盾構(gòu)機地下對接及洞內(nèi)拆解施工技術(shù)研究

劉承宏，陳宇博

（中鐵三局集團第二工程有限公司，石家莊050031）

1 引言

盾構(gòu)施工法是暗挖法施工中的機械化施工方法，具有掘進速度快、施工安全風險低、機械化程度高、經(jīng)濟環(huán)保等特點[1]。傳統(tǒng)的盾構(gòu)法施工是在始發(fā)井及到達井安裝及拆解盾構(gòu)機，但不能實現(xiàn)在接收井拆解、吊出設(shè)備，因此，需另辟蹊徑，以保證施工各項目標的實現(xiàn)。

2 工程概況

石家莊軌道交通2號線一期工程04標段，左線起點里程ZK28+213.192，終點里程ZK29+086.797，長858.183m（短鏈15.422m）；右線起點里程YK28+213.191，終點里程YK29+086.797，長873.606m。

3 對接及拆解主要工藝原理

采用2臺盾構(gòu)從兩端同時相向掘進，先行盾構(gòu)機到達對接位置，先對先行盾構(gòu)機進行管片及盾體注漿，管片拉緊，并先期進行拆解。當后行盾構(gòu)機掘進至先行盾構(gòu)機30環(huán)管片時，進行姿態(tài)調(diào)整掘進，直至與先行盾構(gòu)刀盤面板間距約50cm時（2臺盾構(gòu)機中心刀已接觸），然后對第一臺盾構(gòu)中心刀進行刨除作業(yè)，盾構(gòu)機繼續(xù)推進至兩刀盤先行刀接觸，縮短刀盤外圈間隙。而后用鐵板搭接方式對刀盤外鋼圈的進行封堵作業(yè)，完成對接工作。開始洞內(nèi)拆解盾構(gòu)機，后配套拆運采用整體拆運出洞，盾構(gòu)主機及刀盤采用分塊拆運，運輸方式采用有軌運輸。

4 施工工藝流程及操作要點

4.1 拆機前準備

拆機前對盾構(gòu)機土倉內(nèi)渣土進行清理，刀盤背面開口及切口處已用鋼板焊接封閉。盾構(gòu)拆機前將盾尾后30環(huán)管片壁后補充注漿，最后10環(huán)管片用拉緊裝置連接拉緊，同時T形板將管片與盾尾固定，防止因千斤頂頂力釋放后，管片環(huán)間縫隙增大，引起環(huán)縫漏水。刀盤周邊采用超前小導管注漿加固土體，防止洞內(nèi)拆機時造成土體塌陷。

4.2 先行盾構(gòu)機拆機

4.2.1 管線路拆除

管線路拆除應(yīng)注意以下事項：（1）在確認主機部位設(shè)備不再工作后斷開控制電，只保留配電柜的照明和插座箱回路供電以及空壓機回路供電，高壓電在拆后配套時斷電；（2）拆除盾體內(nèi)控制盒到主控室的控制電纜、動力設(shè)備到配電柜的動力電纜、管片拼裝機到控制室的控制電纜、盾體內(nèi)傳感器和電磁閥到控制盒的電纜，并做好電纜標識；（3）將回油管內(nèi)的液壓油吹回油箱，油箱內(nèi)的液壓油必須完全放出，并將拆卸的油脂管、液壓管用堵頭將油管、油口堵塞，防止贓物進入油脂系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)。

4.2.2 后配套拆卸

后配套拆卸應(yīng)注意：（1）拆除連接橋及1#～4#拖車頂部的皮帶輸送機、風機、風筒起吊架并通過電瓶車運至隧道外；（2）拆除連接橋及1#～4#拖車拉桿、連接銷，拆除各拖車之間水、氣、液壓等管路，并對接頭做好保護措施；（3）將渣土車送至4#拖車框架的中間位置，用4個50t千斤頂將拖車頂起，將200mm長H型鋼放到渣土車合適位置，緩緩卸下千斤頂，將拖車平穩(wěn)的降置于渣土車上；（4）按照上述方法依次將3#拖車、2#拖車、1#拖車運送至隧道外；（5）連接橋拆除，用4個千斤頂將連接橋頂起，將H型鋼放到管片車底板合適位置，緩緩卸下千斤頂，并將連接橋平穩(wěn)的降置于管片車底板上，將其運至隧道外。

4.2.3 螺旋機拆除

螺旋機拆除包括：（1）前移拼裝機、底部油缸收回、螺旋機驅(qū)動部拆除；（2）完全收回螺旋輸送機螺桿，然后斷開設(shè)備橋與主機的所有電器、流體、液壓線路并妥善綁扎放置；（3）制作螺旋輸送機吊裝架；（4）通過手拉葫蘆逐漸收緊逐漸釋放，將螺旋機拆除并放置管片車上。

4.2.4 管片拼裝機拆卸運輸

管片拼裝機拆卸運輸應(yīng)注意：（1）管片拼裝機在拆解前須旋轉(zhuǎn)180°，使其抓取頭在12點鐘位置處，并將其固定；（2）拆除工作平臺、管路支架（包括內(nèi)部拖鏈油管等）以及拼裝機大吊耳；（3）安裝拆解支架并拆除管片拼裝機[2]。

4.2.5 井字梁拆除

井字梁拆除應(yīng)注意以下事項：（1）井字梁拆除前，確認管片拼裝機及盾體上的工作平臺拆除完畢，并預(yù)備好平放井字梁的支撐（長200mm H型鋼2根）；（2）在盾尾頂部1 000mm、2 000mm處各焊接10t吊耳1個；（3）使用中盾鉸接油缸座通過10t手拉葫蘆將井字梁預(yù)拉緊。

4.3 刀盤前土體加固

對接地層加固止水施工包括管片背后二次注漿封堵倉內(nèi)盾尾后部來水施工及盾構(gòu)機超前注漿對對接地層加固止水施工。

1）管片背后二次注漿封堵倉內(nèi)盾尾后部來水。先行盾構(gòu)對盾尾后30環(huán)管片進行注雙液漿處理。2臺盾構(gòu)機對接上后，后停機盾構(gòu)也同樣對盾尾后30環(huán)管片進行注雙液漿處理。

2）超前注漿地層加固。域地層進行加固。2臺盾構(gòu)機對接后，后停盾構(gòu)同樣利用盾構(gòu)機上超前注漿孔對對接區(qū)域地層進行加固。

4.4 2臺盾構(gòu)機對接

在后行盾構(gòu)機到達對接位置前30環(huán)開始分階段調(diào)整施工參數(shù)，主要分為3階段控制：

1）對接前的第一階段（離對接里程36～2m）。盾構(gòu)機進入對接前30環(huán)開始，掘進速度由原來正常段的35～45mm/min減至20～40mm/min，土倉壓力由原來的130～150kPa逐步調(diào)整至100～120kPa以下，同時通過先行盾構(gòu)機刀盤前方的土壓力荷載密切監(jiān)測壓力變化情況，保證先行盾構(gòu)機刀盤前方受力在控制范圍內(nèi)。

2）對接前的第二階段（離對接里程2～0.8m）。進入該階段，掘進速度由原來正常段的20～40mm/min減至10～20mm/min，土倉壓力由原來的100～120kPa逐步調(diào)整至50～80kPa。因刀盤對接范圍內(nèi)土體進行預(yù)加固處理，刀盤前方土倉壓力按逐步降低的原則，盡量減小對接后倉內(nèi)土體的存量，減少人工出渣量縮短拆解工期。

3）對接前的第三階段（離對接里程0.8m范圍內(nèi)）。當?shù)侗P中心刀尖距對接里程0.8m時盾構(gòu)。掘進速度降為5～10mm/min，土倉壓力降為10～30kPa。盡量將土倉排空，減小倉內(nèi)土體堆載及對先行盾構(gòu)機刀盤的直接頂推力，在先行盾構(gòu)機土倉中部焊5mm薄鐵板，觀察薄鐵板的變形情況，一旦發(fā)生變形即停止推進，使用內(nèi)窺鏡通過上方觀察孔觀察刀盤前方對接情況。

4.5 后行盾構(gòu)機拆解及先行盾構(gòu)機刀盤拆除

對接完成后，將2臺盾構(gòu)機刀盤之間用2cm厚的鋼板進行封堵；2臺盾構(gòu)機對接上后，盾尾后30環(huán)管片進行注雙液漿處理；開始對先行盾構(gòu)機刀盤進行割除，同時進行后行盾構(gòu)機拆解；拆機過程與先行盾構(gòu)機拆機過程相同。

5 結(jié)語

采用2臺盾構(gòu)機地下對接及洞內(nèi)拆解的方法，避免了地面開挖豎井，縮短了工期、降低了成本，保證了施工安全和質(zhì)量，效果明顯，贏得了社會各界的廣泛贊譽，取得了良好的社會效益和經(jīng)濟效益。為類似工程的施工提供了可借鑒的經(jīng)驗。