双模式盾构TBM模式转EPB模式施工技术

陈荣树，雷 军，陈 泽，黄经金，刘候起，刘 浩

（1.中建隧道建设有限公司，重庆 401320；2.中国建筑第五工程局有限公司，湖南 长沙 410007）

目前，国内盾构施工中兴起的双模式盾构主要有两种，一是土压（EPB）＆泥水（SPB）模式，二是敞开（TBM）＆土压（EPB）模式。相比单一的掘进模式，双模式盾构适用地层范围更广，能更大程度控制工程风险的同时，实现优质高效掘进。

1 工程概况

深圳地铁13 号线留仙洞站-白芒站区间工程施工采用4 台双模式（TBM/EPB）盾构施工，分别从留仙洞站和白芒站始发，从中间风井吊出。其中留仙洞站～中间风井区间右线始发段地层为全断面微风化混合花岗岩，盾构采用TBM 模式始发，掘进至155 环时，前方即将进入断层破碎带以及上软下硬地层，为确保施工安全，盾构开始由TBM 模式转换成EPB 模式。

2 盾构两种模式出渣差异

盾构TBM 模式为敞开式（图1），EPB 模式为密闭式（图2），两种模式主要差别在于出渣方式不一样。

图1 TBM模式下盾构主机布置

图2 EPB模式下盾构主机布置

盾构TBM 模式下洞内出渣方式为：刀盘旋转切削土体→渣土进入土仓→刮渣板捞渣→溜渣槽集渣→主机输送皮带输送→后配套皮带输送→电瓶车运输。

盾构EPB 模式下洞内出渣方式为：刀盘旋转切削土体→渣土进入土仓→螺旋输送机输送→后配套皮带输送→电瓶车运输。

由上述可知，盾构TBM 模式下具有刮渣板、溜渣槽、主机输送皮带等装置，未配置螺旋输送机装置；盾构EPB 模式下具有螺旋输送机装置，同时配套中心回转体、被动搅拌棒等装置，未配置刮渣板、溜渣槽、主机输送皮带等装置。

3 模式转换施工

3.1 准备工作

为方便双模式盾构TBM 模式转EPB 模式施工作业，节约模式转换时间，可提前做好以下准备工作。

1）最后一环推进完成，管片拼装下半环，回收正上方油缸。

2）更换顶部盾尾范围内10 环位置螺栓，采用长螺栓作为辅助吊点。

3）开仓门，通风，清理土仓。

4）清理中前盾残留渣土。

5）中心回转体地面分解。

6）拆除螺旋输送机盖板。

3.2 施工流程

根据盾构TBM和EPB两种模式出渣的差异，TBM 模式转EPB 模式时，TBM 模式下的刮渣板、溜渣槽、主机输送皮带等装置需拆除，EPB 模式下螺旋输送机、中心回转体、被动搅拌棒等装置需安装，双模式（TBM/EPB）盾构TBM 模式转换为EPB 模式施工流程如图3 所示。

图3 双模式（TBM/EPB）盾构TBM模式转换为EPB模式施工流程图

3.3 模式转换施工

3.3.1 螺机安装前工作

1）土仓内作业 如图4、图5 所示，割除螺机筒格栅板、刮渣板、溜渣槽，并通过螺机筒运出。拆除土仓隔板搅拌棒座子，待刮渣板拆除完成后，安装搅拌棒。

图4 土仓内刮渣板、溜渣槽割除并倒运

图5 土仓内被动搅拌棒安装

2）盾体内作业 如图6～图9 所示，断开主机与设备桥连接管线以及拖拉油缸连接销，断开管线并拖拉收回至设备桥左右两侧平台。同时，拆除主机输送皮带，在管片顶部安装手拉葫芦作为辅助吊装点。焊接设备桥支撑，将其固定在平板车上，断开5#与6#台车之间管线，用两辆电瓶车机头将台车及设备桥（1 辆拉2#台车、1辆拉6#台车）后退15m，为皮带架拆除外运及螺机安装腾出作业空间。随后，平板车上设备桥支撑置换至台车轨道上。后配套整体后退15m后，借助手拉葫芦将设备桥前端皮带架向上提升，为主机输送皮带架外运及螺机运输腾出空间。随后，将主机输送皮带架拆除并外运。主机输送皮带架拆除外运后，倒运并安装中心回转接头及其盖板。安装螺旋输送机固定工装（拉杆安装、拼装机处焊接门字架），为螺旋输送机安装做好准备。

图6 主机与后配套管线断开

图7 后配套后退15m及设备桥支撑置换

图8 主机皮带架拆除外运

图9 中心回转接头安装及螺机固定工装安装

3.3.2 螺机安装工作

如图10所示，将螺旋输送机下井并运输到位。

图10 螺旋输送机下井运输到位

如图11 所示，安装螺旋输送机移动工装（平板车上焊接门字架），至此，螺旋输送机安装准备工作完毕。螺旋输送机重达32t，安装工作属于高风险作业，安装前须对各吊点、手拉葫芦、钢丝绳、卸扣等吊装所需工机具进行检查，确保符合方案要求。

图11 螺旋输送机移动工装安装及螺旋输送机安装

3.3.3 螺机安装后工作

螺旋输送机安装完成后，拆除平板车上门字架以及拼装机门字架并外运（图12）。

图12 平板车上门字架及拼装机上门字架拆除

将设备桥前端皮带架下落，恢复原样。台车轨道上设备桥支撑置换至平板车轨道上，利用电瓶车将后配套前移到位，连接好主机与后配套之间拖拉油缸连接销（图13）。

连接主机与设备桥管线、5#台车与6#台车管线，紧接着进行盾构调试（图14）。

图13 后配套前移并与主机连接

图14 管线连接后进行盾构调试

盾构调试完成，静动态验收通过后，即可恢复掘进。至此，盾构模式转换工作全部完成。

4 结语

1）双模式盾构TBM 和EPB 两种模式主要差别是出渣方式不一样，盾构TBM 模式下具有刮渣板、溜渣槽、主机输送皮带等装置，未配置螺旋输送机、中心回转体等装置；盾构EPB 模式下具有螺旋输送机装置，同时配套中心回转体、被动搅拌棒等装置，未配置刮渣板、溜渣槽、主机输送皮带等装置。

2）根据双模式盾构TBM 模式和EPB 模式设备方面的差异，可知盾构TBM 模式转换为EPB模式施工的核心工作是拆除刮渣板、溜渣槽以及主机输送皮带、安装中心回转体、安装螺旋输送机。