双护盾洞内拆机施工组织及方法

1 工程概况

兰州水源地输水隧道工程TBM2标段，输水主洞全长13.4km，隧洞为有压力引水隧洞，最大开挖直径为5.49m，逆坡掘进，坡度为0.485‰，采用混凝土预制管片衬砌后内径为4.6m，最大埋深900m。本标段采用国产首台双护盾TBM，设备全长318m、总重约1200t，由主机部分、2节连接桥、25节台车组成。在TBM掘进施工至13.4km处进入拆机硐室，TBM主机部分利用布置的龙门吊进行拆卸，将解体后的主机吊装到运输平板车上运出，其余的部件利用机车沿洞内布置的轨道拖运至洞外，然后用洞外的龙门吊、汽车起重机吊装到货车运输至设备存储区。

2 拆机前的施工准备

在TBM掘进施工中，提前要进行拆机硐室外形尺寸的设计、施工，同时根据TBM设备解体后的外形尺寸及重量进行起吊设备的选型和制作。由于本标段洞外工业广场狭小，不能满足拆出的设备及材料码放，要及时进行存储场地的规划、租赁。

2.1 拆机硐室的外形尺寸

拆卸硐室是TBM掘进完成后解体吊装外运的场所，它的长度和断面尺寸可根据TBM的外形尺寸、TBM拆卸的技术要求和所使用的起吊设备技术参数进行制定，本标段中拆卸硐室需要满足TBM主机解体时的大件在吊、拆、装作业时必须占用的空间尺寸要求，同时要尽量减少TBM拆卸硐室建造费的原则，进行拆卸硐室的长度和断面的设计。TBM设备主机长度为13.5m，主机部分的最大直径为5.49m，考虑到解体过程中起吊的空间和临时摆放结构件，将拆机硐室设计为城门洞型，长度25m、宽度10m、顶拱高11.8m。在拆卸硐室施工时埋设天锚，为了保证TBM顺利滑行至拆机硐室，硐室底板采用C40混凝土浇筑至低于刀盘下边缘20mm，在主机底部接触部位的混凝土地面上涂抹黄油，降低摩擦系数。

2.2 拆机硐室起重设备的定制及安装

TBM拆机硐室的围岩为泥质砂岩，所以选择采用龙门吊进行拆机，根据解体后的最重件主驱动，定制龙门吊的起吊能力为60t，跨度为8.8m，起升高度为9m。贯通后，主机步进至指定位置（刀盘距下游出口22m），利用盾体与扩大洞室之间的空隙，将拆机龙门吊部件运输至扩大洞室内，利用预先埋设的天锚及TBM盾体安装龙门吊并完成调试。考虑到盾体与扩大洞室之间的空隙尺寸，在定制龙门吊时，将主梁在三分之一处断开，便于部件运输。

2.3 拆机设备及材料的仓储规划

由于工业广场场地狭小，无法满足拆出后的设备及材料摆放，为了保证快速将洞内设备拆出，将拆出的设备清理保养后，及时的运走。在拆机前租赁一块5000㎡的场地，同时按设备拆除的先后顺序、分类进行仓储。

3 拆机的施工组织安排

TBM洞内拆卸及洞内沿线设备拆出，工程较为复杂，技术要求高，安全风险多、交叉作业频繁等原因，需要周密的施工组织安排，才能确保拆机的顺利进行。拆机工作主要包含：TBM设备、13.4km连续皮带系统、洞外转渣皮带系统、13.4km通风系统、13.4km排水系统。洞内的20kV高压电缆、照明系统、轨道及供水系统预留为后续施工。

3.1 施工的总体安排

TBM设备在洞内分解后，设备需从洞内运出，考虑到延伸系统在洞内空间，一般分为两个阶段进行：第一个阶段在解体TBM的同时，进行洞内连续皮带系统、通风系统、排水系统及洞外转渣皮带系统的拆出工作；第二个阶段将解体后的台车拖运至洞外，同时在拆机硐室利用龙门吊进行主机部件的拆解及外运。

3.2 施工组织安排

TBM拆机时，将掘进期间的施工人员重新进行整合调配成立了三个班组，分别为拆机作业队、起重运输队、综合施工队。采用白班+夜班两班制，拆机过程中实行项目领导带班、技术人员跟班作业制度，随时处理拆除过程中出现的技术问题、工作任务的调配及人员的合理安排，技术人员详细记录当日拆机情况及拆机进度，收集当日拆机影像资料。

3.3 施工技术保障

针对TBM拆机过程中，主机拆解、连接桥及后配套运输、连续皮带系统、供电系统拆除、主驱动吊装等重要工序，多次召开技术交底会，对拆机工作进行细化、分解，确保技术人员及施工队熟悉整个拆机流程。同时，对TBM拆卸后的运输及仓储制定了相关保障措施，保证运输安全可靠。

4 拆机的施工步骤及方法

4.1 TBM配套设备的拆除

TBM配套设备布置在洞外及13.4km的洞内，连续皮带机拆卸时，顺皮带转动方向，在主驱动后部将皮带截断，在此部位安装一个带有卷扬装置的液压驱动皮带卷筒。启动皮带机的同时，启动液压驱动卷筒收卷皮带，每卷以600m为一个单元将皮带全部收回。对洞内沿线分多个工作面进行皮带支架、托辊的拆出，运出后分类打包。

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