淺析盾構機隧道內(nèi)棄殼拆解方案

摘 ?要：本文介紹了一種在隧道施工中用于開挖隧道的掘進機洞內(nèi)棄殼拆解方案。實踐表明：本方案適用于6米盾構機洞內(nèi)棄殼拆解并完全滿足隧道施工要求，同時具有拆解效率高及可靠性高等優(yōu)點。

關鍵詞：隧道內(nèi);盾構機;棄殼拆解

中圖分類號：U455.3 ????文獻標識碼：A ???文章編號：2096-6903（2019）03-0000-00

1拆除總體方案

1.1主要部件拆除流程圖（圖1）

1.2拆除工序

1.2.1刀盤解體

（1）如圖2所示，序號1-8紅線代表切割線，按8條切割線對刀盤進行切割解體;（2）現(xiàn)場切割時，為了方便作業(yè)，轉動刀盤將需要切割部位轉到最下方，土倉內(nèi)焊接吊點，用手拉葫蘆對切割部分進行拉結固定，下部墊實，刀盤幅板切割須遵循先切割輔助輻條板再切割主輻條板，對稱切割的原則，切割完成后，利用手拉葫蘆慢慢將切下部分放平存放;（3）按切割線切除完成后，將刀盤0度逆時針旋轉30度，此時刀盤最窄尺寸約4500mm。由于現(xiàn)場地面高于刀盤200mm，需要在刀盤底部左右兩側對稱用千斤頂將其頂升300mm，底部墊實。前盾土倉胸板上部焊接3個吊點，分別用10t*10m手拉葫蘆進行拉結固定，前盾土倉胸板下部焊接2根1000mm長H200型鋼對刀盤進行限位支撐以防止刀盤碰撞土倉結構，刀盤前部8米范圍場地需進行整平，并放置3根300mm高枕木，做刀盤接收放平準備。（4）準備工作完成后，拆除中心回轉體及連接管線，中心回轉體用塑料布包裹，拆解刀盤連接螺栓。利用手拉葫蘆慢慢進行放平到預先準備好的枕木上。待主機內(nèi)部件拆解完成后，將盾體連接法蘭板及胸板切除，將刀盤用千斤頂升高，盾體內(nèi)鋪設鋼軌滑道并延伸至刀盤，軌道底部墊實，將刀盤運出。

1.2.2 油缸拆除

小松013盾構機共有鉸接油缸12根（J1—J12），推進油缸共22根（1號—22號）（圖3），拆除鉸接油缸前，先用10[將中盾和中折盾焊接拉緊，圓周均布6處，以防中盾和中折盾分離漏水]。

將12個鉸接油缸拆除。將鉸接油缸油路斷開，油管及閥組接口用油堵封好，拆除鉸接閥組，收鉸接油缸管路。上部鉸接油缸（J1—J3，J10—J12）共6個用吊帶將油缸鎖住利用兩側推進油缸拉結固定，拆除銷子然后將鉸接油缸放下運出。下部（J4—J9）共6個，直接用葫蘆拉結固定拆除銷子然后放下運出，鉸接銷軸裝箱保存。

將推進油缸油路斷開，油管及閥組接口全部用油堵封好，拆除推進閥組，收推進油缸管路，同時將油缸油口絲堵封好。

推進油缸拆除步驟如下：（1）用液壓泵站將推進油缸推出1900mm。（2）在推進撐靴前側盾體上焊接2個M36螺母，δ20*650*150鋼板鉆2-Φ40孔，兩根M36絲杠穿過鋼板Φ40孔緊固到焊接于盾體上的2個M36螺母上，鋼板下方用2個M36螺母緊固，實現(xiàn)推進撐靴的固定支撐。（3）用液壓泵站打油缸無桿腔，此時推進撐靴已經(jīng)固定，利用油缸壓力將油缸缸筒脫出1900mm左右;（4）制作油缸U形卡安裝于拼裝機上，將拼裝機旋轉至目標油缸位置，用U形卡將油缸鎖緊，此時拆除絲杠鎖緊撐靴裝置，移動拼裝機，將油缸完全脫出后，將油缸旋轉至下方運出（圖4）。（5）按11#—1#油缸和12#—22#油缸順序從下到上逐個將22根推進油缸拆除。在拆除推進油缸的同時將螺旋輸送機筒內(nèi)渣土出空后將皮帶拆除。

1.2.3 拆管路、線纜，運送臺車、皮帶機及雙彎梁

油缸拆除完成后，臺車后部開始拆除循環(huán)水管，收高壓電纜，拆除管路掛鉤，拆除隧洞內(nèi)的走道板及護欄支架等，供水管拆除后不運出，待臺車全部運出后將供水管接好做為盾構機拆除作業(yè)消防水及后期管片沖洗用水。

進行管路吹油，拆除臺車之間，臺車至盾體、拼裝機、螺旋機、機內(nèi)的管路、閥組及線纜，將油管封堵、線纜捆扎固定牢固。

制做井字形臺車支撐架焊接于管片車上，拆除臺車之間&皮帶機各節(jié)段間的連接銷軸及連接桿等（裝箱保存）。該設備共6節(jié)臺車，按照從后向前6#-1#臺車的順序運出，將管片車行駛至臺車下方就位，先用4臺千斤頂放于井字形支架上，頂升臺車聯(lián)絡梁將臺車頂升至車輪脫離軌道，此時在井字形支架與臺車聯(lián)絡梁之間用鋼板墊實后撤去千斤頂，將臺車運送至井口吊出（皮帶機各節(jié)段與臺車一并運出），1#臺車運出前，將管片車軌道鋪至盾尾內(nèi)。

將雙彎梁與1#臺車和H梁分離，并用支撐將雙彎梁支撐架于前后兩輛管片車上，1#臺車和皮帶機斜段分別運出后，再將雙彎梁運出，將工作平臺解體后分別運出，井口放置200t吊車，吊出。

放主驅動齒輪油，拆除前盾齒輪油循環(huán)系統(tǒng)，中前體高壓氣系統(tǒng)，中前體控制電箱等。

1.2.4 螺旋輸送機拆除

螺旋輸送機全長12500mm，插入前體螺旋筒1600mm，螺旋輸送機伸縮油缸伸縮行程1000mm，總重約20t。

（1）斷開動力前，將螺旋輸送機內(nèi)渣土出空，用水沖洗螺旋筒，將螺旋機馬達及管路拆除（管路封口），縮短螺旋機長度，為螺旋機拔出增大垂直空間，同時降低總重;（2）在螺旋機重心位置焊接吊點，并在盾殼上方焊接垂直吊點掛10t葫蘆，將螺旋機拉緊吊住，然后在螺旋機前、中、后合適位置焊接6個吊點，相應在盾體、管片和H梁前方相應位置焊接吊點，并掛10t葫蘆;（3）拆除螺旋機與前盾連接螺栓及與中盾連接拉桿，利用6點葫蘆慢慢將螺旋機拔出，水平放于管片車運出。

1.2.5 拼裝機拆除

拼裝機總重約16t。（1）拆除拼裝機馬達，管路及線路，油管及閥組接口用油堵封好，管線盤好捆扎;（2）在拼裝機上方前后兩側盾體和管片上焊接吊耳，拼裝機前后端面焊接吊耳，后側用4個10t葫蘆，前側用2個5t葫蘆將拼裝機拉緊固定;（3）將拼裝機下側4個支撐滾輪拆除;（4）利用葫蘆將拼裝機向前翻身，放于管片車上運出。

1.2.6拆除中體結構

切割拆除中體H梁和兩側平臺等鋼結構。將管片小車行駛至H梁下方，用葫蘆將H架放在管片車上，將H梁運出。

1.2.7拆除主驅動

拆除刀盤電機循環(huán)冷卻管路及水管支架，在前體上焊接吊耳將刀盤電機及減速機全部拆除。拆除電機及減速機時，4#和5#電機可在1#8#電機掛吊帶葫蘆進行吊裝拆除，其余電機及減速機在盾體上焊接吊耳進行拆除，主驅動連接電機法蘭孔用盲板封嚴（共8組電機減速機）。

電機減速機拆除完成后，在盾體上焊接吊耳利用葫蘆和吊帶將人閘倉副倉和主倉分別拆除運出。

由于主驅動是從土倉向后安裝在法蘭板上的，前盾法蘭板高于主驅動外殼，所以拆除主驅動時需要先將主驅動外殼與前盾的螺栓拆下，再將主驅動向土倉方向脫出拆除。主驅動拆除步驟如下：（1）制做主驅動脫出用滑道及滑道支架組件，焊接于土倉板上固定，制做滑軌組件焊接于主驅動外殼前端面;（2）土倉上方焊接四個吊點掛10t葫蘆并與驅動外殼焊接的相應吊點拉結固定;（3）主驅動外殼后方制做安裝千斤頂支架，放置千斤頂;（4）制做門型框架，將門型框架與前盾和驅動滑道座焊接牢固，利用千斤頂將主驅動向前頂推，同時利用土倉內(nèi)焊接的吊點和門型框架上焊接的吊點掛10t葫蘆，將主驅動慢慢完全脫出前盾;（5）將所有盾體胸板、法蘭、連接板和油缸支座等結構全部切除（根部留100-150mm），為主驅動和刀盤運出留出充足空間。（6）利用門型架和土倉上的吊點掛葫蘆，對主驅動進行翻身，在支架上鋪滑軌，將主驅動平放于滑軌上，將主驅動放于管片車上運出。

1.2.8 將刀盤運出

利用千斤頂和門型框架、土倉內(nèi)的吊點掛葫蘆將切割的刀盤平放于滑軌上運出。

1.2.9 拆除前體其他結構

將盾體內(nèi)剩余結構切割拆除（根部留100-150mm），用葫蘆吊裝放下運出。

1.2.10 輔件切割拆除

盾構機拆除完畢后，將盾體上焊接的吊耳、搭設的臨時平臺等切割拆除。

1.2.11 盾殼內(nèi)澆筑二襯混凝土

最后在盾殼內(nèi)澆筑二襯混凝土。

2 結語

綜上所述，該盾構機洞內(nèi)棄殼拆解方案完全具備洞內(nèi)施工條件，并且已經(jīng)有成功的施工案例。該方案能將由于各種客觀條件限制無法出洞的盾構機實現(xiàn)隧道內(nèi)棄殼拆解，只將盾殼棄放在洞內(nèi)，能把盾構機內(nèi)部的所有部件全部運出實現(xiàn)繼續(xù)使用，其具有拆解效率高及可靠性高等優(yōu)點

收稿日期：2019-05-20

作者簡介：孫相志（1983—），男，河北秦皇島人，本科，工程師，研究方向：機械工程及隧道掘進設備。

On Dismantling of Abandoned Shell in Shield Tunnel

SUN Xiangzhi

（Qinhuangdao Tianye Tonglian Heavy Industry Technology Co.， Ltd.， Qinhuangdao Hebei ?066004）

Abstract： This paper introduces a dismantling scheme for the abandonment of the shell inside the tunnel boring machine tunnel used in tunnel construction. Practice has successfully shown that this solution is suitable for the dismantling of abandoned shells in a 6-meter shield tunnel and can fully meet the requirements of tunnel construction， and has the advantages of high disassembly efficiency and high reliability.

Keywords： inside the tunnel; shield machine; dismantling of abandoned shells