摘要: 在城市地铁施工中由于施工场地的限制及施工设备布置的影响致使风井施工及盾构掘进施工的困难，根据现场施工条件，结合施工经验，对龙门吊选型技术在地铁风井施工及盾构掘进施工中展开应用，可有效解决风井基坑开挖深度受限及大直径盾构高峰作业时出渣效率不能满足掘进速度的问题；保证风井开挖速率及盾构施工效率，该技术可为类似施工提供技术借鉴和经验参考。
关键词：龙门吊选型；龙门吊组合选型；风井深基坑，垂直运输；侧向出渣。
1前言
地铁，作为新兴时代的一种交通工具,其不仅能缓解城市的交通压力,改变人们的出行方式，而且还是一个城市经济建设发展的重要标志。但是，如何提高施工效率来适应高速发展的地铁建设成为一个新的聚焦点，而新的聚焦点则与地铁工程施工过程中盾构施工配套选型的起重设备密切相关，因此起重设备的选型及如何组合配合施工成为施工中的关键。
同时，为了满足现场施工安全、确保施工进度及施工质量，通过龙门吊选型技术对工程中所用起重设备和常规设备进行比选，优化设备组合，可有效提高施工效率、降低施工安全风险，技术应用可为类似工程施工提供参考，为今后类似工程的施工提供技术指导与帮助。
2工程概况
成都轨道交通18号线工程为成都新机场线，线路起于火车南站，经高新、华阳、天府新区后穿越龙泉山至新机场，线路全长约66.71km，全线采用8.6m大直径盾构机，这在西南地区尚为首次采用。
兴天区间风井设置于兴隆站~天府新站之间，位于成自泸高速与规划路交叉口西南侧高速路 200m防护绿化带内；为地下双层双柱三跨框架结构，设1组共3个低矮风亭和1个安全出口。该风井总长约67.00m，宽度30.00m，中心里程处覆土约7.5m，基坑深度约17.16～19.54m，区间两端均为盾构区间，小里程端为盾构接收井，大里程端为盾构始发井。
3龙门吊组合选型及选型技术应用
3.1技术准备、指标及要点
3.1.1技术准备
根据风井深基坑开挖施工的实际情况，熟悉设计文件，了解现场地形情况，掌握相关的各项技术资料。根据设计文件要求，进行施工现场实际勘测，认真编制专项施工方案，确定施工工艺。明确安全文明、质量控制、环境保护的规章制度，严格组织技术交底，并落实到每个作业人员。
3.1.2技术指标
⑴根据项目全生命周期的施工需要，选配适宜的起重设备及设备组合。
⑵根据所选配的机械设备，计算、分析基坑围护结构能否承受设备及吊重的荷载。
⑶根据所选配的机械设备和技术指标，验收所选用的机械设备否满足施工进度需求。
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3.1.3技术要点
⑴通过对龙门吊选型，以4台50T龙门吊配合作业来代替传统的2台50T龙门吊配合1台32T龙门吊协作作业的模式，以提高龙门吊出土、盾构出渣的效率和安全质量控制。
⑵以龙门吊主起重索、渣土斗作为土方垂直运输工具，开挖深度不受限制。
3.2地铁风井龙门吊及龙门吊组合选型
3.2.1龙门吊的选型
⑴龙门吊最大起吊重量分析
项目全周期中，包括基坑开挖阶段和盾构施工阶段，主要工作内容为基坑开挖出土和盾构掘进出渣。
地铁18号线采用的盾构机为8.6m大直径盾构机，根据测算20m³的渣土斗与盾构机的出渣效率是配套适宜的，厂家提供的技术参数中20m³渣土斗自重11.6吨，洞渣的虚方密度约为1.8t/m³，洞渣的重量为36t，因此在盾构施工期间龙门吊最大起重量为11.6+1.8*20=47.6t。
为节约投资，提高设备的利用率，基坑开挖阶段的渣土斗与盾构施工期间出渣的渣土斗共用，基坑开挖中，土方的虚方密度约为1.55t/m³，因此在基坑开挖阶段龙门吊场最大起重量为11.6+1.55*20=42.6t。
据此可知，龙门吊的最大起重量在盾构出渣阶段，最大起重量为47.6t，当考虑风井基坑出土期间和盾构施工期间对设备起重能力和效率的要求，当二者要求不同时，应取大值。因此，考虑龙门吊设备的安全系数，选用50t龙门吊。
⑵基坑支护阶段龙门吊地基的承载能力计算
① 围护结构设计概况
风井标准段围护结构采用φ1200@2400型式的围护桩，桩的嵌入深度设为3.5m。
②附加荷载
基坑外附加荷载为龙门吊自重及起重物产生荷载，50t龙门吊自重88t，设计最大起重量为50t。
③数据的验算
抗倾覆稳定性验算：最小安全Ks = 1.326 >= 1.250, 满足规范要求；
抗隆起验算：Ky = 49.80/30.00 = 1.65 >= 1.10 基坑底部土抗承压水头稳定!
嵌固深度：当ld采用值=3.500m，满足规范要求；
计算出龙门吊轨道基础宽度1m，距离基坑边缘1.5m最经济合理，同样满足安全生产需求。
3.2.2龙门吊组合的选择
常规龙门吊组合是以配置2台50T龙门吊+1台32T龙门吊的方法进行作业，掘进过程中，2台50T龙门吊用于盾构出渣，1台32T龙门吊用于管片及辅材等吊装。而通过与设计的协调与沟通优化后的风井结构采用新型组合，新增2个出土孔，以配置4台50T龙门吊的方法配合作业，掘进过程中4台50T龙门吊可同时进行盾构渣土的吊装作业，该组合应用在盾构始发及盾构掘进过程中大大的提高了出渣效率，节约了施工工期。
论文作者:刘奇,李新强
论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期
论文发表时间:2019/1/7
标签：龙门吊论文; 盾构论文; 基坑论文; 组合论文; 渣土论文; 作业论文; 设备论文; 《防护工程》2018年第29期论文;