盾構(gòu)機吊裝施工安全控制要點分析

靳盼偉（上海市基礎(chǔ)工程集團(tuán)有限公司， 上海 200002）

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，一線二線甚至部分三線城市地面交通能力已不能滿足城市居民的出行需要，因此目前很多城市都在大力發(fā)展地下軌道交通工程。盾構(gòu)機作為軌道交通工程中區(qū)間隧道施工的重要施工設(shè)備，將廣泛被使用，城市軌道交通建設(shè)中將有大量高風(fēng)險的盾構(gòu)機吊裝作業(yè)需要完成。盾構(gòu)機吊裝常規(guī)都是采用解體吊裝，然后在工作井內(nèi)完成組裝。本文研究的是江蘇省南京市地鐵 5 號線 TA04-2 標(biāo)工程使用的土壓平衡式三菱Φ6 450 mm 盾構(gòu)機吊裝，最大單件為支撐環(huán)（中盾），重約 156 t。為了確保此次盾構(gòu)機吊裝安全順利完成，防止吊裝施工過程中發(fā)生安全事故，本文對此次盾構(gòu)機吊裝安全控制要點進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。

1 盾構(gòu)機吊裝前的安全控制要點

1.1 盾構(gòu)機基座（發(fā)射架）的高程、平面位置、穩(wěn)定性及承載力

盾構(gòu)機吊裝前必須對基座的高程、平面位置、穩(wěn)定性、承載力進(jìn)行復(fù)核及驗算，確?；母叱獭⑵矫嫖恢?、穩(wěn)定性、承載力滿足盾構(gòu)機吊裝和盾構(gòu)機始發(fā)要求。基座高程、平面位置參照盾構(gòu)機切口環(huán)（前盾）直徑及洞圈實際中心位置確認(rèn)，基座穩(wěn)定性及承載力要有基座安裝加固圖紙及受力計算書作為依據(jù)。某公司有一個項目就是放置基座時，參照了刀盤的直徑，盾構(gòu)機安裝完成后發(fā)現(xiàn)標(biāo)高偏高，影響盾構(gòu)機的始發(fā)。最后又花費了大量的人力物力進(jìn)行了調(diào)整，這樣不僅在經(jīng)濟(jì)上造成了一定的損失，同時又帶來了很大的施工安全風(fēng)險。

1.2 吊裝作業(yè)區(qū)地基承載力

由于吊裝作業(yè)區(qū)域的地基承載力不足，導(dǎo)致吊車傾覆的事故時有發(fā)生。吊裝作業(yè)區(qū)域地基應(yīng)進(jìn)行專門的處理，并安排專業(yè)檢測單位對該區(qū)域進(jìn)行地耐力測試。本工程吊裝施工區(qū)域進(jìn)行了三軸攪拌樁及高壓旋噴樁加固，取芯強度＞1 MPa。上部硬化地坪參數(shù)為：C30 混凝土厚度 250 mm，φ16 mm@150 mm，單排雙向，同時要保證硬化地坪的平整度。最終地耐力測試結(jié)果滿足吊裝作業(yè)時最不利工況下對地基承載力的要求。作業(yè)時吊機停機位置滿鋪 2 cm 厚的鋼板，吊車負(fù)重時的荷載通過鋼板以及混凝土路面均勻地傳遞到地基土層上。

1.3 吊機和吊索具的選擇和安全檢查

1.3.1 吊機和吊索具的選擇

由于本工程吊裝區(qū)域場地狹小，不具備雙機抬吊的條件，故吊裝設(shè)備主選為徐工 300 t 增強型履帶吊一臺及相應(yīng)的吊索具。采用主副鉤配合對盾構(gòu)機各部件進(jìn)行了下井前的翻身。因盾構(gòu)機支撐環(huán)（中盾）重量最重（156 t），故選擇中盾為計算對象，進(jìn)行該臺吊機能力的驗算。驗算時注意主副鉤抬吊時最大荷載不宜大于額定起重量之和的 75%，分擔(dān)荷載不得超過額定起重量的 80%，主鉤單獨吊裝下井時不得超過額定起重量的 90%。因為需要吊裝的單體比較多，吊索具均按最不利要求配置，吊裝時均采用同一套吊索具，對主副鉤的鋼絲繩、卸扣、橫吊梁等應(yīng)經(jīng)過嚴(yán)格的受力計算后確定，同時保證吊裝過程中鋼絲繩的安全系數(shù)。本工程鋼絲繩卸扣采用兩根φ80-6×37、16 m 鋼絲繩分別對折掛在兩個 50 t 吊耳上及履帶吊主鉤上，兩根φ80-6×37、12 m 鋼絲繩掛在 80 t 吊耳及履帶吊主鉤上；兩根φ72-6×37、8 m 鋼絲繩掛在翻身吊耳及副鉤上，注意吊索具與所吊構(gòu)件間的水平夾角宜＞45°。本工程橫吊梁采用100 t 級壓桿，材料采用無縫鋼管Φ159 mm×20 mm。

1.3.2 吊機和吊索具的安全檢查

吊機和吊索具的檢測報告和合格證必須齊全有效，履帶吊安裝完成后必須委托有相應(yīng)檢測資質(zhì)的檢測單位對履帶吊進(jìn)行全面的檢查檢測并出具檢測報告，吊車檢測合格后方可使用。吊索具使用前依據(jù) GB/T 16271—2009《鋼絲繩吊索插編索扣》、鋼絲繩報廢標(biāo)準(zhǔn) GB/T 5972—2016《起重機鋼絲繩保養(yǎng)、維護(hù)、檢驗和報廢》進(jìn)行全面的安全檢查，檢查合格后方可使用。

1.4 吊耳的安裝和質(zhì)量檢查

吊耳的安裝有焊接和螺栓連接，本工程切口環(huán)（前盾）、支撐環(huán)（中盾）吊耳采用裝配式吊耳螺栓連接，刀盤采用焊接吊耳。不管是焊接吊耳還是螺栓連接吊耳，首先必須對吊耳的本身進(jìn)行受力計算，看是否滿足吊裝承載力的要求，其次是對焊縫和螺栓連接強度的計算。針對焊接吊耳按照焊接要求焊接完成后，必須對焊縫進(jìn)行無損探傷，探傷合格后方可使用。針對螺栓連接吊耳，首先連接螺栓要有質(zhì)量證明書和合格證，然后按照要求進(jìn)行連接螺栓的安裝，安裝過程中要保質(zhì)保量的進(jìn)行安裝，安裝完成后對連接螺栓進(jìn)行螺栓群抗拉抗剪計算以及螺栓綜合受力分析，受力計算合格后方可進(jìn)行吊裝作業(yè)。

1.5 吊裝人員的資格核查

作業(yè)前必須對吊裝人員資格進(jìn)行嚴(yán)格的核查，按照某公司的要求進(jìn)入施工現(xiàn)場的施工人員男性年齡不得超過 55歲、女性年齡不得超過 50 歲、起重指揮人員不得超過 50歲。特種作業(yè)人員資格證必須是國家規(guī)定的發(fā)證機關(guān)頒發(fā)的資格證書，并且必須在有效期內(nèi)，否則視為無效證件，嚴(yán)禁從事特種作業(yè)施工。

1.6 吊裝人員的安全技術(shù)交底

吊裝前對參與吊裝的全體施工人員進(jìn)行現(xiàn)場安全技術(shù)交底工作，使參與吊裝的施工人員熟知現(xiàn)場的安全規(guī)章制度、施工方法及必要的安全防護(hù)措施、吊裝作業(yè)過程中存在的安全風(fēng)險以及應(yīng)急處置措施等。

2 盾構(gòu)機吊裝過程中的安全控制要點

盾構(gòu)機吊裝過程中的安全控制要點如下。

（1）設(shè)好吊裝警戒區(qū)域，專職安全管理人員現(xiàn)場監(jiān)督。吊裝作業(yè)必須設(shè)置安全警戒區(qū)域，無關(guān)人員不得進(jìn)入吊裝施工區(qū)域，專職安全管理人員在現(xiàn)場進(jìn)行旁站監(jiān)控，及時制止習(xí)慣性違章的現(xiàn)象。

（2）密切注意吊車的情況，嚴(yán)禁吊車超負(fù)荷作業(yè)。吊裝過程中，安排專人密切觀察吊機的作業(yè)情況，特別注意吊車支腿是否有下沉或者離開地面的現(xiàn)象，一旦發(fā)現(xiàn)以上情況立即停止施工，嚴(yán)禁吊車超負(fù)荷作業(yè)。

（3）監(jiān)督吊裝方案的執(zhí)行情況。吊裝過程中落實專業(yè)技術(shù)人員和安全管理人員監(jiān)督吊裝方案的執(zhí)行情況，一旦發(fā)現(xiàn)不按照吊裝方案施工，應(yīng)立即通知停止施工，吊裝作業(yè)必須嚴(yán)格按照審批論證完成后的方案進(jìn)行施工。

（4）基坑變形風(fēng)險。由于本工程履帶吊的停機位履帶距離井坑壁較近，所以吊裝過程中必須密切關(guān)注圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形情況。可以利用既有的圍護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測點進(jìn)行水平位移、地表沉降的監(jiān)測，及時獲取第一手?jǐn)?shù)據(jù)，通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，判斷吊裝作業(yè)對基坑結(jié)構(gòu)的影響程度，以便指導(dǎo)下一步的吊裝作業(yè)。

3 盾構(gòu)機吊裝作業(yè)普遍易發(fā)生的問題分析

3.1 吊索具的配置與方案不符

很多項目存在鋼絲繩的配備偏大或者偏小的現(xiàn)象，不管是偏大還是偏小，最終的結(jié)論都是未嚴(yán)格按照吊裝方案施工，要堅決杜絕類似現(xiàn)象的發(fā)生。

3.2 吊裝各大部件時出現(xiàn)的最大幅度與吊裝方案不符

例如本項目在吊裝支撐環(huán)（中盾）時，在履帶吊達(dá)到最大幅度時，中盾的位置沒有一次性到位，方案上明確有中盾在井下有一個平移動作，但是吊裝單位人員為了省時省力，想要一次性到位，取消平移的動作，這樣就勢必會在履帶吊達(dá)到最大幅度的基礎(chǔ)上繼續(xù)增加作業(yè)半徑，嚴(yán)重違反了主鉤單獨吊裝下井時不得超過額定起重量的 90% 的規(guī)定。項目部發(fā)現(xiàn)后立即停止了作業(yè)，嚴(yán)格按照吊裝方案進(jìn)行。

3.3 履帶吊抗傾覆驗算在計算接地比壓的時候計算方法不正確

必須重新按照履帶不均衡承壓對履帶的接地比壓進(jìn)行計算，這是本項目在進(jìn)行吊裝方案論證時，一位資歷很深的專家組長提出的寶貴意見。

4 結(jié) 語

盾構(gòu)機吊裝是一項高風(fēng)險的作業(yè)活動，屬于超一定規(guī)模的重大風(fēng)險源。在盾構(gòu)機吊裝時必須嚴(yán)格控制人、機、料、法、環(huán)各種因素帶來的安全風(fēng)險，確保盾構(gòu)機吊裝工作安全順利完成。做好盾構(gòu)機吊裝前及吊裝過程中可能出現(xiàn)的各類風(fēng)險預(yù)防和管控，嚴(yán)格執(zhí)行吊裝方案，安全管理措施必須落實到位，嚴(yán)禁違章作業(yè)違章指揮。