淺談新疆某超特長隧洞TBM洞內拆卸方案

【摘要】：本文通過簡要介紹TBM在洞內的拆卸方案、提出了一般的拆卸順序、拆卸時間及相應拆卸要求等，對保證隧洞順利施工具有重要的意義。

【關鍵詞】：超特長隧洞；TBM；洞內拆卸

1、工程概述

新疆某超特長隧洞全長283.4km，平均埋深428m、最大埋深774m，設計過流量為40m3/s，為無壓洞，隧洞縱坡采用1/2583。隧洞開挖以TBM施工為主，鉆爆為輔的施工方式，TBM開挖斷面采用圓形斷面，開挖洞徑為7m。隧洞采用11臺TBM施工，每臺TBM施工長度為20～25km，在施工完成后，TBM主要重大部件全部在洞內拆卸，并運輸至地面。

2 、TBM基本結構

TBM是一種以機械直接破巖來掘進隧洞的大型聯合施工設備，在長隧道施工中經常采用。在適宜的地質條件下，具有掘進效率高、對圍巖擾動小、超挖量小、開挖面光滑、對施工人員勞動保護好等一系列優點。解決了長隧洞中采用傳統鉆爆法施工受地形條件限制無法增加開挖工作面，受工作面限制工期得不到保障，出渣、通風排煙困難等問題。

TBM分為主機和后配套兩部分。主機是TBM的核心，其主要功能是破巖、集渣轉載、換步推進。包括刀盤、主軸承驅動組件及機頭架、主梁、撐靴、推進油缸、后下支承、主驅動、密封及潤滑系統、液壓系統、司機室、變壓器等。后配套是TBM的主要組成部分，配合主機聯合作業，同步協調，快速實現隧洞連續掘進。是由10-15節軌道拖車組成的工作臺車，每節拖車長10m左右，分別裝置掘進機及其輔助設備用的變壓器及電纜、開關柜，TBM上的輸送石渣皮帶機，液壓和電動裝置，風、水、電延伸系統，除塵裝置，噴混凝土供料站，工作室、休息室、衛生間等。

3、 TBM拆卸方案

本工程采用11臺TBM施工，數量較多，在每臺TBM拆卸過程中對洞室進行擴挖，則投資會大大增加。國內及國際上現在通用的拆卸方式為在TBM掘進至終點段后，TBM整體向后步進，在機頭前方部位進行擴挖，裝置吊裝設備，然后對TBM設備進行拆卸。眾所周知，由于TBM結構復雜、系統龐大，結構件形狀各異，超寬、超重件較多，故在沒有拆卸洞的情況下能對TBM快速、安全、有序地拆解，是一項復雜的系統工作，同時也意味著一個環節出錯，就有可能導致拆機失敗，延誤工期，本工程擬采用無拆卸洞，主機后退的方式來拆解TBM。

3.1拆卸流程

TBM掘進到達標段分界點后，為使主洞開挖洞徑小，開挖量小，節省投資，本工程計劃采用主機回退的方式拆卸刀盤等設備。TBM拆解一般分為兩個階段進行，第一階段，通過TBM整體向后步進，逐步拆除并固定主機前部結構件，如刀盤及護盾系統，第二階段，使用機車將后配套臺車拉至組裝洞進行拆解，同時，機車拖載特制運輸板車配合導鏈并運輸主機后支腿、鞍架、主梁導向架、機頭架等主機部件、完成TBM無擴挖拆卸。具體做法如下：

第一步，首先移除護盾行程限位條，主機從前面開始后退，頂護盾和側護盾收回，安裝擴挖道具進行極限擴挖。

第二步，TBM安裝擴挖刀具到預定位置后，后退一個循環，約1.8m，拆除刀盤邊塊和中心塊螺栓，放下邊塊，撐靴逆向換步繼續將主機逆向推進一個循環，拆除的邊塊置于隧道底部，放置前方。

第三步，刀盤旋轉180度，重復第一塊邊塊拆卸過程，將刀盤邊塊放置在洞底，后退刀盤約8m。

第四步，刀盤旋轉90度，拆除刀盤和主驅動螺栓，將刀盤立放于隧道底部，在隧道頂部打錨桿、錨索，通過吊具將刀盤剩余部分放置于隧道內。

第五步，將TBM后退兩個循環，在拱頂打錨桿安裝吊點，吊具，將頂護盾固定，拆除頂護盾和主機機械連接，詳見圖1。

第六步，頂護盾拆除后，主機后退兩個循環，主梁尾部安裝支撐，拆除后支腿，放倒，用軌道運輸車將后支腿運出。

第七步，拆除并運輸鞍架及推進油缸。

第八步，通過洞壁上吊點，導鏈拆除主梁，放置在運輸板車上，運輸出洞。

第九步，在主驅動后方安裝翻轉架，將主驅動拉到翻轉架位置，連接翻轉法蘭，詳見圖2。

第十步，翻轉放平主驅動，將主驅動放置在平板車上。其他部件通過洞壁的錨點，吊點，通過相應吊具將其放置在平板車上，運出洞外，詳見圖1-10。

圖3、 TBM拆卸圖3

3.2拆卸工期進度

TBM拆卸，可以多個工作面同時進行，在關鍵線路上壓縮直線工期，合理排布支線工期，使拆卸時間最短。

3.3拆卸注意事項

在拆卸過程中應從實際出發，可不拆的盡量不拆。液壓系統拆卸時，應特別小心、謹慎，注意元件外表及環境的清潔，各類液壓管和控制元件接頭必須用堵塞堵上，防止對油管的污染，活塞桿密封包裹。拆開后的零件均應及時清洗、分類、統計、核對以便查找，防止損壞、丟失或弄錯。存放時按照總成、部件、零件分開，電氣、液壓、機械分開，大件、小件分開和粗糙、精密分開的原則存放。對產生變形的構件和零件應予校正或更換。

5 、結束語

在超特長隧道中，地下洞室埋深較大，又由于TBM結構復雜，技術含量高、價格昂貴，只有在拆卸前充分準備，制定詳細的拆卸設計和拆卸方案、合理安排拆卸工期，保證設備拆卸有序、避免設備構件的拆卸損傷，保證拆卸工作的順利進行，從而增加TBM重復使用的時間和壽命，保持TBM的使用效能和使用狀態。

參考文獻：

[1]SL303-2004.《水利水電工程施工組織設計規范》

[2]JTG D20—2006.《公路路線設計規范》

[3]JTG D70-2004.《公路隧道設計規范》

作者簡介：郭建飛（1983-），男，工程師，新疆烏魯木齊人，現主要從事水利水電工程施工組織設計工作。