(1) A、B环的翻转?
由于A、B环比较重，需要用500t和160t两部吊车，先把盾构部件微微吊起，然后将平板车开走，再提升500t吊车一侧的2个吊点，慢慢放下160t一侧的另2个吊点，使部件翻至水平位置。?
(2) C环和大刀盘的翻转?
可用300t吊车将C环和大刀盘卸下车，放在地面上，在一侧2个吊点上装上钢丝绳，在另一侧1个吊点的钢丝绳中间接1个30t的手拉葫芦；微微吊起部件，将手拉葫芦一侧的钢丝绳慢慢延长(通过手拉葫芦调节长度)，直到部件翻至水平。?
5.?盾构基座及素混凝土垫层?
因为南北线工作井的支撑都很多，净空比较小，盾构部件下井后需要在基座上推进一段距离才能与前一部件相连接，因此基座需要做得比较长(20m)。南线基座沿轴线平面方位放在洞圈下面，然后将基座垫起，按2%的出洞坡度浇筑素混凝土垫层；北线基座因受汽车吊旋转半径和煤气管的限制，只能放在平行于洞圈轴线的一侧，盾构井下拼装结束后再整体移至洞圈口，所以需要先按3%的出洞坡度满膛浇筑素混凝土垫层后再放下基座。?
6.?盾构部件的井下移动?
井下移动盾构部件采用2个100t的液压千斤顶，千斤顶行程400mm，顶进速度在30mm/min左右。钢后靠采用350×350×15的H型钢，上层放置100t千斤顶，钢后靠的后端焊3块三角筋板，将H型钢和盾构基座连接起来。?
千斤顶行程结束后，在后面垫上钢垫块接力，每次顶进结束后割去三角筋板，钢后靠移至前面再焊接，依次将盾构部件移动到位。?
三、南北线盾构吊装下井?
由于井的净空比较小，为了使盾构部件能顺利吊下井，A、B、C环都必须旋转至平行于角撑的位置再吊下井，以获得最大的空间；待部件吊到最后一层支撑下面后再转回到与基座平行后放下；螺旋出土机吊下井时先直接放到底板上，再将后面一个吊点前移，将螺旋出土机斜着吊起后，以一定的角度插入位置。因为汽车吊的吊装旋转半径有限，南线盾构部件下井时只能放在基座后侧部分，再用千斤顶在基座上往前移动一段距离，为后续部件下井创造空间；北线盾构的吊装方法与南线相似，等所有部件都吊下井后，用千斤顶将基座和盾构整个平移至洞圈。?
1.?南线盾构的吊装顺序?
汽车吊就位→盾构A环到现场→将A环翻转至垂直位置→吊A环下井→吊大刀盘下井→在基座上将A环向前移5.7m→将B环翻转至垂直位置→吊B环下井→在基座上将B环向前移3.4m→吊拼装机下井→将B环向前移2.75m→吊螺旋出土机下井→将B环向前移4.1m→吊C环下井→将C环向前移5.45m→吊管片整圆器下井→盾构焊接及机电安装调试。?
2.?北线盾构的吊装顺序?
汽车吊就位→盾构A环到现场→将A环翻转至垂直位置→吊A环下井→吊大刀盘下井→在基座上将A环向前移5.7m→将B环翻转至垂直位置→吊B环下井→在基座上将B环向前移2.5m→吊拼装机下井→将B环向前移2.45m→吊螺旋出土机下井→将B环向前移4.1m→吊C环下井→将C环向前移4.93m→吊管片整圆器下井→盾构焊接→将盾构和基座整体推至洞圈→机电安装调试。?
3.?盾构吊装的风险及采取的措施?
(1) 在汽车吊操作时，由于吊装方式不正确、地面不稳定、吊具失效等，都会使吊装作业存在风险，因此，挂钩人员必须经过培训，有相关的证书，统一听从起吊监工的指挥，吊具必须经过专业工程师的验算；在汽车吊撑脚下面垫上钢板，500t汽车吊撑脚下面设置钻孔灌注桩和钢筋混凝土承台，增加地基承载力；在规定的地点起吊，检查地面是否稳定；检查起吊半径；检查最大的起吊荷载；检查吊臂的长度是否在限制范围内，防止吊车倾覆。
(2) 防止盾构基座结构破坏，基座必须经过专业工程师的设计验算、检查钢结构尺寸、检查焊点质量。
(3) 每天由联营体安全部门派专人检查、监测φ600煤气管是否有煤气泄漏。?
由于从事挂钩、指挥、起重、焊接、机电安装的有关人员紧密配合，严格按照地面及井下安全操作规程工作，从而使盾构吊装任务顺利完成。?
四、结语?
1.?本工程盾构吊装工作由新加坡长运公司承担，它是专业的大型设备吊运公司，曾在我公司总承包的新加坡深污水隧道T-01标中承担过盾构吊装的任务，现场吊装经验丰富。
2.?吊装重量在100t以上的盾构主要部件A、B环，采用目前新加坡起重量最大的DEMAG 500t汽车吊进行吊装下井作业是行之有效的。由于在500t汽车吊4个脚撑下面打设钻孔灌注桩来增大地基的承载力，有效地控制了地面变形，工作井的稳定性也未受到任何影响。?
3.?工作井的净空比较狭小，给吊装工作带来了一定的困难。在两次吊装作业中，由于吊装方案可行性高，加上组织安排具体、合理、严密，从而使吊装作业顺利进行，并确保了φ600煤气管的安全。
