大伙房水库输水工程TBM洞内拆卸方案设计

李 静

(辽宁省汤河水库管理局， 辽宁 辽阳 111008)

大伙房水库输水工程TBM洞内拆卸方案设计

李 静

(辽宁省汤河水库管理局， 辽宁 辽阳 111008)

TBM是一种集掘进、出渣、支护和通风防尘等多功能为一体的隧道施工机械。本文根据TBM在大伙房输水工程中的成功应用，针对洞内TBM拆卸间位置选择、断面设计、TBM主机、连接桥、后配套的拆卸流程进行了阐述，并对TBM在拆卸过程中的注意事项进行了介绍，为类似工程TBM拆卸洞设计、TBM的洞内拆卸提供参考。

TBM机；拆卸；方案设计；注意事项

1 概 述

大伙房输水工程隧洞全长85.32km，隧洞开挖直径8m，成洞洞径7.16m，采用3台φ8.0m敞开式硬岩掘进机(TBM)进行隧洞开挖。其中TBM3标段(66+756～85+314段)采用1台MB264—311型掘进机，历时 29个月，完成了14.30km的隧洞掘进。TBM是一种集掘进、出渣、支护和通风防尘等多功能于一体的高效隧道施工机械，具有体积庞大、结构复杂、技术含量高、价格昂贵等特点，TBM设备通常需要完成几个工程的隧道掘进施工才能发挥其最大价值，因此，隧洞贯通后TBM的拆卸方案设计对TBM的重复利用尤为重要。

MB264—311型掘进机由主机、连接桥、后配套辅助系统三大部分组成，全长156.60m、总重量1337t，其中主机部分长度30.60m、总重量650t。最重件为主机刀盘，重约150t。2007年12月19日开始对TBM3标段开敞式硬岩掘进机洞内进行拆卸，2008年1月20日，拆卸完成，历时2个月。

2 拆卸间设计

TBM掘进完成后，选择一个合适的TBM拆卸地点是关系设备安全拆卸、运输的前提条件。原设计拆卸间采用15号支洞交叉点处用于TBM2标段TBM设备的安装间。由于在15号洞钻爆法反向接应TBM3标段，TBM贯通面距离15号交叉口处的安装间1500m，经过对经济及工期等多方面综合论证，在贯通面上游68+000～67+950处设置拆卸间进行拆机。 拆卸间的设计以满足TBM主机拆卸为准，拆卸间布置在贯通面附近地质围岩较好的Ⅱ、Ⅲ围岩洞段，拆卸间断面(见图1)设计为适合桥式起重机工作的蘑菇形断面。

图1 拆卸间断面设计

2.1 拆卸间断面宽度(B)的确定

相关参数：b1：起吊最大件宽度，刀盘为8m；b2：安全距离1.25m；b3：边墙混凝土厚度0.50m；b4：喷射混凝土厚度0.20m。

B=b1+b2+b3+b4=8m(刀盘)+ 2×1.25m(距边墙安全距离)+2×0.5m(边墙厚度)+2×0.2m(初期支护厚度)

2.2 拆卸间高度(H)的确定

相关参数：h1：起吊最大件高度，刀盘为8m；h2：最小起吊高度2m；h3：起重机高度2.30m；h4：安全距离0.50m；h5：吊点至刀盘顶距离0.80～1.20m；h6：底板混凝土厚度0.30m。

H=h1+h2+h3+h4+h5+h6=8m(刀盘)+ 2m+ 2.30m(起重机高度)+0.50m(安全距离)+(0.80～1.20m吊点至刀盘顶距离)+0.30m底板厚度。

2.3 拆卸间长度(L)的确定

拆卸间的长度满足TBM主机拆卸即可。TBM主机长度L1=30.60m，考虑刀盘拆卸摆放地面、距离主机及大件车安全距离、大件车进入拆卸间长度L2=8+2+5=15m，连接桥进入拆卸间L3=4～5m，L=L1+L2+L3=30.60m + 15m +4～5m，主机拆卸间长度为50m。

2.4 起重设备的确定

TBM最重部件为主机刀盘，重约150t，在拆卸间内安装2×80t桥式起重机拆卸TBM。

3 TBM拆卸流程

TBM拆卸前要注意切断电源，先释放压力。在硫化台处切断皮带、2万伏电缆、通风筒等，安装步进滚轮机构，步进至拆卸间进行拆卸。为实现主机、连接桥、后配套拆卸部件均由15号支洞运到场外。拆卸分阶段、分步骤进行，即分TBM主机、连接桥、后配套三个阶段进行拆卸。TBM拆卸流程如下页图2所示。

3.1 刀盘拆卸

TBM进入拆卸间内，刀盘拆卸顺序为：拆卸刀具→拆除顶护盾、顶侧支撑→拆除刀盘边块→拆卸中心块。

a.利用2×80t桥机主钩，先取下所有刀具，拆除刀盘顶护盾，然后牢固焊接刀盘吊耳座。

b.由2×80t桥机将刀盘稳定地吊住，拆除机头架与刀盘的液压张紧螺栓，将刀盘与机头架脱离，缓慢移动到铺好的枕木上方，慢慢下落刀盘至平放位置。

c.用碳弧刨焊机去除刀盘焊缝后将刀盘边块依次分解，拆开刀盘边块与中心块间拼装连接螺栓，将边块、中心块逐块外运。

3.2 护盾及主驱动电机拆卸

主机拆卸前放出润滑系统残油，并保存起来。刀盘拆卸结束，拆除左右侧刀盘支撑→主驱动组件(主电机及变速箱总成)→溜渣槽→主机皮带。

图2 TBM拆卸流程

3.3 主梁上附属结构拆除

护盾及主驱动电机等拆除结束，拆除依附在主梁周边的所有液压、电气、油脂管路和阀件(做好标记)。结束后拆除主梁上的爬梯、走台→拱架安装器→锚杆钻机。

3.4 撑靴及支撑、推进、扭矩油缸拆除

拆除顺序为：拆除左右侧推进油缸→拆除左右侧撑靴→拆除左右侧扭矩油缸→拆除支撑油缸。

3.5 拆除液压油箱及操作室

撑靴等拆除结束，开始拆卸操作室→液压阀站→液压油箱、控制等管路及附件等。

3.6 机头架、主梁拆除

主梁上的附属结构拆除结束，开始在主梁前段、中段、尾段和后支撑下部设置钢支撑。钢支撑支牢后，将机头架与主梁脱离，将机头架整体外运。 然后依次拆除主梁前段、中段及鞍架、主梁尾段及后支撑。拆卸顺序为：机头架→刀盘前底支撑→主梁前段→主梁中段及鞍架→主梁尾段及后支撑。机头架拆卸及主梁支撑如图3所示：

图3 机头架拆卸及主梁拆卸

3.7 连接桥拆除

主机拆除结束，将连接桥、1号台车与其他台车断开，连接桥前段利用钢支撑与轨行式板车连接在一起，连接桥后端与1号台车连接，在拆卸间内，利用卷扬机或装载机等将连接桥牵引至拆卸间内。

a.连接桥进入拆卸间，将连接桥分三节拆卸，在三节连接桥间设置支撑，按照连接桥前段、中段、后段的顺序进行拆卸。首先，拆卸连接桥走台及栏杆等附件；然后，拆除混凝土喷射机械手。

b.拆除连接桥上的2号皮带机。

c.开始拆连接桥，拆每节时使用两个吊点。连接桥采用分节拆卸，将各节间的连接螺栓放松、各焊接解除，分节运输。

3.8 后配套拆除

a.在主机进入拆卸间拆卸的同时，开始对后配套上的电缆、水路、气路等管路及3号皮带进行拆卸(在TBM主机、连接桥拆卸期间完成)。

b.主机、连接桥拆卸结束，按照1～11号台车顺序将台车利用卷扬机或装载机牵引至拆卸间内。首先拆除台车上部平台的附件以及相应的设备，然后拆除门架外挑平台及栏杆，最后将台车门架整体吊至拖车上，运出洞外。

4 TBM拆卸注意事项

TBM结构复杂、技术含量高、价格昂贵，需要在几个工程的隧道掘进施工中重复利用才能发挥其最大价值。因此，TBM拆卸过程中，有些拆卸工作要考虑再次重复组装的需要。

a.设备、管线等编码与标识等工作，是保证TBM拆卸准确、高效、优质完成和TBM掘进机存放有序以及确保再次组装质量的基本条件之一。 编码标识将按照电气、液压润滑和设备结构件，进行有关工作。

ⓐ电气系统：电气系统的编码标识，按原电气系统设计的代码标示规则进行编码和标识。对两段接头的形式、线长不同者，应该标出进出线端，并在缠绕时予以规定标明对应进出端。ⓑ液压润滑系统：根据有关系统的原理设计和实际布管情况，分系统进行编码标示，同时标明管线的顺序号及其出口、入口端。ⓒ设备、结构件：按设备名称编码标示；按结构件所在部位进行编码标示。

b.拆卸过程中同一系统的零部件(如：油管、阀件等)，要摆放在一起，尽量做到整齐，电气零部件注意防潮。

c.设备完好，各部位、装置、机构等应工作正常、可靠，运转灵活，无卡阻，无破损，无异常响声，无异常升温。更换超过规定使用周期的各种油料，更换损坏的各类零部件。

d.设备内部与外部清洁，无污垢、混凝土结块；表面涂层已脱落部位进行涂装防腐；各结构件安装配合面必须按技术要求无损伤拆卸，检验后涂防锈油，其他面喷防锈漆；主机安装螺栓尽量无损伤拆卸，关键螺栓无损伤率要求达到100%，拆后及时清洗、分类、统计、核对。钢丝绳、电缆等应盘卷并加标识，钢丝绳还应进行必要的涂脂保养。

e.对产生变形的构件和零件应予校正或更换。

f.各类液压管和控制元件接头必须用堵塞堵上，防止对油管的污染，活塞杆密封包裹。

g.对拆卸过程进行摄影、摄像，拍照要选取适当角度，以准确表示位置关系为目的，必要时辅以文字说明。主要内容要求包括：主机大件的解体、装运过程，附属设备安装位置、拆卸过程，风、水、电缆等管线沿线布置及交叉、交错连接位置等情况，其他安装、拆卸位置、过程关系等。做好文字整埋工作，完善工作记录，确保资料完整，可满足下次顺利组装需要。

5 结 语

TBM的拆卸是一项系统的工作，实施前各项准备工作充分与否，不仅关系到拆卸是否顺利进行，更关系到TBM重复使用的状态与寿命等问题，影响TBM的使用效能。大伙房输水工程TBM3标段在拆卸前进行了详细的拆卸间设计及拆卸方案制定，保证了设备拆卸有序、标识清楚，避免了设备构件的拆卸损伤，拆卸后进行的恢复性维修，为TBM再次重复组装提供了保证。目前该台设备已在某输水工程的隧道中进行整修后重新组装并投入使用。

Design of removal plan in TBM tunnel of Dahuofang Reservoir Water Conveyance Project

LI Jing

(LiaoningTangheReservoirAdministration,Liaoyang111008,China)

TBM is an integrated tunnel construction machine integrating various functions such as tunneling,slag discharge,supporting,ventilation,dust removal,etc.In the paper,TBM removal room position selection in the tunnel,cross section design,TBM host,connection bridge and post supporting removal process are described according to successful application of TBM in Dahuofang Water Conveyance Project,thereby providing reference for TBM removal tunnel design and TBM removal in tunnel of similar projects.

TBM machine;removal;plan design;precautions

10.16616/j.cnki.11-4446/TV.2015.09.008

TV67

A

1005-4774(2015)09-0024-04