盾构机地下对接及洞内拆解施工技术研究

刘承宏，陈宇博

（中铁三局集团第二工程有限公司，石家庄050031）

1 引言

盾构施工法是暗挖法施工中的机械化施工方法，具有掘进速度快、施工安全风险低、机械化程度高、经济环保等特点[1]。传统的盾构法施工是在始发井及到达井安装及拆解盾构机，但不能实现在接收井拆解、吊出设备，因此，需另辟蹊径，以保证施工各项目标的实现。

2 工程概况

石家庄轨道交通2号线一期工程04标段，左线起点里程ZK28+213.192，终点里程ZK29+086.797，长858.183m（短链15.422m）；右线起点里程YK28+213.191，终点里程YK29+086.797，长873.606m。

3 对接及拆解主要工艺原理

采用2台盾构从两端同时相向掘进，先行盾构机到达对接位置，先对先行盾构机进行管片及盾体注浆，管片拉紧，并先期进行拆解。当后行盾构机掘进至先行盾构机30环管片时，进行姿态调整掘进，直至与先行盾构刀盘面板间距约50cm时（2台盾构机中心刀已接触），然后对第一台盾构中心刀进行刨除作业，盾构机继续推进至两刀盘先行刀接触，缩短刀盘外圈间隙。而后用铁板搭接方式对刀盘外钢圈的进行封堵作业，完成对接工作。开始洞内拆解盾构机，后配套拆运采用整体拆运出洞，盾构主机及刀盘采用分块拆运，运输方式采用有轨运输。

4 施工工艺流程及操作要点

4.1 拆机前准备

拆机前对盾构机土仓内渣土进行清理，刀盘背面开口及切口处已用钢板焊接封闭。盾构拆机前将盾尾后30环管片壁后补充注浆，最后10环管片用拉紧装置连接拉紧，同时T形板将管片与盾尾固定，防止因千斤顶顶力释放后，管片环间缝隙增大，引起环缝漏水。刀盘周边采用超前小导管注浆加固土体，防止洞内拆机时造成土体塌陷。

4.2 先行盾构机拆机

4.2.1 管线路拆除

管线路拆除应注意以下事项：（1）在确认主机部位设备不再工作后断开控制电，只保留配电柜的照明和插座箱回路供电以及空压机回路供电，高压电在拆后配套时断电；（2）拆除盾体内控制盒到主控室的控制电缆、动力设备到配电柜的动力电缆、管片拼装机到控制室的控制电缆、盾体内传感器和电磁阀到控制盒的电缆，并做好电缆标识；（3）将回油管内的液压油吹回油箱，油箱内的液压油必须完全放出，并将拆卸的油脂管、液压管用堵头将油管、油口堵塞，防止赃物进入油脂系统和液压系统。

4.2.2 后配套拆卸

后配套拆卸应注意：（1）拆除连接桥及1#～4#拖车顶部的皮带输送机、风机、风筒起吊架并通过电瓶车运至隧道外；（2）拆除连接桥及1#～4#拖车拉杆、连接销，拆除各拖车之间水、气、液压等管路，并对接头做好保护措施；（3）将渣土车送至4#拖车框架的中间位置，用4个50t千斤顶将拖车顶起，将200mm长H型钢放到渣土车合适位置，缓缓卸下千斤顶，将拖车平稳的降置于渣土车上；（4）按照上述方法依次将3#拖车、2#拖车、1#拖车运送至隧道外；（5）连接桥拆除，用4个千斤顶将连接桥顶起，将H型钢放到管片车底板合适位置，缓缓卸下千斤顶，并将连接桥平稳的降置于管片车底板上，将其运至隧道外。

4.2.3 螺旋机拆除

螺旋机拆除包括：（1）前移拼装机、底部油缸收回、螺旋机驱动部拆除；（2）完全收回螺旋输送机螺杆，然后断开设备桥与主机的所有电器、流体、液压线路并妥善绑扎放置；（3）制作螺旋输送机吊装架；（4）通过手拉葫芦逐渐收紧逐渐释放，将螺旋机拆除并放置管片车上。

4.2.4 管片拼装机拆卸运输

管片拼装机拆卸运输应注意：（1）管片拼装机在拆解前须旋转180°，使其抓取头在12点钟位置处，并将其固定；（2）拆除工作平台、管路支架（包括内部拖链油管等）以及拼装机大吊耳；（3）安装拆解支架并拆除管片拼装机[2]。

4.2.5 井字梁拆除

井字梁拆除应注意以下事项：（1）井字梁拆除前，确认管片拼装机及盾体上的工作平台拆除完毕，并预备好平放井字梁的支撑（长200mm H型钢2根）；（2）在盾尾顶部1 000mm、2 000mm处各焊接10t吊耳1个；（3）使用中盾铰接油缸座通过10t手拉葫芦将井字梁预拉紧。

4.3 刀盘前土体加固

对接地层加固止水施工包括管片背后二次注浆封堵仓内盾尾后部来水施工及盾构机超前注浆对对接地层加固止水施工。

1）管片背后二次注浆封堵仓内盾尾后部来水。先行盾构对盾尾后30环管片进行注双液浆处理。2台盾构机对接上后，后停机盾构也同样对盾尾后30环管片进行注双液浆处理。

2）超前注浆地层加固。域地层进行加固。2台盾构机对接后，后停盾构同样利用盾构机上超前注浆孔对对接区域地层进行加固。

4.4 2台盾构机对接

在后行盾构机到达对接位置前30环开始分阶段调整施工参数，主要分为3阶段控制：

1）对接前的第一阶段（离对接里程36～2m）。盾构机进入对接前30环开始，掘进速度由原来正常段的35～45mm/min减至20～40mm/min，土仓压力由原来的130～150kPa逐步调整至100～120kPa以下，同时通过先行盾构机刀盘前方的土压力荷载密切监测压力变化情况，保证先行盾构机刀盘前方受力在控制范围内。

2）对接前的第二阶段（离对接里程2～0.8m）。进入该阶段，掘进速度由原来正常段的20～40mm/min减至10～20mm/min，土仓压力由原来的100～120kPa逐步调整至50～80kPa。因刀盘对接范围内土体进行预加固处理，刀盘前方土仓压力按逐步降低的原则，尽量减小对接后仓内土体的存量，减少人工出渣量缩短拆解工期。

3）对接前的第三阶段（离对接里程0.8m范围内）。当刀盘中心刀尖距对接里程0.8m时盾构。掘进速度降为5～10mm/min，土仓压力降为10～30kPa。尽量将土仓排空，减小仓内土体堆载及对先行盾构机刀盘的直接顶推力，在先行盾构机土仓中部焊5mm薄铁板，观察薄铁板的变形情况，一旦发生变形即停止推进，使用内窥镜通过上方观察孔观察刀盘前方对接情况。

4.5 后行盾构机拆解及先行盾构机刀盘拆除

对接完成后，将2台盾构机刀盘之间用2cm厚的钢板进行封堵；2台盾构机对接上后，盾尾后30环管片进行注双液浆处理；开始对先行盾构机刀盘进行割除，同时进行后行盾构机拆解；拆机过程与先行盾构机拆机过程相同。

5 结语

采用2台盾构机地下对接及洞内拆解的方法，避免了地面开挖竖井，缩短了工期、降低了成本，保证了施工安全和质量，效果明显，赢得了社会各界的广泛赞誉，取得了良好的社会效益和经济效益。为类似工程的施工提供了可借鉴的经验。