地鐵隧道內盾構機拆解難點及技術應用

肖鵬飛

（中鐵十九局集團軌道交通工程有限公司，北京 101300）

0 引言

由于城市周圍環境比較復雜，盾構接收井位置受到限制，因而利用盾構機洞內棄殼拆解的方式可以有效提升施工安全系數。與此同時，在良好地層標段，配合礦山法段，可接收盾構機，使得施工工期大大減少，提升了工程質量。

1 工程概況

某市地鐵2號線施工標段采用2臺復合式土壓平衡盾構機施工。盾構機分別從仙湖路站東側左右線始發，在蓮塘站接收轉場，從仙湖路車站的另外一端二次始發完成與仙湖路站到蓮塘口岸站礦山法區間連接的掘進任務及洞內拆機任務。盾構區間長436 m，施工段尾端與礦山法隧道相連。該區間段地質環境相對復雜，且地下水多為孔隙水和基巖裂隙水，對鋼筋混凝土結構及鋼筋有一定的腐蝕作用。地層多為中、微風化石英砂，局部有斷層、強風化巖等。

2 洞內拆解重難點

（1）工程施工工期短，任務量較大，且盾構區間較長，拆機工程量大且施展空間較小，工作效率低。在施工中大型拆除輔助設備無法使用。因而工程中大型部件全部依靠倒鏈、吊索、液壓機具，采用手動人工拆卸的方式進行拆卸。

（2）拆機過程中會出現很多問題，主要集中在運輸與裝卸，需要安排專人進行協調安排，運輸任務繁忙，運輸量大，加之軌道單線運行效率低，電瓶車運力不足，途中出現故障難以排除，垂直運輸緊張。

（3）施工中，工作面用火的地方多，增大了現場消防控制的難度。

3 盾構機洞內解體棄殼拆卸方案

（1）手拉葫蘆可以解決盾構機在洞內解體拆卸問題，盾構機各部件拆除一定要限制大單體最大重量，減少局部承載大噸位吊點[1]。洞內拆卸空間小，手拉葫蘆起吊重量有限，對盾尾、中盾體、前盾體內等部件需要采用氣割分塊解體拆除。而且盾殼及起吊點要進行注漿加固保證起吊重量。

（2）拆卸工序要先斷開各路管線、拆除各部件連接?？傮w遵循先易后難，先小后大，由后往前、由上而下、由內而外的順序[2]。

（3）按照管理人員的安排，變頻柜和控制柜的臺車、后張出臺、連接橋、螺旋機、拼裝機等可以和刀盤拆解交叉進行，最后拆除刀盤和與刀盤旋轉設備。

（4）對大型部件洞內分解時，不能馬虎大意，大部吊點選在前、中盾殼外層容易導致其變形，合理選擇吊點不能蠻干，而且吊耳焊接時對焊工要求較高，吊點選擇在管片螺栓上這對其也是一考驗，要選用有吊裝經驗的人進行操作。

（5）安排專門的安全員進行施工區域巡查，確保消防安全，尤其是對需要動用明火的地方，要做到萬無一失[3]。現場管理人員要用科學的方法合理安排工序，科學管理，發揮自己的主觀能動性以提高工作效率。

4 洞內拆解前準備工作

4.1 注漿加固

準備注漿需要的機械和材料，并運至盾構尾端，盾構機停止后，立即組織開始注漿。具體工序如下：

（1）為了防止盾殼外注漿時，化學漿液流失過多，在倒數第3環和盾尾刷位置，施做止漿環。為了便于觀察周圍土體的出水量和注漿時的漿液流出情況，在盾構機土倉內的土體在停止后，需要排出部分土體，保持一個1 m左右的空間。

（2）盾構機前端與初支間的縫隙有大量漿液流出時，要停止注漿。止漿環施工完畢后，需要盾構機前端的徑向注漿孔，從盾構機的底部向上的順序，進行化學漿液的注射施工，漿液的凝固時間按照地層的含水率來確定，控制在5 s左右，通過觀察土倉內的漿液流出量來確定注漿量。上述工序完成后，通過盾構機把土倉內的淤泥及漿液排出，并運至地面。

4.2 其他準備工作

巖與土體必須結為一體，最后20環管片用槽鋼拉近，并對縱、環向螺栓的復緊，以及最后30環內管片注漿填充。滿足吊裝15 t的能力，要對盾構機最后6環管片吊裝孔進行加強處理，管片需提前特殊定制，拼裝完后上端管片吊裝，焊接牛腿固定于盾尾或者與洞門封板處，防止推進油缸回縮后管片縱向移動。對盾體外層擬安裝吊耳區域的盾殼厚度進行超聲波掃描檢測或開孔實測，對厚度值進行分析，盾殼厚度必須＞40 mm。

5 盾構機洞內解體棄殼拆卸施工技術

5.1 刀盤拆解

5.1.1 刀盤分塊

刀盤洞內分解位置，刀盤的6個牛腿連接面保留在塊1和塊2；塊1與塊2之間由定位銷和連接螺栓加焊接連接。刀盤跟牛腿之間的連接要保護好，保證刀盤分拆后重新組裝時沒有問題。根據實地情況，可拆分為塊3至塊8，用拉馬定位。拆卸后配套臺車的同時可進行前部刀盤拆除工作，可以有效縮短拆機工期。施工前期，要科學規劃，預留出工作位置。

5.1.2 刀盤拆解

刀盤拆分后最大重量約為10 t，刀盤總重量55 t（含刀具）。按照重量均衡、便于恢復的原則進行分塊。拆解過程中應根據刀盤結構，保證對切割后刀盤的后期恢復，在不切割刀箱的基礎上，進行分割。分割過程中不能用氧氣乙炔切割，注意焊口深度焊縫寬度，分清主副件連接焊縫。

拆解體堆放到礦山法隧道內存放。拆解部件放置在預先鋪好軌道的礦山法開挖的隧道內，通過轉動刀盤至6點鐘位置順時針切割刀盤，切割下來的塊體通過固定在刀盤上的手拉葫蘆吊住塊體。

5.2 刀盤拆解后其他部件的拆解

刀盤拆解時按照盾構機常規拆機順序拆解。7#臺車→6#臺車→5#臺車→4#臺車→3#臺車→2#臺車→1#臺車連接橋→后張出臺→刀盤（與后配套臺車同時進行）→螺旋機→管片拼裝機→H型梁→盾體內各部件→人閘→鉸接油缸推進油缸（撐靴斷電前利用拼裝機拆除）→主驅動總成的順序，逐一拆除。包括7節臺車、連接橋、后張出臺、螺旋機、管片拼裝機、H形梁、盾體內部件、人閘的拆解。

5.3 主驅動拆解

主驅動減速機及馬達拆除后凈重約48 t，其是盾構機的心臟，里面有軸承、齒圈、主驅動密封、帶動刀盤的回轉體，在整體拆卸當中極其重要（圖1）。詳細的拆解流程為：

（1）選好吊點掛上倒鏈葫蘆，把全部馬達、減速機拆除準備吊裝。

（2）焊接吊耳不要有夾渣氣泡。焊接吊耳10個，驅動外殼上焊6個吊耳、前盾體焊2個吊耳、中盾體焊2個吊耳。

（3）把倒鏈葫蘆掛好拉到滿弦為止。

（4）在驅動體底部兩側焊好滑道，底座架設鋼軌。

圖1 主驅動實物

（5）在不破壞驅動整體前提下，了解焊接結構鋼板厚度選擇割槍、割把大小。

（6）順序自下而上，一次性割透筋板主驅動連接殼體。切割順序為12點鐘位置扇形區域→6點鐘位置扇形區域→10點鐘位置扇形區域→3點鐘位置扇形區域。

（7）在盾體內側驅動分3點放50 t千斤頂，3點勻速推拉到能把驅動平吊為止，翻身放平板車運出（圖2）。

6 結束語

依據實例土壓平衡盾構機洞內拆解接收技術，以及注漿加固等措施可有效控制盾構棄殼接收能夠有效的保證盾構機接收過程的安全性，以及有效地避免盾構機接收過程中產生的各種問題。盾構洞內解體技術與礦山法隧道的無重疊對接，克服了仙湖站無盾構吊出井的困難。節約了吊出井及端頭加固等困難，有效的降低了施工成本。

圖2 主驅動吊點安裝位置