摘要：某深层排水隧道工程位处于城市中心，征地拆迁难度大，施工场地非常狭小。区间隧道采用盾构法施工，隧道埋深约为40m，盾构到达井为圆形竖井，直径为8.5m，深度达到41m。盾构到达端与到达井间采用矿山法隧道连接，盾构机需要在矿山法隧道中平移、解体，然后在圆井中吊出。
关键词：土压盾构；平移；解体；吊出
一、工程概况
某深层隧道排水系统工程采用φ6280盾构机进行施工，盾构吊出小圆井直径只有8.5m，深达41m，盾构到达端墙至小圆井中心这一段是22.5m的矿山法暗挖隧道，暗挖隧道高8.1m、宽10.04m，上部无任何吊点，φ6280盾构机解体吊出难度极大，尤其尺寸1.3m x1.25m x 13m、重达25t的螺旋机拆解工作无法施展。为解决盾构机吊出的问题，经过前期多次的方案论证、比选，最终确定通过在暗挖隧道底板上部铺设钢板，同时盾构机托架下部焊接钢板，在两层钢板之间涂抹黄油，利用液压千斤顶平移盾构机；在狭小的矿山法隧道内搭设钢桁架结构作为吊点拆解螺旋机；盾构机托架平移到位后，继续平移盾构机至设计位置，通过模拟计算，利用净空直径8.5m的小圆井进行盾构机吊出；盾构机的后配套台车和螺旋机从已成型的盾构隧道中拉回始发井吊出。
二、技术路线
通过铺设钢板、涂抹黄油、搭设钢桁架结构作为吊耳拆解螺旋机、使用液压千斤顶平移盾构机、利用成型盾构隧道拉回后配套台车和螺旋机等方面进行。主要技术要求如下：
（1）暗挖隧道底板上部铺设钢板，同时盾构机托架下部焊接钢板，在两层钢板之间涂抹黄油，利用液压千斤顶平移盾构机；
（2）在狭小空间暗挖隧道内搭设钢桁架结构作为吊点拆解螺旋机；
（3）盾构机托架平移到位后，继续平移盾构机至设计位置，通过模拟计算，利用净空直径8.5m的小圆井进行盾构机吊出
（4）盾构机的后配套台车和螺旋机从已成型的盾构隧道中拉回始发井吊出。
三、盾构机平移
盾构到达端墙至小圆井中心这一段是22.5m的矿山法暗挖隧道，小圆井直径只有8.5m，需要将重达260t的φ6280盾构机整体平移至小圆井中心，方能进行盾构机吊出。
图1 吊出井平面图
针对如何将重达260t的盾构机整体平移至小圆井中心问题，提出以下措施：
（1）暗挖隧道底部铺设2公分厚的钢板并与预埋钢板焊接成整体
马蹄形暗挖隧道底部回填素混凝土至设计标高并预埋好40cm
x40cm的2公分厚的钢板，测量回收每一块预埋钢板的中心坐标。然后在素混凝土上铺设2公分厚的钢板，在2公分厚的钢板上测量放出预埋钢板的中心坐标，通过氧气乙炔割枪割出40 cm x 40 cm预埋钢板的位置，在该位置回填钢板条，将2公分厚的钢板与预埋钢板焊接成整体。
（2）在2公分厚的钢板上涂抹黄油后，铺3公分厚的钢板
2公分厚的钢板与预埋钢板焊接成整体后，涂抹黄油，然后在2公分厚的钢板上、在即将放托架接收盾构机的位置铺设两块3公分厚2m x10m的钢板，两块3公分厚的钢板焊接成整体。
（3）在3公分钢板上安放接收托架，3公分钢板与接收托架焊接成整体
两块3公分厚的钢板焊接成整体后，在3公分钢板上安放接收托架，3公分钢板与接收托架焊接成整体。
四、螺旋机拆解
本工程中，盾构机螺旋机尺寸约1.3m x1.25m x 13m，重达24t，然而高8.1、宽10.02m的暗挖隧道内没有任何吊点，无法开展对螺旋机拆解工作。螺旋机不拆解，盾构机就无法完成接下来的前盾、中盾、后盾以及拼装机的拆解和吊出工作。为解决盾构机尽快完成拆解吊出的问题。采用以下措施：
（1）盾构机前移使得螺旋机尾部距离洞门至少4.5m以上的位置，预留出拆解螺旋机的位置。
（2）利用盾构机中的盾尾、拼装机的行走梁，以及铺设在暗挖隧道底部的2公分厚钢板，搭设尺寸约为长4m、宽1.5m、高6.7m的钢桁架结构。钢桁架结构中主要受力部位采用的是250H钢、非主要受力部位采用的是200H钢。在钢桁架结构上部制作两个吊耳。
图7 螺旋机拆解
五、盾构机吊出施工
盾构机托架前移至设计位置后，φ6280盾构机逐步分解为φ6280x高1.3m的刀盘、φ6250x高1.7m的前盾、φ6240x高3.44m的中盾、φ6230x高3.7m的盾尾。通过模拟计算，利用净空直径8.5m的小圆井进行盾构机吊出：
刀盘直径6280mm，高1.3m，重量50t。托架前移至设计位置后，刀盘前端面距离小圆井洞口约3m，先对刀盘进行出井吊装。
前盾直径6280mm，高1.7m，重量92t。刀盘吊出后，继续利用液压千斤顶前移托架，使得前盾前端距离小圆井洞口约3.5m后，对前盾进行出井吊装。
中盾直径6280mm，高3.44m，重量88t。前盾吊出后，继续利用液压千斤顶顶推托架，使得托架前移至设计位置后，在托架两侧轨道的外侧上焊铁码，利用液压千斤顶前移剩下的盾体，使得中盾前端距离小圆井洞口约5m后，对前盾进行吊出。
由于小圆井只有8.5m，现场空间无法满足常规的盾构吊出。通过模拟计算，采用将拆解后拼装机坐落在盾尾的施工措施来完成盾构吊出。
在中盾和盾尾分开前，在盾尾顶部焊吊点挂四个10t葫芦对拼装机进行拆解，拆解完成后将拼装机坐落在盾尾内并加支撑固定。随即可对中盾和盾尾进行分解，吊出中盾。
盾尾直径6280mm，高4.05m，重量30t。拼装机长5m，宽4.2m，高4m，重量25t。中盾吊出后，在托架两侧轨道的外侧上焊铁码，利用液压千斤顶前移盾尾，使得盾尾前端距离小圆井洞口约5m后，对盾尾和拼装机一起进行吊出。
六、台车及螺旋机吊出
受狭小的吊出空间限制，尺寸为1.3m x1.25m x 13m的螺旋机和最后配套台车均无法从小圆井吊出。经过多次讨论、方案比选，决定利用已成型的盾构隧道拉回螺旋机和台车：
（1）后配套台车分解
盾构机完全出洞后，盾构机与后配套台车的连接拆除，桥架前端和中部用H钢支撑落在两个平板上，分解成独立的台车。已成型的盾构隧道长1316m，拉台车分14次，铺好一段台车轨道后，就利用第二台电瓶车按顺序进行拉台车。
图9 螺旋机拉回始发井
（3）拉台车时管片上的PVC板的保护措施
本工程为污水工程，隧道考虑结构防腐，管片内防腐采用预埋带T型条的2.0mm PVC材料。而台车与管片内最小距离只有5公分、台车偏重、隧道最小半径只有300m，台车后退拉回始发井吊出的过程中易破坏PVC板。因此采取的一些措施：①在台车与管片内最小距离处安装万向轮 ②增加配重，减轻台车偏重程度 ③台车分节单独拉以便观察，过转弯时，放慢速度，出现刮蹭PVC板现象时立即停止处理后方可继续。
七、结语
土压盾构机在小空间内平移、解体、吊出方法适用于城市中狭小空间的土压盾构施工，能够避免盾构征地面积大的难点，节约了施工工期，提高了盾构施工效率，降低了施工成本，同时工艺简单，可操作性强，提高了盾构施工安全。同时顺应了城市地下工程的发展趋势，为城市中狭小场地土压盾构施工提供高效的施工工艺和技术，有效地解决了在城市中狭小场地土压盾构施工所遇到的几个主要问题，能创造更大的社会效益和经济效益。
参考文献
[1]王吉云等，15.43m超大直径盾构整体平移及调头施工技术 [J] 《施工技术》 2014.6
[2]丁志诚等，超大直径盾构机进洞后原位调头及平移方法 [J] 《城市道桥与防洪》 2007，9
论文作者:李学科
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年18期
论文发表时间:2019/12/10
标签：盾构论文; 钢板论文; 小圆论文; 台车论文; 隧道论文; 托架论文; 螺旋论文; 《建筑学研究前沿》2019年18期论文;