盾構機地下對接及洞內拆解施工技術研究

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、經濟環保等特點[1]。傳統的盾構法施工是在始發井及到達井安裝及拆解盾構機，但不能實現在接收井拆解、吊出設備，因此，需另辟蹊徑，以保證施工各項目標的實現。

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臺盾構從兩端同時相向掘進，先行盾構機到達對接位置，先對先行盾構機進行管片及盾體注漿，管片拉緊，并先期進行拆解。當后行盾構機掘進至先行盾構機30環管片時，進行姿態調整掘進，直至與先行盾構刀盤面板間距約50cm時（2臺盾構機中心刀已接觸），然后對第一臺盾構中心刀進行刨除作業，盾構機繼續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，完成對接工作。開始洞內拆解盾構機，后配套拆運采用整體拆運出洞，盾構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

拆機前對盾構機土倉內渣土進行清理，刀盤背面開口及切口處已用鋼板焊接封閉。盾構拆機前將盾尾后30環管片壁后補充注漿，最后10環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，管片環間縫隙增大，引起環縫漏水。刀盤周邊采用超前小導管注漿加固土體，防止洞內拆機時造成土體塌陷。

4.2 先行盾構機拆機

4.2.1 管線路拆除

管線路拆除應注意以下事項：（1）在確認主機部位設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）拆除盾體內控制盒到主控室的控制電纜、動力設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）將回油管內的液壓油吹回油箱，油箱內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和液壓系統。

4.2.2 后配套拆卸

后配套拆卸應注意：（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、螺旋機驅動部拆除；（2）完全收回螺旋輸送機螺桿，然后斷開設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注意：（1）管片拼裝機在拆解前須旋轉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盾尾后部來水施工及盾構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盾尾后部來水。先行盾構對盾尾后30環管片進行注雙液漿處理。2臺盾構機對接上后，后停機盾構也同樣對盾尾后30環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臺盾構機對接后，后停盾構同樣利用盾構機上超前注漿孔對對接區域地層進行加固。

4.4 2臺盾構機對接

在后行盾構機到達對接位置前30環開始分階段調整施工參數，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）。盾構機進入對接前30環開始，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逐步調整至100～120kPa以下，同時通過先行盾構機刀盤前方的土壓力荷載密切監測壓力變化情況，保證先行盾構機刀盤前方受力在控制范圍內。

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逐步調整至50～80kPa。因刀盤對接范圍內土體進行預加固處理，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）。當刀盤中心刀尖距對接里程0.8m時盾構。掘進速度降為5～10mm/min，土倉壓力降為10～30kPa。盡量將土倉排空，減小倉內土體堆載及對先行盾構機刀盤的直接頂推力，在先行盾構機土倉中部焊5mm薄鐵板，觀察薄鐵板的變形情況，一旦發生變形即停止推進，使用內窺鏡通過上方觀察孔觀察刀盤前方對接情況。

4.5 后行盾構機拆解及先行盾構機刀盤拆除

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

5 結語

采用2臺盾構機地下對接及洞內拆解的方法，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濟效益。為類似工程的施工提供了可借鑒的經驗。