超大直径盾构机刀盘的翻身方法与流程

本发明涉及盾构机组装技术领域，具体涉及一种超大直径盾构机刀盘的翻身方法。

背景技术：

许多隧道的施工场地位于较拥挤的城市或较偏僻的深山，比如城市地铁隧道、穿山铁路隧道、穿山公路隧道，这些隧道工程的施工场地往往不宽裕或工程设备难以到达施工现场，给一些施工作业带来困难，比如，盾构机刀盘在下井安装之前是处于水平状态，而刀盘需要以竖直状态下井安装，因此刀盘下井之前需要进行翻身作业，通常是使用两台履带吊配合作业对刀盘进行翻身，但是，在施工场地较拥挤的情况下，施工现场难以同时容纳两台履带吊，并且刀盘的重量越大、尺寸越大，用于翻身的履带吊的起重量和体积也就越大，如，对于500吨以上的超大直径盾构机刀盘，需要使用两台高达30米的履带吊配合作业进行翻身，如果施工场地狭小，两台重型履带吊行动不便捷，作业安全系数低，且作业进度缓慢。

因此，对于超大直径盾构机刀盘的翻身作业，要求施工场地足够宽敞以便于履带吊移动，而如果在城市隧道施工场地，需对城市道路进行大规模围挡或对建筑物进行拆卸才能有足够宽敞的施工场地，给城市道路正常通行、居民正常生活带来干扰，如果是深山隧道工程，需要对施工场地、通入深山的道路进行扩建，导致施工成本大规模上升。

基于上述原因，有必要提供一种安全可靠、能够保证施工进度、可在施工场地较紧张的隧道工程中对超大直径盾构机刀盘进行翻身的方法。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种超大直径盾构机刀盘的翻身方法，解决现有技术中超大直径盾构机刀盘安装时由水平状态难以翻身为竖直状态的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

提供一种超大直径盾构机刀盘的翻身方法，该方法采用一可移动起重机、一台架设在基坑施工场地的龙门吊以及用于绑定刀盘的索具，该方法具体包括下述步骤：

（1）刀盘吊点绑定：

（1.1）所述龙门吊和起重机移至基坑旁的地面上，使得所述刀盘位于所述起重机和龙门吊之间；

（1.2）将所述刀盘上靠近所述龙门吊一侧的吊点通过环形钢丝绳和卸扣连接所述龙门吊的吊钩，所述龙门吊的额定起重量g1大于所述刀盘的重量g2，使得所述龙门吊能够单独起吊所述刀盘；

（1.3）将所述刀盘上靠近所述起重机一侧的吊点通过所述环形钢丝绳和卸扣连接所述起重机的吊钩；

（2）刀盘翻身：操纵所述龙门吊和起重机配合作业，完成所述刀盘的翻身作业，使所述刀盘由水平状态翻身为竖直状态。

优选的，所述步骤（2）具体包括：

（2.1）所述起重机的吊钩和所述龙门吊的吊钩同时缓慢提升，所述起重机配合所述龙门吊将所述刀盘吊离地面；

（2.2）所述起重机的吊钩不动，所述龙门吊的吊钩缓慢提升，将所述刀盘翻身至与水平地面呈a夹角；

（2.3）所述起重机的吊钩缓慢下降，将所述刀盘的对应侧下放支撑在垫好的枕木上；

（2.4）所述龙门吊的吊钩缓慢提升，同时调节所述龙门吊向所述刀盘一侧缓慢靠拢，直到所述刀盘呈竖直状态。

优选的，所述刀盘的一侧设有至少一个主吊耳，所述主吊耳可承受所述刀盘的重量，与所述主吊耳相对侧设有至少一个辅助吊耳；在所述步骤（1.1）中，所述龙门吊位于所述主吊耳一侧，所述起重机位于所述辅助吊耳一侧。

优选的，所述龙门吊上的吊钩为双梁吊钩，在所述步骤（1.2）中，所述龙门吊的两个吊钩各通过一个卸扣和至少一根环形钢丝绳与所述刀盘的吊点连接。

优选的，所述起重机上的吊钩为双梁吊钩，在所述步骤（1.3）中，所述起重机的两个吊钩各通过一个卸扣和至少一根环形钢丝绳与所述刀盘的吊点连接。

优选的，用于供所述龙门吊行走的轨道经过所述刀盘所在的焊接组拼场地和所述基坑，在所述步骤（1）之前，通过所述龙门吊将位于焊接组拼场地的刀盘平移至基坑旁。

优选的，在所述步骤（2.2）中，所述a夹角的范围为60-70°。

优选的，所述刀盘由水平状态翻身为竖直状态后，所述龙门吊缓慢移动至所述基坑正上方，所述龙门吊的吊钩缓慢下降使所述刀盘下井安装。

优选的，所述龙门吊的额定起重量g1≥1.2g2。

优选的，该方法用于并排双隧道的施工场合，两条隧道各自所在的施工场地上分别铺设有与所述龙门吊相应的作业轨道，在两组所述作业轨道之间铺设有横移轨道，使得所述龙门吊可通过所述横移轨道由一组作业轨道行走到另一组作业轨道上，以用于对两条隧道中安装的盾构机的刀盘分别起吊翻身。

本发明的有益技术效果在于：

1.本发明提供的超大直径盾构机刀盘的翻身方法采用龙门吊和可移动式起重机配合作业，能够安全可靠的实现超大直径盾构机刀盘的翻身作业。

2.龙门吊可直接搭建在基坑上方，减少用于刀盘翻身的工程机械对施工场地的占用，使得本发明刀盘翻身方法可用于施工场地紧张的隧道工程，从而不需对施工场地扩建，降低施工成本。

3.本发明提供的超大直径盾构机刀盘的翻身方法用于并排双隧道工程中时，可通过一台龙门吊对两条隧道中安装的盾构机刀盘进行翻身作业，可减少一次对龙门吊的搭建工作，降低工作量，加快施工进度。

附图说明

图1为本发明超大直径盾构机刀盘的翻身方法一实施例翻身的刀盘的结构示意图；

图2为本发明超大直径盾构机刀盘的翻身方法一实施例中将刀盘刚吊起时的示意图；

图3为本发明超大直径盾构机刀盘的翻身方法一实施例中平移吊耳通过环形钢丝绳、卸扣与龙门吊的双梁吊钩连接的示意图；

图4为本发明超大直径盾构机刀盘的翻身方法一实施例中将刀盘吊起翻身46°时的示意图；

图5为本发明超大直径盾构机刀盘的翻身方法一实施例中将刀盘吊起翻身68°时的示意图；

图6为本发明超大直径盾构机刀盘的翻身方法一实施例中将刀盘吊起翻身为竖直状态时的示意图；

图7为本发明超大直径盾构机刀盘的翻身方法一实施例用于并排双隧道刀盘翻身时的施工场地示意图；

图8为本发明超大直径盾构机刀盘的翻身方法一实施例中使用的龙门吊的左视图；

图9为本发明超大直径盾构机刀盘的翻身方法一实施例中使用的龙门吊的主视图。

图中，各标号示意为：刀盘11、第一主块111、第二主块112、第三主块113、第四主块114、第五主块115、第六主块116、平移吊耳117、主吊耳118、辅助吊耳119、起重机12、龙门吊13、双梁吊钩131、环形钢丝绳141、卸扣142、地面15、左作业轨道161、左焊接组拼场地162、左基坑163、右作业轨道171、右焊接组拼场地172、横移轨道181。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。

实施例1：

请一并参阅图1至图6。

本发明实施例提供的超大直径盾构机刀盘的翻身方法用于对图1所示的盾构机刀盘11进行翻身，该盾构机刀盘11重500多吨，由1块中心块，6块主块，6块辅块组成，是所在盾构机组装过程中单次吊装直径最大，重量最重的部件。由于该刀盘11尺寸大、重量大，刀盘11整体不便运输，因此，将刀盘11的1块中心块，6块主块，6块辅块直接在用于组装盾构机的基坑附近的焊接组拼场地拼焊完成，之后转移至基坑附近，避免长距离运输。

如图1所示，刀盘11上设有多个用于起吊的吊耳，这些吊耳包括刀盘11的第二主块112、第三主块113、第五主块115、第六主块116的正面设置的四个平移吊耳117，第一主块111的边缘设置的两个主吊耳118，第四主块114的边缘设置的两个辅助吊耳119，平移吊耳117用于刀盘11水平起吊移动时绑定，主吊耳118和辅助吊耳119用于刀盘11翻身时绑定。

如图2所示，本发明实施例提供的超大直径盾构机刀盘的翻身方法采用一台履带式的起重机12和一台龙门吊13配合作业，并采用多根环形钢丝绳和多个卸扣的索具组件用于将刀盘11绑定在起重机12和龙门吊13的吊钩上，其中，用于供龙门吊12行走的轨道经过刀盘11所在的焊接组拼场地和基坑，而起重机12和龙门吊13上的吊钩均为双梁吊钩，起重机12的主力臂长30米。

两个主吊耳118可承受刀盘11的重量，而龙门吊13的额定起重量g1为650吨，大于刀盘11的重量g2，保证龙门吊13可通过两个主吊耳118将刀盘11以竖直状态吊起。

本发明实施例提供的超大直径盾构机刀盘的翻身方法具体包括下述步骤：

（1）通过龙门吊13将位于焊接组拼场地的刀盘11平移至基坑旁。

在该步骤中，首先通过环形钢丝绳和卸扣将刀盘11的平移吊耳117与龙门吊13的双梁吊钩连接，如图3所示，在每一个平移吊耳117穿过一根φ120mm×12m的环形钢丝绳141，环形钢丝绳141的两端套设在卸扣142上，卸扣142挂设在刀盘11的平移吊耳117上。

与第二主块112和第三主块113上的平移吊耳117连接的环形钢丝绳141采用额定起重量为200吨的卸扣，与第五主块115和第六主块116上的平移吊耳117连接的环形钢丝绳141采用额定起重量为150吨的卸扣，双梁吊钩131每一侧的吊钩各挂设一个额定起重量为150吨的卸扣和一个额定起重量为200吨的卸扣。

绑定结束后，龙门吊13吊起刀盘11离地面1m，然后吊装刀盘11缓慢平移至距离基坑2m处的地面上，然后将刀盘11放于枕木上方。

（2）翻身前刀盘吊点绑定：

（2.1）将龙门吊13和起重机12移至基坑旁的地面15上，使得刀盘11位于起重机12和龙门吊13之间，此时，龙门吊13位于刀盘11主吊耳118一侧，而起重机12位于辅助吊耳119一侧，调整起重机12的主力臂与地面呈65°夹角。

（2.2）将刀盘11的主吊耳118通过环形钢丝绳和卸扣连接龙门吊13的吊钩。龙门吊13通过2根φ120mm×12m的环形钢丝绳、2个额定起重量为400吨卸扣挂于刀盘11的主吊耳118上，其中，每一个主吊耳118穿过一根环形钢丝绳，每一根环形钢丝绳通过一个卸扣分别悬挂在龙门吊13的两个吊钩上。

（2.3）将刀盘11上的辅助吊耳119通过环形钢丝绳和卸扣连接起重机12的吊钩。在该步骤中，共使用4根φ90mm×12m的环形钢丝绳、2个额定起重量为200吨的卸扣，其中，每一个辅助吊耳119穿过两根φ90mm×12m的环形钢丝绳，每一个辅助吊耳119上的两根φ90mm×12m的环形钢丝绳通过一个额定起重量为200吨的卸扣悬挂在龙门吊13的一个吊钩上。

翻身前刀盘吊点绑定结束。

（3）刀盘翻身：操纵龙门吊13和起重机12配合作业，完成刀盘11的翻身作业，使刀盘11由水平状态翻身为竖直状态。该步骤（3）具体包括：

（3.1）首先，如图2所示，起重机12的吊钩和龙门吊13的吊钩同时缓慢提升，起重机12配合龙门吊13将刀盘11吊离地面；

（3.2）如图4所示，当刀盘11吊离地面1米后，起重机12的吊钩不动，龙门吊13的吊钩缓慢提升，同时起重机12缓慢向龙门吊13靠拢，使刀盘11在空中逐渐倾斜。

（3.3）将刀盘11翻身至与水平地面呈65°夹角后，起重机12的吊钩缓慢下降，将刀盘11的对应侧下放支撑在垫好的枕木上；

（3.4）如图5所示，在刀盘11位于起重机12的一侧下放支撑在枕木上后，起重机12的吊钩不再施加提升力，龙门吊13的吊钩缓慢提升，同时调节龙门吊13向刀盘11一侧缓慢靠拢，直到刀盘11呈图6所示的竖直状态。

最后，刀盘11由水平状态翻身为竖直状态后，龙门吊13缓慢移动至基坑正上方，龙门吊13的吊钩缓慢下降使刀盘11下井安装。

实施例2

请参阅图7至图9。

本发明实施例提供的超大直径盾构机刀盘的翻身方法用于并排双隧道的施工场合，两条隧道各自通过一台盾构机施工，两条隧道各自所在的施工场地上分别铺设有与龙门吊相应的作业轨道，在两组作业轨道之间铺设有横移轨道，使得龙门吊可通过横移轨道由一组作业轨道行走到另一组作业轨道上，以用于对两条隧道中安装的盾构机的刀盘分别起吊翻身。

具体的，如图7所示，左侧隧道所在的施工场地上铺设有左作业轨道161，左作业轨道161经过左侧隧道所在的施工场地上的用于组拼刀盘的左焊接组拼场地162和用于组装盾构机的左基坑163，使得龙门吊13可将刀盘由左焊接组拼场地162平移至左基坑163附近；右侧隧道所在的施工场地上铺设有右作业轨道171，右作业轨道171经过右侧隧道所在的施工场地上的用于组拼刀盘的右焊接组拼场地172和用于组装盾构机的右基坑173，使得龙门吊13可将刀盘由右焊接组拼场地172平移至右基坑173附近；在左作业轨道161和右作业轨道171之间铺设有横移轨道181。

如图8和图9所示，龙门吊13有四根支撑立柱，每一根支撑立柱下方具有一组八个行走轮，龙门吊13共有四组三十二个行走轮，其中，同一侧支撑立柱底部的十六个行走轮在同一条轨道上行走，即两根左支撑立柱底部的行走轮位于同一轨道上，两根右支撑立柱底部的行走轮位于同一轨道上，当龙门吊沿纵向行走时，通过两根铁轨即可，而左作业轨道161和右作业轨道171上的两根铁轨的轨距与之对应。

龙门吊13底部的行走轮均可转动90度，当龙门吊13在左侧隧道对刀盘进行翻身后，龙门吊13移动到横移轨道181与左作业轨道161连接处，龙门吊13底部的行走轮转动90度，使行走轮方向均与横移轨道181的方向保持一致，并通过横移轨道181行走到右作业轨道171上，以用于对右侧隧道安装的刀盘进行翻身作业。

这里的横移轨道181具有四根铁轨，龙门吊13底部的行走轮全部转动90度后，转向后的行走轮之间距离与横移轨道181的四根铁轨的轨距一致，每一侧的两根根支撑立柱底部的行走轮占用两根铁轨，用手拉葫芦同步牵引横移轨道181的四个道轨上的四组车轮，可缓慢移动龙门吊13至右侧的作业轨道上，当龙门吊13移到右侧的作业轨道时，再次将全部行走轮旋转90度，完成变轨。

上面结合附图和实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。