站内拆除盾构机技术应用

王 亮

（中国铁建重工集团股份有限公司，湖南 长沙 410000）

随着我国城市化进程的加快以及城市建设的迅猛发展，盾构机已经成熟地运用于城市地铁建设中。正常条件下，盾构机接收后的拆机技术已经非常成熟，特殊条件下，由于地质条件、空间及周边环境条件限制，需要对盾构机进行接收后平移拆机、盾构机接收后站内拆机、甚至进入加固区域后对盾构机进行破坏性拆机。

目前盾构机站内拆机的技术应用尚不广泛，文章以北京地铁19号线积水潭站至北太平庄站盾构机拆机为例分析接收车站无正常吊装条件下盾构拆机解体的最优方案，方案设计时以安全高效拆机、降低后期盾构恢复费用为目的进行设计。

1 工程概况

线路南起德胜门西大街与新街口北大街路口处的19号线积水潭站，线路出站后依次上跨内径3 m电力隧道、下穿M2线积水潭站～西直门站区间、下穿北二环积水潭桥、北护城河、转河，到达北太平庄站。

盾构机到达北太平庄站接收，由于北太平庄站为暗挖车站，不具备盾构机吊装条件，需对盾构机进行分块拆机，运输至始发站积水潭站进行吊出，如图1。

图1 盾构机始发接收示意图

2 接收站概况

盾构机在站内在负三层进行接收，接收长度预留12.8 m；负二层底板处预留吊装孔，净空尺寸为6.6 m（掘进方向长度）×7.4 m（底板预留宽度）。如图2所示：

图2 接收端边界条件

3 盾构机分块

根据接收条件，盾构机主机做结构分块设计，刀盘分为5块（4边块+1中心块）、前盾分为4块、中盾分为4块、尾盾分为4块。盾构机主机分块尺寸及分块重量详见表1。

表1 主机部分分块尺寸重量表

4 拆机工装

针对主机和后配套拆机需求的区别，分别设计了相应的拆机工装。

4.1 主机拆机工装

由于空间限制及起吊高度问题，并根据接收端实际情况，对主机拆机时采用的起吊工装进行了针对性设计，通过主机拆机工装获得拆机空间及吊点。对工装进行了单件最大受力40 t进行受力分析，如图3所示，满足拆机要求。

图3 主机拆机工装应力分析图

4.2 后配套拆机工装

为保证现场拆机工作安全高效进行，后配套台车及连接桥分别针对性设计了工装，如图4所示。同时利用现场既有资源如电瓶车、龙门吊等。

图4 拆机工装示意图

5 拆机工作

5.1 拆机原则

在保证拆机作业安全快速的情况下，最大限度的保护盾构机可利用部件。

5.2 准备工作

盾构掘进过程中，请注意拆机前100 m围岩及水文的变化情况，根据工程地质的变化及现场的实际情况，制定围岩支护处理方案，需保证盾构机顺利接收。

考虑到盾构机站内解体过程中存在大量的割、焊、刨等作业情况，拆机时需保证隧道内具备相应的照明、通风、通电、防火的需求。所有要求必须满足隧道安全施工作业要求。

拆机过程中保留隧道内照明、一次通风、循环水（消防用）、电力接线（焊机、空压机用电）。

5.2.1 拆机工具准备

拆机前需准备相应的拆机工具，包含常用工具、专用工具等。同时准备拆机工装需用的葫芦，行走小车、千斤顶、吊带、卸扣、钢丝绳、焊机、空压机、运输电瓶车等。

5.2.2 材料准备

材料准备包含拆机工装材料、焊丝、方木、抹布、锯末等。

5.2.3 现场操作人员准备

根据施工进度要求，若现场拆机工作分2班进行，每班配1名现场总负责人，随工作拆机进行不同阶段，配备人员进行相应调整。人员准备包含机械工程师、液压工程师、电气工程师、焊工、电工、装配钳工等工种。

5.2.4 其他准备

拆机区域照明、通风、消防等准备工作，同时根据应急预案疏通安全通道，一旦发生危险情况及可及时处理。

5.3 拆机工作

盾构机顺利接收完成洞门封堵工作后进行拆机工作。拆机顺序为盾构机管线断开、后配套拆解（运输出洞）、螺旋输送机拆解（运输出洞）、拼装机拆解（运输出洞）、盾尾拆解（运输出洞）、中盾、人仓拆解（运输出洞）、主驱动电机（运输出洞）、刀盘拆解（掘进方向前方存放）、前盾、主驱动拆解（运输出洞）、刀盘运输出洞，盾构机拆解完成。

5.3.1 电气、液压拆解

盾构机管线断开属于正常拆机流程，在此不再赘述。

5.3.2 后配套拆解

后配套拆解从最后一节台车开始，首先将台车连接处断开，将预制好的后配套拆机工装放置于管片车或者渣土斗托卡上，电瓶车停至指定区域，采用4个千斤顶对台车进行顶升工作，待上升一定高度后将工装旋转90°，使工装置于台车底部，同时将千斤顶降低，最终台车落于工装上，通过电瓶车将台车运至始发洞口后吊出，完成一节台车的拆解工作。之后采用相同方式对后配套依次进行拆解。

5.3.3 螺旋机拆解

螺旋机拆解利用主机拆机工装进行，通过工装上三点及盾体内设置吊点起吊，现将螺旋机受力点作用在工装上，拆解螺旋机安装螺旋及销轴，之后通过手拉葫芦配合对螺旋机进行拆解工作。将螺旋机缓慢拆出并置于水平状态，然后放置于螺旋机运输工装上运输至始发井吊出。

5.3.4 拼装机拆解

将尾盾与中盾脱离后，安装拼装机运输工装，采用主机工装起吊拼装机，拆除拼装机连接螺栓，通过葫芦缓慢放置于平板车上，通过电瓶车运输至始发井后吊出。

5.3.5 尾盾拆解

通过主机拆机工装对顶块进行固定后刨除分块焊缝，刨除后将顶块缓慢放置于平板车上通过电瓶车运至始发井口吊出。之后两个边块分别通过主机拆机工装吊点固定，割除焊缝后通过吊点放置于平板车上，运输至始发井口吊出，尾盾底块直接吊装放置于平板车上，运输至始发井口吊出。

5.3.6 中盾拆解

中盾顶块通过主机拆机工装吊点连接后，拆除中盾顶块连接螺栓，起吊后通过行走小车平移至平板车上方，然后缓慢放置于平板车上，通过电瓶车运输至始发井口吊出。两个边块分别安装边块吊耳，依次通过工装吊点起吊，后横移至平板车上方放置于平板车上运出，底块拆解后直接吊装运出。

5.3.7 刀盘拆解

中盾拆解完成后，对主驱动电机减速机进行拆解，完成后将刀盘及前盾整体后移至工装区域，然后对刀盘进行分块拆解并前移。

5.3.8 前盾拆解及刀盘运输

刀盘拆解完成后，对前盾及主驱动进行拆解工作，通过顶部吊点拆除前盾顶块后运出，通过安装吊耳及顶部吊点分别拆除2个边块运出，主驱动通过安装吊耳及顶部吊点拆除后运出，前盾底块起吊运出后将刀盘各分块平移至起吊区域起吊运出。

5.3.9 工装拆解

刀盘运输完成后盾构机拆机工作完成，拆除工装后清理现场。

6 拆机施工困难及注意事项

6.1 施工困难

盾构机分块起吊基本通过手拉葫芦进行，作业效率相对较低。由于盾构机直径一般为大于6 m，拆机作业时属于高空作业，同时空间相对狭小，不利于施工，容易出安全事故。

6.2 注意事项

（1）拆机作业前需与土建设计单位进行充分沟通，确认中板可承受重量，此为盾构机站内拆机可行性的基础。

（2）根据以上基础条件设计盾构机分块、拆机工装。

（3）吊装工件时，工件下方严禁站人。

（4）站内焊接的吊耳必须确认吊耳的承重吨位及焊接的质量，工件吊装前必须对工件的重量进行再确认。

（5）拆卸前，须对要拆卸后存在安全隐患的零部件提前进行支撑固定。

（6）拆卸的零部件应分类管理，明确标记。

7 结论

文章给出的接收车站无正常起吊条件下的盾构拆机形式，能很好地解决类似情况下的盾构拆机问题，给同类施工提供一定的借鉴。不同的工况会对拆机方案及拆机顺序以及后期恢复盾构机有较大的影响。对于盾构机站内拆机，最重要的就是主机拆机问题，通过论述可指导刀盘、盾体等结构件针对性分块设计，同时可指导在无正常起吊空间的车站设计，以保证安全快速拆机的情况下最大限度地降低后期盾构机恢复费用。