王 亮

（中國鐵建重工集團(tuán)股份有限公司，湖南 長沙 410000）

隨著我國城市化進(jìn)程的加快以及城市建設(shè)的迅猛發(fā)展，盾構(gòu)機(jī)已經(jīng)成熟地運用于城市地鐵建設(shè)中。正常條件下，盾構(gòu)機(jī)接收后的拆機(jī)技術(shù)已經(jīng)非常成熟，特殊條件下，由于地質(zhì)條件、空間及周邊環(huán)境條件限制，需要對盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行接收后平移拆機(jī)、盾構(gòu)機(jī)接收后站內(nèi)拆機(jī)、甚至進(jìn)入加固區(qū)域后對盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行破壞性拆機(jī)。

目前盾構(gòu)機(jī)站內(nèi)拆機(jī)的技術(shù)應(yīng)用尚不廣泛，文章以北京地鐵19號線積水潭站至北太平莊站盾構(gòu)機(jī)拆機(jī)為例分析接收車站無正常吊裝條件下盾構(gòu)拆機(jī)解體的最優(yōu)方案，方案設(shè)計時以安全高效拆機(jī)、降低后期盾構(gòu)恢復(fù)費用為目的進(jìn)行設(shè)計。

1 工程概況

線路南起德勝門西大街與新街口北大街路口處的19號線積水潭站，線路出站后依次上跨內(nèi)徑3 m電力隧道、下穿M2線積水潭站～西直門站區(qū)間、下穿北二環(huán)積水潭橋、北護(hù)城河、轉(zhuǎn)河，到達(dá)北太平莊站。

盾構(gòu)機(jī)到達(dá)北太平莊站接收，由于北太平莊站為暗挖車站，不具備盾構(gòu)機(jī)吊裝條件，需對盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行分塊拆機(jī)，運輸至始發(fā)站積水潭站進(jìn)行吊出，如圖1。

圖1 盾構(gòu)機(jī)始發(fā)接收示意圖

2 接收站概況

盾構(gòu)機(jī)在站內(nèi)在負(fù)三層進(jìn)行接收，接收長度預(yù)留12.8 m；負(fù)二層底板處預(yù)留吊裝孔，凈空尺寸為6.6 m（掘進(jìn)方向長度）×7.4 m（底板預(yù)留寬度）。如圖2所示：

圖2 接收端邊界條件

3 盾構(gòu)機(jī)分塊

根據(jù)接收條件，盾構(gòu)機(jī)主機(jī)做結(jié)構(gòu)分塊設(shè)計，刀盤分為5塊（4邊塊+1中心塊）、前盾分為4塊、中盾分為4塊、尾盾分為4塊。盾構(gòu)機(jī)主機(jī)分塊尺寸及分塊重量詳見表1。

表1 主機(jī)部分分塊尺寸重量表

4 拆機(jī)工裝

針對主機(jī)和后配套拆機(jī)需求的區(qū)別，分別設(shè)計了相應(yīng)的拆機(jī)工裝。

4.1 主機(jī)拆機(jī)工裝

由于空間限制及起吊高度問題，并根據(jù)接收端實際情況，對主機(jī)拆機(jī)時采用的起吊工裝進(jìn)行了針對性設(shè)計，通過主機(jī)拆機(jī)工裝獲得拆機(jī)空間及吊點。對工裝進(jìn)行了單件最大受力40 t進(jìn)行受力分析，如圖3所示，滿足拆機(jī)要求。

圖3 主機(jī)拆機(jī)工裝應(yīng)力分析圖

4.2 后配套拆機(jī)工裝

為保證現(xiàn)場拆機(jī)工作安全高效進(jìn)行，后配套臺車及連接橋分別針對性設(shè)計了工裝，如圖4所示。同時利用現(xiàn)場既有資源如電瓶車、龍門吊等。

圖4 拆機(jī)工裝示意圖

5 拆機(jī)工作

5.1 拆機(jī)原則

在保證拆機(jī)作業(yè)安全快速的情況下，最大限度的保護(hù)盾構(gòu)機(jī)可利用部件。

5.2 準(zhǔn)備工作

盾構(gòu)掘進(jìn)過程中，請注意拆機(jī)前100 m圍巖及水文的變化情況，根據(jù)工程地質(zhì)的變化及現(xiàn)場的實際情況，制定圍巖支護(hù)處理方案，需保證盾構(gòu)機(jī)順利接收。

考慮到盾構(gòu)機(jī)站內(nèi)解體過程中存在大量的割、焊、刨等作業(yè)情況，拆機(jī)時需保證隧道內(nèi)具備相應(yīng)的照明、通風(fēng)、通電、防火的需求。所有要求必須滿足隧道安全施工作業(yè)要求。

拆機(jī)過程中保留隧道內(nèi)照明、一次通風(fēng)、循環(huán)水（消防用）、電力接線（焊機(jī)、空壓機(jī)用電）。

5.2.1 拆機(jī)工具準(zhǔn)備

拆機(jī)前需準(zhǔn)備相應(yīng)的拆機(jī)工具，包含常用工具、專用工具等。同時準(zhǔn)備拆機(jī)工裝需用的葫蘆，行走小車、千斤頂、吊帶、卸扣、鋼絲繩、焊機(jī)、空壓機(jī)、運輸電瓶車等。

5.2.2 材料準(zhǔn)備

材料準(zhǔn)備包含拆機(jī)工裝材料、焊絲、方木、抹布、鋸末等。

5.2.3 現(xiàn)場操作人員準(zhǔn)備

根據(jù)施工進(jìn)度要求，若現(xiàn)場拆機(jī)工作分2班進(jìn)行，每班配1名現(xiàn)場總負(fù)責(zé)人，隨工作拆機(jī)進(jìn)行不同階段，配備人員進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。人員準(zhǔn)備包含機(jī)械工程師、液壓工程師、電氣工程師、焊工、電工、裝配鉗工等工種。

5.2.4 其他準(zhǔn)備

拆機(jī)區(qū)域照明、通風(fēng)、消防等準(zhǔn)備工作，同時根據(jù)應(yīng)急預(yù)案疏通安全通道，一旦發(fā)生危險情況及可及時處理。

5.3 拆機(jī)工作

盾構(gòu)機(jī)順利接收完成洞門封堵工作后進(jìn)行拆機(jī)工作。拆機(jī)順序為盾構(gòu)機(jī)管線斷開、后配套拆解（運輸出洞）、螺旋輸送機(jī)拆解（運輸出洞）、拼裝機(jī)拆解（運輸出洞）、盾尾拆解（運輸出洞）、中盾、人倉拆解（運輸出洞）、主驅(qū)動電機(jī)（運輸出洞）、刀盤拆解（掘進(jìn)方向前方存放）、前盾、主驅(qū)動拆解（運輸出洞）、刀盤運輸出洞，盾構(gòu)機(jī)拆解完成。

5.3.1 電氣、液壓拆解

盾構(gòu)機(jī)管線斷開屬于正常拆機(jī)流程，在此不再贅述。

5.3.2 后配套拆解

后配套拆解從最后一節(jié)臺車開始，首先將臺車連接處斷開，將預(yù)制好的后配套拆機(jī)工裝放置于管片車或者渣土斗托卡上，電瓶車停至指定區(qū)域，采用4個千斤頂對臺車進(jìn)行頂升工作，待上升一定高度后將工裝旋轉(zhuǎn)90°，使工裝置于臺車底部，同時將千斤頂降低，最終臺車落于工裝上，通過電瓶車將臺車運至始發(fā)洞口后吊出，完成一節(jié)臺車的拆解工作。之后采用相同方式對后配套依次進(jìn)行拆解。

5.3.3 螺旋機(jī)拆解

螺旋機(jī)拆解利用主機(jī)拆機(jī)工裝進(jìn)行，通過工裝上三點及盾體內(nèi)設(shè)置吊點起吊，現(xiàn)將螺旋機(jī)受力點作用在工裝上，拆解螺旋機(jī)安裝螺旋及銷軸，之后通過手拉葫蘆配合對螺旋機(jī)進(jìn)行拆解工作。將螺旋機(jī)緩慢拆出并置于水平狀態(tài)，然后放置于螺旋機(jī)運輸工裝上運輸至始發(fā)井吊出。

5.3.4 拼裝機(jī)拆解

將尾盾與中盾脫離后，安裝拼裝機(jī)運輸工裝，采用主機(jī)工裝起吊拼裝機(jī)，拆除拼裝機(jī)連接螺栓，通過葫蘆緩慢放置于平板車上，通過電瓶車運輸至始發(fā)井后吊出。

5.3.5 尾盾拆解

通過主機(jī)拆機(jī)工裝對頂塊進(jìn)行固定后刨除分塊焊縫，刨除后將頂塊緩慢放置于平板車上通過電瓶車運至始發(fā)井口吊出。之后兩個邊塊分別通過主機(jī)拆機(jī)工裝吊點固定，割除焊縫后通過吊點放置于平板車上，運輸至始發(fā)井口吊出，尾盾底塊直接吊裝放置于平板車上，運輸至始發(fā)井口吊出。

5.3.6 中盾拆解

中盾頂塊通過主機(jī)拆機(jī)工裝吊點連接后，拆除中盾頂塊連接螺栓，起吊后通過行走小車平移至平板車上方，然后緩慢放置于平板車上，通過電瓶車運輸至始發(fā)井口吊出。兩個邊塊分別安裝邊塊吊耳，依次通過工裝吊點起吊，后橫移至平板車上方放置于平板車上運出，底塊拆解后直接吊裝運出。

5.3.7 刀盤拆解

中盾拆解完成后，對主驅(qū)動電機(jī)減速機(jī)進(jìn)行拆解，完成后將刀盤及前盾整體后移至工裝區(qū)域，然后對刀盤進(jìn)行分塊拆解并前移。

5.3.8 前盾拆解及刀盤運輸

刀盤拆解完成后，對前盾及主驅(qū)動進(jìn)行拆解工作，通過頂部吊點拆除前盾頂塊后運出，通過安裝吊耳及頂部吊點分別拆除2個邊塊運出，主驅(qū)動通過安裝吊耳及頂部吊點拆除后運出，前盾底塊起吊運出后將刀盤各分塊平移至起吊區(qū)域起吊運出。

5.3.9 工裝拆解

刀盤運輸完成后盾構(gòu)機(jī)拆機(jī)工作完成，拆除工裝后清理現(xiàn)場。

6 拆機(jī)施工困難及注意事項

6.1 施工困難

盾構(gòu)機(jī)分塊起吊基本通過手拉葫蘆進(jìn)行，作業(yè)效率相對較低。由于盾構(gòu)機(jī)直徑一般為大于6 m，拆機(jī)作業(yè)時屬于高空作業(yè)，同時空間相對狹小，不利于施工，容易出安全事故。

6.2 注意事項

（1）拆機(jī)作業(yè)前需與土建設(shè)計單位進(jìn)行充分溝通，確認(rèn)中板可承受重量，此為盾構(gòu)機(jī)站內(nèi)拆機(jī)可行性的基礎(chǔ)。

（2）根據(jù)以上基礎(chǔ)條件設(shè)計盾構(gòu)機(jī)分塊、拆機(jī)工裝。

（3）吊裝工件時，工件下方嚴(yán)禁站人。

（4）站內(nèi)焊接的吊耳必須確認(rèn)吊耳的承重噸位及焊接的質(zhì)量，工件吊裝前必須對工件的重量進(jìn)行再確認(rèn)。

（5）拆卸前，須對要拆卸后存在安全隱患的零部件提前進(jìn)行支撐固定。

（6）拆卸的零部件應(yīng)分類管理，明確標(biāo)記。

7 結(jié)論

文章給出的接收車站無正常起吊條件下的盾構(gòu)拆機(jī)形式，能很好地解決類似情況下的盾構(gòu)拆機(jī)問題，給同類施工提供一定的借鑒。不同的工況會對拆機(jī)方案及拆機(jī)順序以及后期恢復(fù)盾構(gòu)機(jī)有較大的影響。對于盾構(gòu)機(jī)站內(nèi)拆機(jī)，最重要的就是主機(jī)拆機(jī)問題，通過論述可指導(dǎo)刀盤、盾體等結(jié)構(gòu)件針對性分塊設(shè)計，同時可指導(dǎo)在無正常起吊空間的車站設(shè)計，以保證安全快速拆機(jī)的情況下最大限度地降低后期盾構(gòu)機(jī)恢復(fù)費用。