浅谈新疆某超特长隧洞TBM洞内拆卸方案

【摘要】：本文通过简要介绍TBM在洞内的拆卸方案、提出了一般的拆卸顺序、拆卸时间及相应拆卸要求等，对保证隧洞顺利施工具有重要的意义。

【关键词】：超特长隧洞；TBM；洞内拆卸

1、工程概述

新疆某超特长隧洞全长283.4km，平均埋深428m、最大埋深774m，设计过流量为40m3/s，为无压洞，隧洞纵坡采用1/2583。隧洞开挖以TBM施工为主，钻爆为辅的施工方式，TBM开挖断面采用圆形断面，开挖洞径为7m。隧洞采用11台TBM施工，每台TBM施工长度为20～25km，在施工完成后，TBM主要重大部件全部在洞内拆卸，并运输至地面。

2 、TBM基本结构

TBM是一种以机械直接破岩来掘进隧洞的大型聯合施工设备，在长隧道施工中经常采用。在适宜的地质条件下，具有掘进效率高、对围岩扰动小、超挖量小、开挖面光滑、对施工人员劳动保护好等一系列优点。解决了长隧洞中采用传统钻爆法施工受地形条件限制无法增加开挖工作面，受工作面限制工期得不到保障，出渣、通风排烟困难等问题。

TBM分为主机和后配套两部分。主机是TBM的核心，其主要功能是破岩、集渣转载、换步推进。包括刀盘、主轴承驱动组件及机头架、主梁、撑靴、推进油缸、后下支承、主驱动、密封及润滑系统、液压系统、司机室、变压器等。后配套是TBM的主要组成部分，配合主机联合作业，同步协调，快速实现隧洞连续掘进。是由10-15节轨道拖车组成的工作台车，每节拖车长10m左右，分别装置掘进机及其辅助设备用的变压器及电缆、开关柜，TBM上的输送石渣皮带机，液压和电动装置，风、水、电延伸系统，除尘装置，喷混凝土供料站，工作室、休息室、卫生间等。

3、 TBM拆卸方案

本工程采用11台TBM施工，数量较多，在每台TBM拆卸过程中对洞室进行扩挖，则投资会大大增加。国内及国际上现在通用的拆卸方式为在TBM掘进至终点段后，TBM整体向后步进，在机头前方部位进行扩挖，装置吊装设备，然后对TBM设备进行拆卸。众所周知，由于TBM结构复杂、系统庞大，结构件形状各异，超宽、超重件较多，故在没有拆卸洞的情况下能对TBM快速、安全、有序地拆解，是一项复杂的系统工作，同时也意味着一个环节出错，就有可能导致拆机失败，延误工期，本工程拟采用无拆卸洞，主机后退的方式来拆解TBM。

3.1拆卸流程

TBM掘进到达标段分界点后，为使主洞开挖洞径小，开挖量小，节省投资，本工程计划采用主机回退的方式拆卸刀盘等设备。TBM拆解一般分为两个阶段进行，第一阶段，通过TBM整体向后步进，逐步拆除并固定主机前部结构件，如刀盘及护盾系统，第二阶段，使用机车将后配套台车拉至组装洞进行拆解，同时，机车拖载特制运输板车配合导链并运输主机后支腿、鞍架、主梁导向架、机头架等主机部件、完成TBM无扩挖拆卸。具体做法如下：

第一步，首先移除护盾行程限位条，主机从前面开始后退，顶护盾和侧护盾收回，安装扩挖道具进行极限扩挖。

第二步，TBM安装扩挖刀具到预定位置后，后退一个循环，约1.8m，拆除刀盘边块和中心块螺栓，放下边块，撑靴逆向换步继续将主机逆向推进一个循环，拆除的边块置于隧道底部，放置前方。

第三步，刀盘旋转180度，重复第一块边块拆卸过程，将刀盘边块放置在洞底，后退刀盘约8m。

第四步，刀盘旋转90度，拆除刀盘和主驱动螺栓，将刀盘立放于隧道底部，在隧道顶部打锚杆、锚索，通过吊具将刀盘剩余部分放置于隧道内。

第五步，将TBM后退两个循环，在拱顶打锚杆安装吊点，吊具，将顶护盾固定，拆除顶护盾和主机机械连接，详见图1。

第六步，顶护盾拆除后，主机后退两个循环，主梁尾部安装支撑，拆除后支腿，放倒，用轨道运输车将后支腿运出。

第七步，拆除并运输鞍架及推进油缸。

第八步，通过洞壁上吊点，导链拆除主梁，放置在运输板车上，运输出洞。

第九步，在主驱动后方安装翻转架，将主驱动拉到翻转架位置，连接翻转法兰，详见图2。

第十步，翻转放平主驱动，将主驱动放置在平板车上。其他部件通过洞壁的锚点，吊点，通过相应吊具将其放置在平板车上，运出洞外，详见图1-10。

图3、 TBM拆卸图3

3.2拆卸工期进度

TBM拆卸，可以多个工作面同时进行，在关键线路上压缩直线工期，合理排布支线工期，使拆卸时间最短。

3.3拆卸注意事项

在拆卸过程中应从实际出发，可不拆的尽量不拆。液压系统拆卸时，应特别小心、谨慎，注意元件外表及环境的清洁，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。拆开后的零件均应及时清洗、分类、统计、核对以便查找，防止损坏、丢失或弄错。存放时按照总成、部件、零件分开，电气、液压、机械分开，大件、小件分开和粗糙、精密分开的原则存放。对产生变形的构件和零件应予校正或更换。

5 、结束语

在超特长隧道中，地下洞室埋深较大，又由于TBM结构复杂，技术含量高、价格昂贵，只有在拆卸前充分准备，制定详细的拆卸设计和拆卸方案、合理安排拆卸工期，保证设备拆卸有序、避免设备构件的拆卸损伤，保证拆卸工作的顺利进行，从而增加TBM重复使用的时间和寿命，保持TBM的使用效能和使用状态。

参考文献：

[1]SL303-2004.《水利水电工程施工组织设计规范》

[2]JTG D20—2006.《公路路线设计规范》

[3]JTG D70-2004.《公路隧道设计规范》

作者简介：郭建飞（1983-），男，工程师，新疆乌鲁木齐人，现主要从事水利水电工程施工组织设计工作。