浅析盾构机隧道内弃壳拆解方案

摘  要：本文介绍了一种在隧道施工中用于开挖隧道的掘进机洞内弃壳拆解方案。实践表明：本方案适用于6米盾构机洞内弃壳拆解并完全满足隧道施工要求，同时具有拆解效率高及可靠性高等优点。

关键词：隧道内;盾构机;弃壳拆解

中图分类号：U455.3     文献标识码：A    文章编号：2096-6903（2019）03-0000-00

1拆除總体方案

1.1主要部件拆除流程图（图1）

1.2拆除工序

1.2.1刀盘解体

（1）如图2所示，序号1-8红线代表切割线，按8条切割线对刀盘进行切割解体;（2）现场切割时，为了方便作业，转动刀盘将需要切割部位转到最下方，土仓内焊接吊点，用手拉葫芦对切割部分进行拉结固定，下部垫实，刀盘幅板切割须遵循先切割辅助辐条板再切割主辐条板，对称切割的原则，切割完成后，利用手拉葫芦慢慢将切下部分放平存放;（3）按切割线切除完成后，将刀盘0度逆时针旋转30度，此时刀盘最窄尺寸约4500mm。由于现场地面高于刀盘200mm，需要在刀盘底部左右两侧对称用千斤顶将其顶升300mm，底部垫实。前盾土仓胸板上部焊接3个吊点，分别用10t*10m手拉葫芦进行拉结固定，前盾土仓胸板下部焊接2根1000mm长H200型钢对刀盘进行限位支撑以防止刀盘碰撞土仓结构，刀盘前部8米范围场地需进行整平，并放置3根300mm高枕木，做刀盘接收放平准备。（4）准备工作完成后，拆除中心回转体及连接管线，中心回转体用塑料布包裹，拆解刀盘连接螺栓。利用手拉葫芦慢慢进行放平到预先准备好的枕木上。待主机内部件拆解完成后，将盾体连接法兰板及胸板切除，将刀盘用千斤顶升高，盾体内铺设钢轨滑道并延伸至刀盘，轨道底部垫实，将刀盘运出。

1.2.2 油缸拆除

小松013盾构机共有铰接油缸12根（J1—J12），推进油缸共22根（1号—22号）（图3），拆除铰接油缸前，先用10[将中盾和中折盾焊接拉紧，圆周均布6处，以防中盾和中折盾分离漏水]。

将12个铰接油缸拆除。将铰接油缸油路断开，油管及阀组接口用油堵封好，拆除铰接阀组，收铰接油缸管路。上部铰接油缸（J1—J3，J10—J12）共6个用吊带将油缸锁住利用两侧推进油缸拉结固定，拆除销子然后将铰接油缸放下运出。下部（J4—J9）共6个，直接用葫芦拉结固定拆除销子然后放下运出，铰接销轴装箱保存。

将推进油缸油路断开，油管及阀组接口全部用油堵封好，拆除推进阀组，收推进油缸管路，同时将油缸油口丝堵封好。

推进油缸拆除步骤如下：（1）用液压泵站将推进油缸推出1900mm。（2）在推进撑靴前侧盾体上焊接2个M36螺母，δ20*650*150钢板钻2-Φ40孔，两根M36丝杠穿过钢板Φ40孔紧固到焊接于盾体上的2个M36螺母上，钢板下方用2个M36螺母紧固，实现推进撑靴的固定支撑。（3）用液压泵站打油缸无杆腔，此时推进撑靴已经固定，利用油缸压力将油缸缸筒脱出1900mm左右;（4）制作油缸U形卡安装于拼装机上，将拼装机旋转至目标油缸位置，用U形卡将油缸锁紧，此时拆除丝杠锁紧撑靴装置，移动拼装机，将油缸完全脱出后，将油缸旋转至下方运出（图4）。（5）按11#—1#油缸和12#—22#油缸顺序从下到上逐个将22根推进油缸拆除。在拆除推进油缸的同时将螺旋输送机筒内渣土出空后将皮带拆除。

1.2.3 拆管路、线缆，运送台车、皮带机及双弯梁

油缸拆除完成后，台车后部开始拆除循环水管，收高压电缆，拆除管路挂钩，拆除隧洞内的走道板及护栏支架等，供水管拆除后不运出，待台车全部运出后将供水管接好做为盾构机拆除作业消防水及后期管片冲洗用水。

进行管路吹油，拆除台车之间，台车至盾体、拼装机、螺旋机、机内的管路、阀组及线缆，将油管封堵、线缆捆扎固定牢固。

制做井字形台车支撑架焊接于管片车上，拆除台车之间&皮带机各节段间的连接销轴及连接杆等（装箱保存）。该设备共6节台车，按照从后向前6#-1#台车的顺序运出，将管片车行驶至台车下方就位，先用4台千斤顶放于井字形支架上，顶升台车联络梁将台车顶升至车轮脱离轨道，此时在井字形支架与台车联络梁之间用钢板垫实后撤去千斤顶，将台车运送至井口吊出（皮带机各节段与台车一并运出），1#台车运出前，将管片车轨道铺至盾尾内。

将双弯梁与1#台车和H梁分离，并用支撑将双弯梁支撑架于前后两辆管片车上，1#台车和皮带机斜段分别运出后，再将双弯梁运出，将工作平台解体后分别运出，井口放置200t吊车，吊出。

放主驱动齿轮油，拆除前盾齿轮油循环系统，中前体高压气系统，中前体控制电箱等。

1.2.4 螺旋输送机拆除

螺旋输送机全长12500mm，插入前体螺旋筒1600mm，螺旋输送机伸缩油缸伸缩行程1000mm，总重约20t。

（1）断开动力前，将螺旋输送机内渣土出空，用水冲洗螺旋筒，将螺旋机马达及管路拆除（管路封口），缩短螺旋机长度，为螺旋机拔出增大垂直空间，同时降低总重;（2）在螺旋机重心位置焊接吊点，并在盾壳上方焊接垂直吊点挂10t葫芦，将螺旋机拉紧吊住，然后在螺旋机前、中、后合适位置焊接6个吊点，相应在盾体、管片和H梁前方相应位置焊接吊点，并挂10t葫芦;（3）拆除螺旋机与前盾连接螺栓及与中盾连接拉杆，利用6点葫芦慢慢将螺旋机拔出，水平放于管片车运出。

1.2.5 拼装机拆除

拼装机总重约16t。（1）拆除拼装机马达，管路及线路，油管及阀组接口用油堵封好，管线盘好捆扎;（2）在拼装机上方前后两侧盾体和管片上焊接吊耳，拼装机前后端面焊接吊耳，后侧用4个10t葫芦，前侧用2个5t葫芦将拼装机拉紧固定;（3）将拼装机下侧4个支撑滚轮拆除;（4）利用葫芦将拼装机向前翻身，放于管片车上运出。

1.2.6拆除中体结构

切割拆除中体H梁和两侧平台等钢结构。将管片小车行驶至H梁下方，用葫芦将H架放在管片车上，将H梁运出。

1.2.7拆除主驱动

拆除刀盘电机循环冷却管路及水管支架，在前体上焊接吊耳将刀盘电机及减速机全部拆除。拆除电机及减速机时，4#和5#电机可在1#8#電机挂吊带葫芦进行吊装拆除，其余电机及减速机在盾体上焊接吊耳进行拆除，主驱动连接电机法兰孔用盲板封严（共8组电机减速机）。

电机减速机拆除完成后，在盾体上焊接吊耳利用葫芦和吊带将人闸仓副仓和主仓分别拆除运出。

由于主驱动是从土仓向后安装在法兰板上的，前盾法兰板高于主驱动外壳，所以拆除主驱动时需要先将主驱动外壳与前盾的螺栓拆下，再将主驱动向土仓方向脱出拆除。主驱动拆除步骤如下：（1）制做主驱动脱出用滑道及滑道支架组件，焊接于土仓板上固定，制做滑轨组件焊接于主驱动外壳前端面;（2）土仓上方焊接四个吊点挂10t葫芦并与驱动外壳焊接的相应吊点拉结固定;（3）主驱动外壳后方制做安装千斤顶支架，放置千斤顶;（4）制做门型框架，将门型框架与前盾和驱动滑道座焊接牢固，利用千斤顶将主驱动向前顶推，同时利用土仓内焊接的吊点和门型框架上焊接的吊点挂10t葫芦，将主驱动慢慢完全脱出前盾;（5）将所有盾体胸板、法兰、连接板和油缸支座等结构全部切除（根部留100-150mm），为主驱动和刀盘运出留出充足空间。（6）利用门型架和土仓上的吊点挂葫芦，对主驱动进行翻身，在支架上铺滑轨，将主驱动平放于滑轨上，将主驱动放于管片车上运出。

1.2.8 将刀盘运出

利用千斤顶和门型框架、土仓内的吊点挂葫芦将切割的刀盘平放于滑轨上运出。

1.2.9 拆除前体其他结构

将盾体内剩余结构切割拆除（根部留100-150mm），用葫芦吊装放下运出。

1.2.10 辅件切割拆除

盾构机拆除完毕后，将盾体上焊接的吊耳、搭设的临时平台等切割拆除。

1.2.11 盾壳内浇筑二衬混凝土

最后在盾壳内浇筑二衬混凝土。

2 结语

综上所述，该盾构机洞内弃壳拆解方案完全具备洞内施工条件，并且已经有成功的施工案例。该方案能将由于各种客观条件限制无法出洞的盾构机实现隧道内弃壳拆解，只将盾壳弃放在洞内，能把盾构机内部的所有部件全部运出实现继续使用，其具有拆解效率高及可靠性高等优点

收稿日期：2019-05-20

作者简介：孙相志（1983—），男，河北秦皇岛人，本科，工程师，研究方向：机械工程及隧道掘进设备。

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