雙護盾TBM城區轉場施工應用分析

肖利星

摘要：由于雙護盾TBM質量重、部件多，拆除工作量大，轉場施工工序繁多，特別是在城區繁華地段轉場施工，路面人流、車流大，構建筑物多，轉場前需要協調與準備工作量復雜，因此，精心組織能實現雙護盾TBM安全快速轉場。

關鍵詞：雙護盾TBM；城區轉場；安全

引言

雙護盾TBM可通過硬巖、軟硬巖結合帶、軟巖、斷層及破碎帶等地層地質條件施工，一般在山嶺隧道使用，青島首次實現城區應用，根據青島地鐵2號線一標區域地質資料，地層巖性基本為花崗巖，區間大部分段落穿中、微花崗巖，部分風化段落穿花崗巖強風化帶，富水性貧乏，采用雙護盾TBM施工。

雙護盾TBM城區轉場是一項系統的工程，包含城市占道、交通調流、地面加固以及TBM接收、吊拆、吊裝、調試、始發掘進等一系列工作。本次2臺雙護盾TBM同時在泰山路站轉場，施工前各方面準備充分與施工中精細組織是實現雙護盾TBM轉場快速、安全、順利轉場的保證。

1、工程概況

青島市地鐵2號線一期工程土建一標工程地處青島市市北區。起于泰山路，線路沿遼寧路、臺東一路經海信立交橋后拐向延安三路南下，到五四廣場站止。區間隧道主要采用兩臺DSUC型雙護盾TBM（直徑6.30m）施工。

3#、4#TBM從嘉里植物油廠場地內的始發井始發，分別向泰山路站方向掘進，TBM在泰山路站內完成吊出后，轉場至嘉里植物油廠TBM始發井進行二次始發，向五四廣場方向掘進。

2、雙護盾TBM泰山路站接收準備

2.1、泰山路吊拆場地準備

根據設計院提供的吊拆場地地質資料，經實地調查，泰山路站周邊場地，地下管線較多。吊拆前將500T吊車擺放位置后端鋪設2塊30mm厚鋼板，吊車支腿處墊基箱。吊車擺放位置拆除吊裝范圍內圍擋、門柱，辦理泰山路站車輛調流手續，采用臨時圍擋占路，加高公交車電車線。

2.2、雙護盾TBM焊縫刨除工作井布置

由于TBM前盾與伸縮外盾、支撐盾與盾尾之間需要焊接，則在進行拆解時，也需要將焊縫刨除，為方便施工，需要在泰山路車站底板預留刨除焊縫所需的作業井，井尺寸為4.2m×1.5m。泰山路車站底板平面布置見圖4所示。

2.3、雙護盾TBM平移鋼軌及接收基座布置

為接收TBM主機并對TBM主機進行平移，需要在泰山路站底板鋪設鋼軌并將始發基座安裝于鋼軌上方，滿鋪軌道于車站吊出井底部。

2.4、雙護盾TBM出洞導軌安裝

2.5.2、到站導軌的安裝

隧道貫通后、TBM刀盤露出洞口后，清除洞口碴土，根據刀盤與接收基座之間的距離與高差情況，安設TBM到站接收導軌。曲線地段，接收導臺應根據曲線在該位置的切線方向進行定位；導臺施工完后，應進行導臺檢查幾何尺寸、軸線、高程、混凝土質量等，并認真進行導軌測量。

在TBM到站前，要完成區間隧道貫通前的控制點測量與復測、測量誤差調整；預留洞口巖壁的處理或加固；以及必要的洞門處理。

2.6、到站掘進控制

2.6.1、TBM到站掘進參數控制

（1）TBM刀盤距貫通面10m時，TBM操控手應注意嚴格控制好TBM掘進姿態，按照低速度、小推力的原則，嚴禁進行大幅度的糾偏動作，以保證TBM機能夠平緩到達，根據圍巖地質情況適時調整掘進參數，推進速度控制在5～10mm左右；

（2）TBM機到達推進安裝最后五環管片時要將管片的注漿孔也全部打穿，方便后續注漿；

（3）TBM機掘進至盾尾平環板時，先不要急于脫開，要先對最后兩環管片進行雙液注漿固結；

（5）TBM進入到達段后，加強對貫通區域的周邊建筑物、地表沉降、凈空收斂等監控量測，及時反饋信息以指導TBM機掘進。

（6）當TBM前體盾殼被推出洞門時，通過人工填塞速凝水泥砂漿將最后一環管片與洞壁的間隙填滿，以便后期二次注漿之用。

TBM刀盤距離貫通里程小于10米時，在掘進過程中，要派專人負責時刻觀察出洞洞口的變化情況。如發現加固的混凝土有較大的震動時，立即通知主司機進一步降低TBM推力、刀盤轉速以及推進速度，避免由于刀盤前部巖體太薄，造成刀盤前部形成坍塌。

在到站階段要密切關注TBM推進系統的推進速度和推進壓力以及掘進出土情況，當發現推力突然降低，碴土粒徑突然變大，推進速度同時加大的情況時，必須立即停機。在對現場進行確認和檢查之后，再作出進一步詳細的掘進指令。

3 雙護盾TBM后配套轉場

由于TBM結構部件多，吊拆場地有限，運輸安排在夜間，因此，所有吊拆件應與運輸公司及生產廠家協調安排，根據吊拆順序安排配裝、發運和停放安排，以防各吊拆部件在吊拆現場積壓。擬將雙護盾TBM后配套從洞內回拖至TBM始發井，在始發井進行后配套調頭后重新下井組裝。雙護盾TBM主機則從泰山路站吊出轉場地面運輸至始發井。

3.1、后配套轉場準備工作

車站接收井內主機軌道、基座鋪設完成，主機已推至接收基座上。已施做的隧道內走道板、風水管、高壓電纜拆除。從管片安裝機連接部位拆除后配套連接橋。拆除管片安裝機與連接橋部位風、水管線、電纜等。用阻車器將后配套拖車兩端車輪阻好。

3.2、后配套拖車拖回與吊裝

采用55T電瓶車將后配套拖車整體拖至泰利區間TBM始發井，采用豎井上55T門吊將后配套拖車分節掉頭，掉頭完畢后再連接。依次將10#拖車～1#拖車、連接橋掉頭吊裝連接。依此完成后配套臺車的吊裝工作。

3#、4#TBM拖車依次調頭完成下井后，連接拖車間連接銷、水管、氣管、油管、電纜及其他部件，為TBM主機吊裝做準備。

4、雙護盾TBM主機轉場吊裝

根據工期，3#TBM和4#TBM將前后從泰山路站左右線接收，同時接收完畢后進行TBM吊裝，因3#TBM主機需平移吊出，在保證吊裝安全前提下，最大限度減少吊車占道時間，擬計劃3#TBM吊裝前相關準備工作與4#TBM同時進行。同時，做好TBM始發井主機下井組裝準備工作，TBM主機運輸到場即進行二次組裝。

4.1、雙護盾TBM主機拆機順序

4.2、吊拆3#TBM、4#TBM伸縮盾

TBM接收至基座，漏出伸縮盾縱向、環向焊縫后，焊接吊耳，刨開焊縫，采用100T吊車吊出，吊拆半徑為13m。當伸縮盾上部分2塊吊出后，向前平移主機，拆除主機皮帶機至后部管片車上，從隧道內拉至泰利區間始發井地面。

4.3、吊拆刀盤

待兩臺TBM伸縮盾、主機皮帶機吊拆完畢后，依次吊拆上半部分主推油缸、吊拆刀盤電機、吊拆下半部分主推油缸。

采用500T汽車吊單獨吊拆刀盤，吊拆半徑12m，用吊車吊住刀盤受力，拆除刀盤與前盾連接螺栓，螺栓、連接銷拆除完畢后，分離刀盤，待刀盤穩定后，起吊刀盤至地面。

采用300T吊車配合刀盤翻身裝車，放松汽車吊、拆除吊具，完成刀盤的裝車。

4#TBM直接吊拆，3#TBM刀盤待4#TBM前盾吊裝完畢后，從右線平移至左線吊出，吊出方式與3#TBM刀盤相同。

4.4、吊拆前盾

在吊拆前盾前，500T吊車就位，吊裝鋼絲繩穿入吊耳，吊車保持一定受力，拆除前盾與伸縮盾底塊的連接螺栓、割除前盾兩側固定支撐等。

前盾的吊拆半徑為11m，500噸汽車吊在11米時的吊拆能力約140t，滿足吊拆需求。

用500T吊車單獨吊拆前盾，將前盾吊拆至指定地面位置；采用300T吊車配合前盾翻身裝車，放松汽車吊、拆除吊具，完成前盾的裝車。

4#TBM前盾直接吊拆，3#TBM刀盤待4#TBM前盾吊裝完畢后，從右線平移至左線吊出，待3#TBM刀盤吊出后，吊拆3#TBM前盾。

4.5、吊拆皮帶機、尾盾、管片拼裝機

前盾吊裝完畢后，拆除主機皮帶機與支撐盾連接部位，吊出皮帶機。向前平移3#TBM、4#TBM主機，保證尾盾、管片安裝機吊拆空間，尾盾分三塊刨開后，吊出上部兩塊，3#TBM、4#TBM尾盾分別從右線預留口、左線預留口吊出。

采用500T吊車吊拆管片安裝機，因空間受限，將拼裝機從支撐盾上拆除后，利用臨時支撐支撐，放置在洞口，不影響支撐盾吊裝。3#TBM、4#TBM安裝機吊拆同時進行，分別放置在右線、左線洞門口。

4.6、吊拆支撐盾

4#TBM支撐盾直接吊拆，待4#TBM支撐盾吊裝完畢后，平移3#TBM支撐盾，平移完畢進行3#TBM支撐盾吊裝，兩臺TBM支撐盾吊裝方式相同。

在吊拆支撐盾前，確認支撐盾與基座已分開。

500T吊車和300T吊車就位，吊裝鋼絲繩分別穿入支撐盾兩側吊耳。

500T吊車的吊拆半徑為12m，300噸吊車的吊拆半徑為10m，最大吊重214.6T，滿足吊拆需求。

500t和300t汽車吊車通過旋轉、起落臂桿把支撐盾緩緩吊到地面指定位置，支撐盾兩側支墊方木，為下一步翻身準備。

摘除500T和300T吊車鋼絲繩，500T吊車穿入支撐盾上部吊耳，300T吊車穿入支撐盾下部吊耳，保持500T采300T吊車配合支撐盾翻身裝車。支撐盾吊拆半徑、吊車擺放同前盾。

由于白天遼寧路及泰山路車流量眾多，無法運輸，擬夜晚車少人少時段運輸至TBM始發井。TBM支撐盾從泰山路站吊拆過程中，同步進行TBM始發場地二次吊裝，整個轉場施工持續30天。轉場完畢后，即進行TBM各系統、結構件的連接、調試。

5、結束語

本次2臺雙護盾TBM同時在泰山路站順利實現轉場，總用時僅2個月，主要體現在以下幾個方面：一是施工前各方面準備充分。提前與當地相關部門溝通，做好占道及交通導改方案，通過新聞媒介提前進行占道、交通導改宣傳，以免交通堵塞，引發誤解；施工前項目成立專門的交通疏導小組，幫助指揮交通。二是施工組織精細。TBM轉場前對方案進行多次討論及專家論證，選擇吊裝、平移最優的施工工法，對轉場施工人員進行培訓，使施工人員熟悉各工作流程及內容。通過各方面精細配合，最終使本次TBM轉場快速、安全的完成。

參考文獻

[1]青島地鐵2號線一期工程土建一標施工圖紙

[2]陳饋，洪開榮，吳學松.盾構施工技術.人民交通出版社.2009

[3] 文志剛.CCS項目雙護盾TBM2洞外快速組裝施工技術.四川水力發電.2014-08

[4]李文新.]雙護盾TBM選型及技術配置.鐵道建筑技術.2010.10

[5] 廖國域.淺析TBM雙護盾工程現場快速組裝技術.城市建筑.2013-08

（作者單位：中鐵隧道集團二處有限公司）