隧道盾构机组装、调试

一、 工艺概述

盾构组装调试是将拆散的盾构机各部件按照结构要求组织装配成一个整体，并使之达到可以正常使用的施工过程。

二、 作业内容

盾构组装调试的作业内容一般包括：准备组装场地，铺设后配套行走钢轨，吊机等组装设备进场，后配套拖车下井组装，安装始发台，盾构主机下井组装，安装反力架及洞门密封，主机定位及与后配套连接，电气、液压管路连接，空载调试，安装负环管片，负载调试。

三、 工艺流程图

图 1   盾构组装调试顺序

四、工序步骤

1 、盾构组装场地准备

盾构组装场地主要考虑吊车放置区地面的承重能力，如果地面强度不够需要进行加固，同时对盾构井的结构尺寸进行复核和四周环境、进场道路进行踏勘。

2 、铺设后配套行走钢轨

轨道的铺设要求轨距符合要求并且牢固、平整。

3 、后备套组装下井

后配套首先组装成拖车，然后拖车一般按照从后往前的顺序依次下井，如 “5 号拖车 → 4号拖车 → 3 号拖车 → 2 号拖车 → 1 号拖车→连接桥”。

一节拖车下井后需用电瓶机车等外力将其后移到指定区域，然后下下一节拖车，拖车要准确的放在轨道上。

对于土压平衡盾构机还需将螺旋输送机下井，螺旋输送机长度较长，需要倾斜着下井，下井后摆放在管片车上，拖至指定区域存放。

实际中有时由于始发场地条件的限制，我们必须对盾构机进行分体始发，也就是主机先下井，拖车留在地面上，通过管线和主机连接，在盾构掘进后拖车再陆续下井。

4 、安装始发台

拖车及螺旋输送机到位后要拆除竖井处的行走钢轨，安装盾构始发台。盾构始发台起到支撑盾构主机的作用，盾构下井前要对其进行精确定位，以确保盾构始发时的正确姿态。

1   始发基座示意 图

5 、主机下井组装

5.1 对于土压平衡盾构机

5.1.1 中体下井

用 300 吨汽车吊将盾体平移至盾构井上方，缓慢下钩，使其与始发台平行后放在始发台上，摘钩。然后在始发台两侧的盾体外壳上焊接顶推支座，在始发台上用螺栓安装顶推支座，由两个液压油缸将盾体移到合适位置。

5.1.2 前体下井

前体下井同中体。送到始发台上后进行用顶推支座移动到合适位置，预留出刀盘下井后的放置空间。

    图   2   盾构中体下井示 意    图 3   盾构前体下井示 意

5.1.3刀盘下井

将钢丝绳挂在刀盘进土口，用 300 吨汽车吊将刀盘从车上卸下放在枕木上。然后用 300 吨汽车吊吊住两个吊耳将刀盘翻转立起，竖直吊稳转到距盾构竖井前端边缘 0.5m 处停止，再垂直吊下竖井，将其慢慢靠向前体。刀盘下部用 2 个导链拉住， 使刀盘与前盾连接面对接；连接螺栓安装到位，并按扭矩要求紧固螺栓。

5.1.4主机前移

洞门破除后，由两个液压油缸推动前盾前移，使刀盘顶到掌子面上，然后再用油缸推动中盾到与前盾对接，上紧连接螺栓。

5.1.5管片安装机下井

下井安装后再进行两个端梁的安装。

     图 4   盾构刀盘下井示 意     图   5   管片安装机下井示意 图

5.1.6盾尾下井

在 300 吨汽车吊与 150 吨汽车吊配合下,倾斜着将盾尾穿入安装机梁,并与中体对接。

5.1.7螺旋输送机安装

延伸铺设轨道至盾尾内部，将螺旋输送机与平板车一起推进盾壳内。螺旋输送机前端用倒链拉起，是螺旋输送机前端通过管片安装机中空插到中顿内部，前端头圆筒处的法兰与前体对接 ,并安装联接螺栓。螺旋输送机与前盾连接处密封安装要求紧固，中体与螺旋输送机固定好。

    图   6   盾尾下井示 意    图 7   螺旋输送机下井示 意

5.2对于泥水平衡盾构

盾尾下井安装

盾尾下井与土压平衡盾构机相同，下井后用油缸后移到盾构井后边缘。

中盾下井

中盾下井与土压平衡盾构机相同，下井后后移到与盾尾对接。

前盾下井

前盾下井与土压平衡盾构机相同，下井后移动到合适位置，留出刀盘位置。

刀盘下井安装

刀盘下井与土压盾构机相同。在吊装状态下安装连接螺栓，螺栓涂抹螺纹紧固剂，按规定力拒紧固。

主机前移

洞门破除后，由两个液压油缸推动前盾前移，使刀盘顶到掌子面上。然后从下到上安装中盾内泥浆管线，包括各个液动球阀和液动板阀，然后下吊安装人仓，并按规定扭矩紧固连接螺栓。完成后前移中盾与前盾对接并紧固螺栓。然后前移尾盾与中盾对接。

6、 安装反力架

反力架各部分可按如下组装顺序安装：

6.1安装右立柱

把右立柱放入预留坑内，固定住。

6.2安装下部V 型梁

V 型梁支座与右立柱连接固定。

6.3左立柱

左立柱立好后安装与 V 型梁支座的联接螺栓。

6.4上横梁

吊起固定后与两立柱连接。

6.5反力架钢环

按正点切割将反力架钢环分割成四个部分。右下部先与反力架对应部位连接。反力架钢环左下部就位后与反力架对应部位连接。反力架钢环右上部吊起后与反力架对应部位连接。反力架钢环左上部就位后与反力架对应部位连接。左上部安装后，将反力架钢环四部分用钢板在内弧面焊接在一起。

6.6安装工作完成后由测量组对反力架进行精确定位。

8   反力架定位井示意

7、主机与后配套对接及管线连接

铺设钢轨，将后配套前移 ,连接桥前端搭在管片安装机轨道梁上,然后割除连接桥的支撑。连接后配套与主机各部位管线。对于泥水平衡盾构还要将进浆管与 P1.1 泵连接，排浆管与泥水分离设备连接。

8、泥水分离设备的组装

泥水平衡盾构的组装还包括泥水分离设备的组装，步骤如下：

(1)安装泥水分离设备潜流槽（如图 9）

（ 2）安装振动筛（如图10）

  图   9   泥水分离设备潜流 槽    图 10   安装泥水分离设备振 动

预分筛筛板安装：

预分筛偏心电机安装：

脱水筛板安装（如图 11）

图   11   泥水分离设备脱水筛板安 装    图 12   脱水筛起 吊

脱水筛电机安装：

振动筛的起吊

脱水筛起吊安装

用 50t 吊车在振动筛加固弹簧板处起吊（如图14）。将其安装在潜流槽的上部，用震动弹簧连接。（如图13）

     图   13   脱水筛弹簧连 接    图   14   预分筛起吊安 装

预分筛的起吊安装

起吊和脱水筛一样。（如图 14）

3、旋流器的组装

二级旋流器的组装（如图 15）在地下面拼装钢构，把二级旋流器的进出旋

流器总管路放在水泥地上，安装二级旋流上半部分，起吊安装在钢构上，安装二级旋流下半部分，放二级旋流的汇集斜管在大致位置，安装二级旋流的收集料斗，起吊钢结构安装在正确位置。（如图 16）

一级旋流器组装

15   二级旋流器

在场地上拼装钢结构，安装一级旋流进出组合管，安装一级旋流收集料斗，分步安装一级旋流器，起吊一级旋流器到钢结构设备正确部位并固定，安装汇集料斗下部管件，用包箍固定一级旋流器。在下部安装正确后把一级旋流安装在钢结构设备上，接下来安装收集料斗下部管道。（如图 17）

图 16   二级旋流器在地面组 装   图   17   一级旋流器安装 图

渣浆泵、电机安装：

首先起吊安装根据泵的吸口连接确定泵的位置，其次安放电机支架，紧地脚螺栓，最后安放电机固定。

装皮带轮：调整电机和泵皮带轮的位置，安装皮带（皮带型号是 1 号泵 SPB3000，2 号泵是 XPB2730）。安装完成如图18。

图 18   泥水分离设备渣浆泵、电机安装完成图

8、空载调试

盾构组装完毕后，即可进行空载调试。空载调试的目的是检查盾构各系统是否能正常与转，对于不能正常运转的要找出原因。主要调试内容土压盾构和泥水盾构稍有区别，大大致一样，主要都是配电系统、液压系统、润滑系统、冷却系统、控制系统、注浆系统以及各种仪表的校正。泥水平衡盾构的调试还包括泥水分离设备及调制浆系统的调试。泥水分离设备的调试内容为预筛振动电机的运行、一级旋流水泵及一级振动筛震动电机的运行情况、二级旋流渣浆泵及二级振动筛振动电机的运行情况、各管线的连接情况。调制浆系统调试内容为搅拌机、刮泥机、渣浆泵的运行情况，各管线的连接情况。

9、负环管片安装

盾构试掘进需要安装负环管片以传递推进油缸的反力到反力架。由于负环没有密封要求，可以安装破损的管片。

10、负载调试

通过空载调试证明盾构具有工作能力后，即可进行负载调试。负载调试的主要目的是检查各种管线、密封及设备的负载能力，对空载调试不能完成的调试工作进一步完善，以使盾构的各个工作系统及其辅助系统达到满足正常施工要求的工作状态。通常试掘进时间即为对设备负载调试时间。

五、 质量控制说明

焊接质量控制：温度低时要将焊件和焊条预热。使用探伤剂对焊接部分进行探伤，采取边焊接边探伤的方式。

液压系统质量控制：确保管线制作和连接时的清洁；油水检测（由专业油水检测公司实施）；检测液压等线路上的压力等。

安装精度质量控制：根据设计图纸，对应公差允许范围要求，使用卷尺、千分尺、塞尺、水平仪等对相应尺寸进行测量检测。

电气质量控制：检测电器部件运转电流、电压是否在正常范围内；确认所有检测、控制、连锁、显示、记录、分析等功能的实现。

六、 工艺装备

七、 作业组织

盾构组装人员组织安排表

调试人员配置表

八、 安全生产保证措施

1、成立专门的安全管理组织机构。设安全负责人一名，安全员两名。

2、所有设备必须有年审记录，相关安全资料齐全，机况良好。

3、运输起运前，对承运车辆和相关索具进行认真的检查，消除事故隐患。

4、设备装车时，设备重心必须与车辆中线重合，捆扎牢固。

5、大件运输前在公路管理处路政大队办理准运手续，运输时请保安公司护送。

6、注意空中障碍，设备上设置滑竿，另配备挑线人员。

7、大件车辆经过市区道路，确保设备不与道旁的树木相撞。

8、大件吊装在白间作业，大件吊装下井为防止摆动，必须用绳子牵引人力进行控制方向。

9、组装过程中须派专人进行指挥。

10、高空作业时必须系好安全带。

11、吊装时，起重机吊钩下严禁站人。

12、根据工地的情况，布置安全防护设施和统一的安全标志。

13、各种吊、运、组装机具，必须在使用前组织试吊、试运行。

14、吊装作业中严禁超载。

15、起重作业人员要严格执行《起重作业安全操作规程》，确保作业人员的安全。

16、盾构组装安全详见《盾构组装调试施工安全技术规范》