刘顺涛

中国铁建重工集团股份有限公司，湖南长沙，410100

0 引言

21世纪是轨道交通、地下工程大发展的时代，“十三五”期间铁路建设新线2.3万公里，在“两会”的工作报告，提出了建设交通强国的目标，“十四五”期间将在战略骨干通道、高速铁路、普速铁路、城市群和都市圈轨道交通、高速公路、港航设施、现代化机场、综合交通和物流枢纽方面持续加大投资，预计掘进机产业还将继续保持快速的增长。

随着掘进机大直径、超大直径、TBM、异型盾构的需求逐年递增，为了保持足够的市场竞争力，对产品生产周期提出更高的发展要求，为了及时满足市场和客户需求，压缩生产周期、区域化组装、快速物流运输也需同步规划实施。

1 概述

1.1 设备拆卸工作概况

敞开式TBM拆卸工作包含：主机系统、后配套系统、二次通风系统、 除尘系统、皮带机系统、电气系统、液压流体系统等拆卸。其中主机系统包括：刀盘、主驱动、护盾（底护盾、侧护盾、搭接护盾、顶护盾）、主梁一二、鞍架、撑靴、后支撑；后配套系统包括连接桥、喷混桥、后配套台车；电气系统包含电缆、控制箱、控制室、配电柜、变频柜、变压器；液压流体系统包含液压流体管阀、液压泵站、油缸等[1]。

1.2 设备主要技术参数

该设备为中国铁建重工集团生产的敞开式TBM，主要技术参数：总长/主机200/23.8m、总重/主机1300/600t、开挖直径7030mm、刀盘驱动功率2800kW、最重/宽部件主驱动（不含电机）/125t/6.0×5.4×2.1m、最大吊装部件上下分块刀盘128t。

1.3 设备拆卸前准备

拆卸前，要确保设备处于断电状态，即将20kV的高压线及所有外接电源线断电卸载；拆卸前，必须对高压管路、蓄能器等存在压力的零部件进行提前泄压；拆卸前，必须对要拆卸后存在安全隐患的零部件提前进行支撑固定；拆卸前，必须对相对运动的零部件进行固定；拆卸前，作业人员必须遵守公司的安全操作规程，戴安全帽，穿工作服、劳保鞋，登高作业时系安全带；拆卸前，各运动部件必须恢复至初始位置；拆卸前，必须确保起吊设备正常可靠运行，拆卸过程中须确认吊点承载能力是否达到承载要求[2]。

2 设备拆机工序流程

敞开式TBM正常拆机工序流程从后至前，先后配套再主机，如图1所示：

敞开式TBM快速拆卸工序流程从前至后，先主机再后配套，如图2所示，优先发运主驱动、主梁二超重件，压缩发运周期7天以上。

3 设备快速拆卸

3.1 刀盘拆卸

刀盘拆卸采用整体吊装方式，使用150+100T以上行车整体翻身后放平，拆卸刀盘与主驱动之间的连接双头螺柱（包括螺母、保护套），拆卸刀盘上边块与下边块之间的连接螺栓。

3.2 护盾拆卸

首先拆卸接渣斗及主机皮带机，然后使用50+50T以上行车、整体吊装拆卸左右搭接护盾和顶护盾，最后依次吊装拆卸左侧护盾、右侧护盾，保留底护盾，待主驱动拆卸后吊出。

3.3 主驱动拆卸

敞开式TBM快速拆卸的关键在于打破改进常规拆卸工序流程，从前至后、优先拆卸主机系统，确保主驱动、主梁二超重件尽快物流运输，压缩整机运输周期，确保客户工地需求。

主驱动与底护盾通过法兰面螺栓连接，主梁一与主驱动通过法兰面螺栓连接，但结合面有台阶，导致主驱动无法正常吊装拆出，按常规拆卸流程只能从后至前，从后配套至主机系统依次拆卸。如图3所示，通过大胆设想、科学计算、精心组织，首先将底护盾与盾体支撑焊接连为一体、主梁二下增设2组台车支撑加固（原有1组台车支撑），然后盾体支撑左右侧边钢板上焊接矩形钢管（导向作用）并于前侧四周涂抹黄油脂减小摩擦阻力、底护盾后钢板上焊接3组筋板作为受力支撑，最后使用150T行车单钩起吊主驱动（140T）和底护盾（16T）合计重量70%-80%（受力110-125T之间），并使用3组50T千斤顶同步将主驱动顺着掘进机方向顶出200mm以上，完成后即可拆卸底护盾。

3.4 主梁一二和后支撑拆卸

首先将钢拱架安装器、锚杆钻机及其他附属结构分别采用吊点逐一拆除，再将推进油缸、左右撑靴分别采用吊点拆除，然后采用两台100T以上行车及钢丝绳依次拆卸（主梁二拆卸前，先将后支撑和连接桥做好临时加固），最后拆卸后支撑放平至地面。

3.5 连接桥、喷混桥拆卸

连接桥、喷混桥的拆卸遵循从前到后，先附属部件后主要部件的原则进行。拆卸流程：拆除风水电连接—拆除混凝土设备—拆除操作室—拆除工作平台—安装临时支撑—拆除连接桥/喷混桥—拆除临时支撑[3]。

3.6 后配套拆卸

拆除后配套时，先拆除各节后配套间的连接销，再用两台25T以上行车采用吊点拆卸放至地面，拆卸完成后再开始下一节的拆卸。后配套台车的拆卸采用先局部设备，后整体结构件，由上至下，拆卸原则是尽量保持构件完整。拆卸过程中台车错开摆放、方便解体打包，并将小的结构件集中装到专用木箱内，做好装箱清单。

4 电气系统拆卸

电气系统主要包括：主机控制系统、动力系统、钻机电气系统、喷混凝土电气系统、后配套独立设备动力系统。拆卸采用按系统拆除，主要是电缆及电柜的拆卸，拆除过程中做好标记。

电气设备的拆卸工作按设备属性可分为：电缆的拆卸、电器元件的拆卸、电器设备的拆卸。所有电缆必须在电缆终端拆解，不得采用机械切割等破坏性方式拆解。电气线路拆装要求有专业电工现场指导，确保接线柱及接头的完好，并对电缆接头进行包裹和防潮处理。拆除电缆应遵循方便二次接线的原则，方便拆机及拆机后的再装机。所有的电缆不得承受对其造成损害，影响使用的挤压、拉力。拆卸的电缆应布置在电缆桥架内，以免在运输过程中对电缆造成磨损、擦伤及破损[4]。

待接入电器设备的电缆和电器元件拆除后，再将整体电器设备拆除，拆除前电器柜内放适量的干燥剂、柜门锁好，电器设备及其防护装置必须固定牢固，做好标记，高度、左右宽度必须符合运输要求，防止拆机、运输和再装机过程中损坏。

5 液压流体系统拆卸

液压系统包括主机液压及润滑系统、钻机液压系统、喷混凝土液压系统，拆卸主要是管路、阀、泵站的拆除。根据拆卸流程需求，后配套台车上的液压系统首先进行拆除。液压系统拆卸前，尽量将油缸全部收回，以便液压油可返回至油箱。然后开始按照不同油路逐个拆除油管及控制阀，并进行标识。气、水系统拆卸在后配套拆卸时逐节进行拆卸。

在TBM管路系统中，为了保证系统中各元件的完整性、各元件的功能性及各元件的可重复使用，故在管路系统的拆卸中要进行合理的拆卸及适当的处理。具体拆卸及处理方法如下：

5.1 泵站拆卸及处理

①拆卸方法：在TBM设计中，液压泵站、润滑泵站和供水水泵站均为箱体、泵站和主阀站集成为一体的方式进行布置。在拆卸时，只需要将其与外部执行机构的连接软管断开，将箱体、泵站和主阀站进行整体拆卸。②处理方法：在泵站拆卸完后，为了保证其长时间存放不被锈蚀及系统内部不被污染。故采取以下处理措施：将箱体内部的油液及水全部取出并清理干净；外部清理干净，进行防锈处理（水箱内部需将水垢刮干净，并做防锈处理）；对电机和泵外表进行清理，并做防锈处理，并对电机进行注脂；对泵站内的阀块及管路进行清理，并做防锈处理；在断开泵站与外部执行机构连接管后，用堵头将泵站上各出油口进行封堵。

5.2 管路及阀块的拆卸及处理

①管路拆卸：在各系统中，管路的拆卸要将执行机构逐个拆卸，所有需要断开的液压管路连接处的两端均挂上相应的拆机标牌，拆机标牌应挂在容易找到的地方，且标识牌挂牢靠避免运输过程中脱落。流体管路除拖车与拖车之间完全是一对一直线连接的管路外，其他拆开的管路两端也应挂上标识牌，尤其是管路有交叉的地方。②阀块拆卸：在各系统中，除了安装在阀站内不用拆卸的阀块。对于处于执行机构附近的控制阀，在管路拆除后要及时用堵头将阀块上的各出油口封堵，并进行标记。③管路及阀块处理方法：在管路断开后，流体管路断开后，先将管路内部的水排尽，并用压缩空气吹干，然后再用塑料袋封堵扎紧，防止杂物进入管道，影响系统功能；液压管路、油脂管路断开后必须及时用堵头或者封板等将油口封堵完好，防止管路内部被污染；在阀块拆卸以后，先对外表进行清理，再用堵头将各油口封好，最后对外表进行防锈处理[5]。

6 排水防冻

冬季时节，若设备存放地区气温低于5摄氏度，调试时内循环系统按要求加注防冻液原液，外循环系统同时加注防冻液和水进行调试，水与防冻液的加注比例为 1:1。存放之前按照工艺文件要求，对主驱动减速机、电机、齿轮油冷却器系统、变频柜、配电柜、变压器、空压机、内循环水泵站及其他水冷部件进行排水作业。班组按盾构机排水点检表要求进行自检和确认，质量部按要求进行专检和记录。

7 包装

7.1 机械部件

无精密配合要求的外露机加面采取相应防腐处理后，应采用复合防锈拉伸膜和透明胶带的方式进行包装；有精密配合要求或防碰撞要求的机加面采取相应防腐处理后，应采用复合气相防锈保护膜和缠绕膜进行包裹，打包带或透明胶带进行捆扎固定；涂层防锈能力弱的零件，如销轴、发黑螺栓、调运系统齿条，如不拆机则不做特别包装处理，如拆机应采用复合气相防锈保护膜和拉伸膜进行包裹后装箱；无配合要求的轴孔，如拖车间拉杆轴孔、外露螺纹孔，防腐处理即可，不做特别包装处理；刀盘、盾体、主驱动、托梁、拼装机、螺旋机，应整体遮盖防雨布，并用防护网收拢后打包带捆扎。

7.2 电气部件

拆卸的小电气元件干燥处理后，应用自封袋进行密封包装或采用原厂包装后入箱发运，如传感器、摄像头、接近开关、行程开关等；端子盒、操作箱、照明灯具等电气件干燥处理后，应用复合防锈拉伸膜、防雨布包裹防护，随车或按就近原则捆扎在拖车框架内发运。如无合适捆扎空间，则入箱发运；拆卸装箱的电机，应将电机用打包带捆扎固定在木箱底部托盘上，再在电机四周采取物理限位措施，防止电机发货时与木箱相对震动；导向系统（激光靶、电台、全站仪等）和遥控器等需打包装箱发运；电控柜、变频柜、变压器、控制室等中大型箱体电缆拆除后，应用专用堵头进行封堵，内部放置干燥剂，锁门后采用防雨布和打包带捆扎包装发运；断开的普通电缆接头，应用缠绕膜包裹严实后胶带束紧封口；高压电缆接头应用缠绕膜包裹严实后，再用气相防锈保护膜和防雨布包裹；上卷盘的电缆，应用扎带两两相连后用缠绕膜包裹接头，盘卷完成后整体用防雨布罩盖卷盘，捆扎牢靠；易损电气件，如裸露的传感器、行程开关、感应开关等，应用复合气相保护膜缠绕包裹。

7.3 液压流体部件

管路拆解前，应先在两端制作成对标识牌，再用专用堵头封堵拆卸口两端；马达、泵、减速机、空压机、压力表、温度表、液压油箱顶部呼吸器、球阀、滤清器、压力表、流量计、黑猫泵、压力容器元件等应采用防雨布包裹，开口朝下；油缸活塞杆先缩回到位后将杆头部分，应使用防雨布包裹。

8 结语

敞开式TBM快速拆卸技术，解决了客户工地需求紧急，优先发运主驱动、主梁二等超重件实际问题，可压缩整机发运周期7天以上，也可推广应用于敞开式TBM整机架立状态下主驱动拆出后检修。

在敞开式TBM拆卸时，多为大件吊装、登高临边等重大安全隐患作业，必须加强排查安全隐患和安全防护工作，在拆机前做好详细的拆卸和运输计划，防止计划不周密导致拆卸周期较长，耗费大量的人力和物力。拆卸过程中，在不发生冲突的前提下，可以根据客户需求和现场条件灵活调整，多时段、多工种、多部件穿插进行，提高拆卸作业速度，压缩拆机发运周期。