许士哲

（中铁十八局集团隧道工程有限公司，重庆 400700）

重庆轨道交通六号线二期工程铜锣山隧道位于重庆市南岸区，全长5 633.373m，采用复合式单护盾TBM 与钻爆法相结合施工，左线TBM 掘进长度2 692m、右线2 736m，贯通点位于K8+900 处。

国内外关于TBM 拆卸方案有两种：一是洞外拆卸法；二是洞室拆卸法。洞外拆卸法需要TBM出洞完成后开始施工作业[1]，工序时间长，对于工期紧张的项目并不适用。若按常规施工工序——TBM 完成后再进行车站施工，周期较长，不能满足要求，因此车站与TBM 施工要同时进行。车站一旦施工后，TBM 设备难以掘进到达接收井，必须进行洞内拆卸运输至接收井口。另外，对于传统的洞内拆卸TBM，投入的人力、物力、财力增加，在TBM 的分隔过程中安全隐患多、风险大[2]。因此研究一种可行的洞内拆机法意义重大。

该标段选用美国罗宾斯生产的TBM，其刀盘开挖直径φ6 280mm，前盾体A 环φ6 250mm ×4 390mm×3 305mm， 中 盾 体B 环φ6 250mm ×4 390mm×2 965mm，中盾体C 环φ6 250mm× 4 390mm×3 035mm， 尾 盾 体D 环φ6 250mm× 4 390mm×3 985mm，盾体内部设备及连接桥和后配套拖车由1～6 共7 节后配套拖车组成。常规的TBM 设备拆卸施工在设备到达接收井口后，由大型吊装设备辅助进行，但本标段TBM 至车站到达接收井，必须经过正在施工的车站段，车站施工主体结构与钢管柱两侧间距仅6m，而TBM 设备直径6.3m，TBM 设备无法正常到达接收井。由于施工工期紧张，为确保施工进程以及TBM 拆卸后的整机完备性，对大直径TBM 锚索法洞内拆卸及运输施工技术进行研究。

2.1 拱顶吊梁设计

TBM 洞内分离吊装的吊梁机构包括滑轨、滑轨滑道上多个倒链滑车和分散设置在滑轨上部的多个锚固件，每个锚固件通过转动方向一致的转动构件与滑轨转动连接，在每个倒链滑车上设有用于安装倒链的倒链挂轴。

滑轨有两根，平行设置在TBM 洞内对应TBM两侧拱顶位置，并通过锚固件固定在TBM 洞壁上。锚固件是由锚索、锚索板和锚索套组成，锚索板通过锚索固定在TBM 洞内对应TBM 两侧拱顶位置，并通过锚索套固定。每个锚固件通过左、右对称的两个转动构件与滑轨连接，两个转动构件沿着滑轨滑道延伸的方向并排安装，每个转动构件是由转动插销、焊接在锚固件上带孔单吊耳、对应焊接在滑轨上的带孔双吊耳组成，锚固件上单吊耳置于滑轨双吊耳之间，两者孔相对应，通过转动插销固定。滑轨采用32C 工字钢制成，多个锚固件等距设置在滑轨上方。锚索板由所述锚索套通过液压顶外部加压，固定安装在预埋TBM上方拱顶的锚索上。锚索套与锚索板固定安装完成后，再在锚固板上焊接吊耳安装滑轨。转动构件与工字钢的焊接需要打坡口堆焊，保证质量；滑轨安装好后，在工字钢上安装倒链滑车，倒链挂轴用于悬挂倒链。吊耳及吊梁装置如图1 所示。

2.2 TBM 运输装置

TBM 运输装置由行走底架、圆形旋转底架和矩形旋转框架三部分组成。行走底架由四台管片小车组成（两个一组并排设置），每组两台管片小车通过设置在管片小车上方的型钢支架连接，其底部设有多个行走轮；圆形旋转底架焊接在行走底架上方，将两组管片小车连为一个整体式的方形行走底架，其直径（不大于8m）小于TBM 洞口宽度，大于或等于行走底架宽度；矩形旋转架长度（9～10m）大于圆形旋转底架直径，宽度（3～4m）小于或等于圆形旋转底架直径[3]。其底部对称焊接有左、右弧形旋转块，两弧形旋转块分别设置在矩形旋转架沿圆形旋转底架旋转时与圆形旋转底架接触的两个部位，与两弧形旋转块的中心点重合，并与圆形旋转底架的圆心同轴，多个坦克轮均匀分布在左、右弧形旋转块底部，并在矩形旋转架旋转过程中，沿其旋转轨迹做环形运动。

型钢支架由平行设置在每组管片小车上方的两根40A 工字钢组成，坦克轮10 个，两个弧形旋转块上分别设置5 个。

2.3 主驱动翻身支架

图1 主驱动翻身支架现场

主驱动翻转支架的左、右支撑架均由支撑腿、L 型支架和主驱动支撑轨道组成，L 型支架顺时针旋转90°后水平置于支撑腿上方，其竖向支撑杆底端与支撑腿顶端焊接，主驱动支撑轨道设置在水平状L 型支架的横向支撑杆上方。支撑腿由圆钢加工而成，支撑上述翻身支架工字钢梁，供主驱动翻身；L 型支架由特质工字钢制作竖梁及横梁焊接而成；主驱动支撑轨道由加厚型钢轨焊接在L型支架上的行走轨道，作为上述主驱动翻身支轴的轨道。主驱动翻身支架现场如图1 所示。

3.1 吊梁安装及刀盘拆卸吊运

用于吊装TBM 拆分零件的吊梁，分别安装在TBM 暗挖隧道的顶部，对应于两侧的拱顶位置。顶部吊耳焊接现场和吊梁整体布置如图2 所示。

图2 顶部吊耳焊接现场

刀盘拆卸及吊运按照从上到下、从外圈到内圈的顺序分成7 块进行碳刨刨除。周边刀块质量相当，重量均为5.2t，中心块质量最大为52.744t。中心块刀盘整体在洞内拆除，风险极大，所以先拆除周边的1～6 块刀盘，最后拆除中间部分；拆卸后，通过运输装置将整个刀盘分解运输出去。

3.2 盾体A、B、D 环上部分离及吊运

（1）盾体A 环上部分离及吊运。盾体A 环上部质量为52.136t，最大外形尺寸为6 280mm× 4 390mm×3 305mm。运输通过暗挖段时，两侧最小间距6m，A 环上部最大宽度6.3m，该部分最大宽度大于两侧的最小间距。专用运输装置用于运输盾体A 环，装置上矩形旋转框架顺时针旋转90°，使其与行走底架垂直，旋转后的矩形旋转架宽7.2m，大于A 环宽度，然后通过4 个20t 倒链将A 环吊至运输装置的矩形旋转架上，再利用倒链挂着旋转架的两个对角，将其回转90°，使其恢复原位，同时将A 环旋转一个角度，缩小运输宽度，保证A 环在暗挖段运输中顺利通过。

（2）盾体B 环上部分离及吊运。在盾体A 环上部拆除完成后，刨除B 环上部周边焊缝，拆除铰接油缸与盾体C 环之间的连接银；B环上部质量29t，最大外形尺寸为6 280mm× 4 390mm×2 965mm，其宽度与A 环相差无几，可用A 环的起吊运输法将B 环运出暗挖隧道。

（3）盾体D 环上部分离及吊运。盾体A、B环上部全部吊运完成后，D 环上部也要尽快吊出，这样便于盾体内附件和螺旋机的拆除；其吊运方法同A 环上部；在盾体A、B、D 环上部拆卸过程中，将刀盘的其余部分全部拆卸并运输出TBM 暗挖隧道，对于内部影响盾体拆卸的附件也要同时拆除。

3.3 螺旋机拆卸及吊运

本工程拆卸的罗宾斯螺旋机尺寸为19m×1.4m×1.6m，重量为41t，属于超长超重部件。用滑车上的六个倒链，将螺旋机及其驱动部件分别悬挂，在节段上设置两个吊装点，水平悬挂两根5t 倒链，将螺旋机向后拉出前护板，然后将其缓慢放平，使用6 个20t 倒链向后移动，螺旋机后端由小车支撑，用倒链和小车同时将其移出盾体，然后直接从TBM 尾部运出TBM 隧道。

3.4 主驱动翻转支架安装

刀盘拆除完毕后，将盾体A环与B环焊缝刨开，通过千斤顶使盾体A 环向前移动800～850mm，盾体B、C、D 环向后移动2 400～2 500mm，并将主驱动器翻转支架安装在盾体之间的空隙中。主驱动器翻转支架通常包括左、右支撑架，均为反向7 型支撑，主驱动器支撑轨道部分焊接在其横向支撑杆上；左、右支撑架分别安装在TBM 主驱动器两侧，底部焊接固定在底部的预制板，左、右支撑架分别对称焊接在左、右主驱动器翻转支撑轴下方，TBM 主驱动器和两个主驱动器翻转支撑轴都与两个支撑框架上的主驱动器支撑轨道接触，并能沿主驱动器轨道进行旋转；翻转支架宽度与主驱动外径平齐，高度在主驱动水平中线下翻转滚轮半径值位置。

3.5 其他施工步骤

（1） 内部附件拆卸及吊运。主要包括刀盘电机、减速机、推进油缸和人员仓的拆卸及吊运。

（2）A 环下部的分离及吊运。吊运方式同上部，待其通过运输装置翻转后再运出暗挖隧道。

（3）主驱动分离及吊运。用20t 倒链将主驱动进行90°倒转，并依据实际情况进行角度调整，最终将主驱动运出隧道。

（4）拼装机分离及吊运。用4 个20t 倒链将拼装机吊起，割除双臂梁H200 工字钢支撑，并将拼装机吊出双臂梁，临时存放在盾尾后部。

（5）C 环上部分离及吊运。其起吊和运输方法同A 环。

（6）井支架及悬臂梁分离及吊运。使用20t 倒链吊起井支架，并拆下支架与C 环之间的螺栓，然后抬起井支架，再用另一根20t 倒链将井支架翻转，将其放平至运输车，然后使用滑轨倒链将两个悬臂梁分别吊到运输装置的矩形旋转架上。

（7）C、D、B 环下部分离及吊运。其分离及吊运方法同A 环上部。

（8）台车及后配套分离及吊运。台车和备用零件的分离与转运直接进行，台车分离与盾体拆卸同步作业、互不干扰。台车运输吊装完成后将连接桥运输至始发井，按连接桥后半部、前半部的顺序进行分离吊装。

（1）洞内拆卸TBM 法将拆机作业与车站施工同时进行、互不影响；在工期很紧的情况下可大大缩短时间，确保TBM 施工在计划时间内完成。

（2）吊运装置采用特殊吊梁，通过锚索张拉工装，盾体拱顶安装行走滑轮，并配制专门的运输装置实施洞内拆卸，解决了洞内大型设备无法操作时也能快速方便地对TBM 进行拆卸及吊运，使洞内拆机与井口拆机的效果相媲美。整机完备性良好，拆卸后的TBM 可重新组装继续使用，解决了现有洞内TBM 拆卸后整机完备性差的问题，避免了后期TBM 修复成本过高。

（3）切割后的TBM 采用特殊吊装工具吊运，并通过专门运输装置运输。该运输装置的上支架可旋转，能将尺寸大于洞内净空尺寸的超宽TBM部件进行翻转，使其顺利运出TBM 暗挖隧道，减少了TBM 分切和运输成本。

TBM 洞内拆卸和运输技术妥善解决了在工期紧迫，TBM 设备无法顺利到达接收井进行常规拆装，以及作业环境和空间受限下洞内拆卸的问题。该方法安全可靠，拆卸后的TBM 可重新拼装继续使用，最重要的是缩短了TBM 施工工期，使整个项目工期得到保障。