淺談盾構(gòu)洞內(nèi)拆機(jī)技術(shù)

葉 蕾，龐培彥

（中鐵工程裝備集團(tuán)有限公司，河南 鄭州 450416）

隨著城市的不斷發(fā)展，道路交通不斷改進(jìn)，地下隧道施工工程正在逐年增加，越來越多的盾構(gòu)投入到城市交通建設(shè)使用之中，盾構(gòu)到達(dá)后的拆解工作也成為了整個(gè)工程計(jì)劃里的重要一環(huán)?，F(xiàn)在越來越多的盾構(gòu)接收時(shí)不具備車站整機(jī)接收條件，所有盾構(gòu)部件必須在洞內(nèi)完成拆解和隧道內(nèi)運(yùn)輸。結(jié)合盾構(gòu)自身特點(diǎn)和到達(dá)位置的空間條件，通過制定合理的盾構(gòu)洞內(nèi)拆機(jī)方法，可以有效提高洞內(nèi)拆機(jī)效率，減小洞內(nèi)拆機(jī)風(fēng)險(xiǎn)，減小盾構(gòu)后期恢復(fù)成本。

1 盾構(gòu)洞內(nèi)拆機(jī)準(zhǔn)備工作

盾構(gòu)由刀盤、主驅(qū)動、螺旋輸送機(jī)、管片安裝機(jī)、前盾、中盾、尾盾、后配套拖車等組成。在拆機(jī)前先將場地整理完畢，并將隧道內(nèi)的雜物清理干凈，避免影響盾構(gòu)部件的運(yùn)輸，然后鋪設(shè)拖車行走軌道和運(yùn)輸車（一般采用既有編組列車即可）行走軌道，保證拖車和運(yùn)輸車行走軌道順暢；根據(jù)盾構(gòu)尺寸加工部件支撐工裝，如主驅(qū)動工裝、螺機(jī)工裝、設(shè)備橋工裝等；準(zhǔn)備相應(yīng)的拆解工具，保證拆機(jī)順暢。

2 盾構(gòu)拆機(jī)工序

盾構(gòu)到達(dá)→刀具拆卸、運(yùn)輸→主機(jī)后配套管線分離，后配套拖車運(yùn)輸→中盾米字梁拆卸，運(yùn)輸→螺旋輸送機(jī)拆卸，運(yùn)輸→管片拼裝機(jī)拆卸，運(yùn)輸→人倉拆卸，運(yùn)輸→回轉(zhuǎn)接頭拆卸，運(yùn)輸→主驅(qū)動拆卸，運(yùn)輸→盾體拆卸，運(yùn)輸→刀盤拆卸，運(yùn)輸。

2.1 主驅(qū)動拆卸方案

在拆卸主驅(qū)動前，首先拆除主驅(qū)動的電機(jī)（馬達(dá)），必要時(shí)可拆除減速機(jī)，放掉主驅(qū)動內(nèi)部的齒輪油，目的一是減輕主驅(qū)動重量，二是減短主驅(qū)動長度，為主驅(qū)動原地翻身提供較大空間。

方案一：工裝輔助拆卸

利用主驅(qū)動中心的橋架工裝和盾體頂部的吊耳將主驅(qū)動進(jìn)行翻身平放在運(yùn)輸車上，固定后將主驅(qū)動運(yùn)出洞外（圖1）。

圖1 工裝輔助拆卸主驅(qū)動

方案二：割除盾體+輔助運(yùn)輸車

將主驅(qū)動下方的盾體隔板進(jìn)行割除，主驅(qū)動與盾體上部連接螺栓保留，將運(yùn)輸車軌道鋪設(shè)到主驅(qū)動下部，并將運(yùn)輸車開到主驅(qū)動下部，之后將主驅(qū)動立著放在運(yùn)輸車上，并將其固定，之后拆除主驅(qū)動與盾體上部連接螺栓，將主驅(qū)動運(yùn)出洞外（圖2）。

圖2 割除盾體+輔助運(yùn)輸車

方案三：割除盾體+吊耳吊裝

將主驅(qū)動上方的盾體隔板進(jìn)行割除，主驅(qū)動與盾體下部連接螺栓保留，并在盾體頂部設(shè)置吊耳，掛好鋼絲繩后拆除主驅(qū)動與盾體下部連接螺栓，利用盾體頂部的吊耳將主驅(qū)動進(jìn)行翻身平放在運(yùn)輸車上，之后將主驅(qū)動運(yùn)出洞外（圖3）。

圖3 割除盾體+吊耳吊裝

方案四：車站橋式起重機(jī)吊裝

車站具備盾構(gòu)到達(dá)條件，但不具備吊出條件，盾體為螺栓連接式分塊設(shè)計(jì)，車站事先架設(shè)橋式起重機(jī)。將主機(jī)推至車站，將前盾分開，利用橋式起重機(jī)將主驅(qū)動從前盾中取出，之后平放在運(yùn)輸車上，將主驅(qū)動運(yùn)出洞外（圖4）。

圖4 車站內(nèi)橋式起重機(jī)吊裝

各主驅(qū)動拆卸方案對比如表1所示。

2.2 盾體拆卸方案

方案一：盾體散塊切割（從后部）

割除盾體殼體內(nèi)部筋板、法蘭等，盾體割除遵循先尾后前、先上后下的原則，割除的大小根據(jù)現(xiàn)場情況而定，割除后將各塊逐塊運(yùn)出洞外，將盾殼留在洞內(nèi)作為永久支承結(jié)構(gòu)（圖5）。

方案二：盾體分塊拆卸（從后部）

盾殼設(shè)計(jì)為雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)盾體設(shè)計(jì)為螺栓連接式分塊結(jié)構(gòu)。在拆解時(shí)利用工裝和倒鏈將盾體各塊逐塊拆除，拆卸時(shí)遵循先尾后前、先上后下的原則，拆卸完成后將各塊逐塊運(yùn)出洞外。將外盾殼留在洞內(nèi)作為永久支承結(jié)構(gòu)（圖6）。

表1 各主驅(qū)動拆卸方案對比

圖5 盾體散塊切割

圖6 盾體分塊拆卸

方案三：車站橋式起重機(jī)拆卸（從前部）

車站具備盾構(gòu)到達(dá)條件，但不具備吊出條件，盾體為螺栓連接式分塊設(shè)計(jì)，車站事先架設(shè)橋式起重機(jī)。將主機(jī)推至車站，拆除盾體分塊螺栓，利用橋式起重機(jī)將中前盾分開，將分塊盾體放在運(yùn)輸車上，將盾體逐塊運(yùn)出洞外（圖7）。

圖7 車站內(nèi)橋式起重機(jī)拆卸

盾體拆卸方案對比如表2所示。

表2 盾體拆卸方案對比

2.3 刀盤拆卸方案

方案一：盲洞刀盤分塊切割（從前部）

刀盤前部有盲洞，將刀盤推至盲洞，將刀盤分解成多塊，具體的塊數(shù)可根據(jù)盲洞空間情況而定，割除后利用工裝將各塊用倒鏈將其放在運(yùn)輸車上，然后運(yùn)出洞外。刀盤割除時(shí)遵循先下后上的原則，分區(qū)域進(jìn)行割除（圖8）。

圖8 盲洞內(nèi)刀盤分塊切割+倒鏈運(yùn)輸

方案二：車站刀盤分塊切割（從前部）

車站具備盾構(gòu)到達(dá)條件（但車站不具備吊出條件），刀盤為焊接式分塊設(shè)計(jì)，事先在車站架設(shè)橋式起重機(jī)。將刀盤推至車站，利用橋式起重機(jī)將刀盤在豎井內(nèi)翻身，并將刀盤在豎井內(nèi)進(jìn)行分塊，之后放在運(yùn)輸車上，將刀盤逐塊運(yùn)出洞外（圖9）。

圖9 車站內(nèi)橋式起重機(jī)吊裝運(yùn)輸

方案三：刀盤分塊切割（從后部）

刀盤采用焊接式分塊設(shè)計(jì)，拆解時(shí)在盾體合適位置焊接吊點(diǎn)，采取分塊割除的方式，刀盤割除時(shí)遵循先上后下的原則，將刀盤逐塊進(jìn)行拆除，之后逐塊運(yùn)出洞外（圖10）。

圖10 刀盤分塊切割、逐塊運(yùn)輸

方案四：刀盤分塊拆卸（從后部）

刀盤采用分瓣式刀盤設(shè)計(jì)（螺栓連接式），將刀盤面板設(shè)計(jì)為兩瓣結(jié)構(gòu)，刀盤牛腿和法蘭作為整體的結(jié)構(gòu)，與刀盤面板螺栓連接。拆除時(shí)利用盾體內(nèi)部的吊耳先將牛腿和法蘭拆除，之后再將刀盤兩瓣拆除（圖11）。

圖11 刀盤分塊拆卸+吊耳運(yùn)輸

刀盤拆卸方案對比如表3所示。

表3 刀盤拆卸方案對比

3 結(jié) 語

現(xiàn)代施工盾構(gòu)洞內(nèi)拆機(jī)的需求越來越多，如何根據(jù)洞內(nèi)拆機(jī)條件制定安全、高效、經(jīng)濟(jì)的洞內(nèi)拆機(jī)方案是盾構(gòu)設(shè)計(jì)和項(xiàng)目施工要重點(diǎn)考慮的問題。

如果車站具備到達(dá)條件，但不具備調(diào)出條件，可在接收車站施工時(shí)架設(shè)橋式起重機(jī)；若是新機(jī)，盾體設(shè)計(jì)為螺栓連接式分塊結(jié)構(gòu)；如果刀盤前面不具備操作空間，若是新機(jī)，刀盤設(shè)計(jì)為螺栓連接式分塊結(jié)構(gòu)；盾體結(jié)構(gòu)空間允許情況下，盾體設(shè)計(jì)為雙層盾殼結(jié)構(gòu)，內(nèi)盾體設(shè)計(jì)為螺栓連接式分塊結(jié)構(gòu)。（注意：此種盾構(gòu)設(shè)計(jì)方式不適于軟弱地層。）

[1]琚時(shí)軒.盾構(gòu)洞內(nèi)對接拆卸技術(shù)的應(yīng)用[J].工程機(jī)械，2007，（38）7：65-67.

[2]胡 雙.盾構(gòu)洞內(nèi)拆機(jī)過站技術(shù)[J].工程技術(shù)，2013，（1）：45-46.