雙護(hù)盾TBM城區(qū)轉(zhuǎn)場施工應(yīng)用分析

肖利星

摘要：由于雙護(hù)盾TBM質(zhì)量重、部件多，拆除工作量大，轉(zhuǎn)場施工工序繁多，特別是在城區(qū)繁華地段轉(zhuǎn)場施工，路面人流、車流大，構(gòu)建筑物多，轉(zhuǎn)場前需要協(xié)調(diào)與準(zhǔn)備工作量復(fù)雜，因此，精心組織能實(shí)現(xiàn)雙護(hù)盾TBM安全快速轉(zhuǎn)場。

關(guān)鍵詞：雙護(hù)盾TBM；城區(qū)轉(zhuǎn)場；安全

引言

雙護(hù)盾TBM可通過硬巖、軟硬巖結(jié)合帶、軟巖、斷層及破碎帶等地層地質(zhì)條件施工，一般在山嶺隧道使用，青島首次實(shí)現(xiàn)城區(qū)應(yīng)用，根據(jù)青島地鐵2號線一標(biāo)區(qū)域地質(zhì)資料，地層巖性基本為花崗巖，區(qū)間大部分段落穿中、微花崗巖，部分風(fēng)化段落穿花崗巖強(qiáng)風(fēng)化帶，富水性貧乏，采用雙護(hù)盾TBM施工。

雙護(hù)盾TBM城區(qū)轉(zhuǎn)場是一項(xiàng)系統(tǒng)的工程，包含城市占道、交通調(diào)流、地面加固以及TBM接收、吊拆、吊裝、調(diào)試、始發(fā)掘進(jìn)等一系列工作。本次2臺雙護(hù)盾TBM同時在泰山路站轉(zhuǎn)場，施工前各方面準(zhǔn)備充分與施工中精細(xì)組織是實(shí)現(xiàn)雙護(hù)盾TBM轉(zhuǎn)場快速、安全、順利轉(zhuǎn)場的保證。

1、工程概況

青島市地鐵2號線一期工程土建一標(biāo)工程地處青島市市北區(qū)。起于泰山路，線路沿遼寧路、臺東一路經(jīng)海信立交橋后拐向延安三路南下，到五四廣場站止。區(qū)間隧道主要采用兩臺DSUC型雙護(hù)盾TBM（直徑6.30m）施工。

3#、4#TBM從嘉里植物油廠場地內(nèi)的始發(fā)井始發(fā)，分別向泰山路站方向掘進(jìn)，TBM在泰山路站內(nèi)完成吊出后，轉(zhuǎn)場至嘉里植物油廠TBM始發(fā)井進(jìn)行二次始發(fā)，向五四廣場方向掘進(jìn)。

2、雙護(hù)盾TBM泰山路站接收準(zhǔn)備

2.1、泰山路吊拆場地準(zhǔn)備

根據(jù)設(shè)計院提供的吊拆場地地質(zhì)資料，經(jīng)實(shí)地調(diào)查，泰山路站周邊場地，地下管線較多。吊拆前將500T吊車擺放位置后端鋪設(shè)2塊30mm厚鋼板，吊車支腿處墊基箱。吊車擺放位置拆除吊裝范圍內(nèi)圍擋、門柱，辦理泰山路站車輛調(diào)流手續(xù)，采用臨時圍擋占路，加高公交車電車線。

2.2、雙護(hù)盾TBM焊縫刨除工作井布置

由于TBM前盾與伸縮外盾、支撐盾與盾尾之間需要焊接，則在進(jìn)行拆解時，也需要將焊縫刨除，為方便施工，需要在泰山路車站底板預(yù)留刨除焊縫所需的作業(yè)井，井尺寸為4.2m×1.5m。泰山路車站底板平面布置見圖4所示。

2.3、雙護(hù)盾TBM平移鋼軌及接收基座布置

為接收TBM主機(jī)并對TBM主機(jī)進(jìn)行平移，需要在泰山路站底板鋪設(shè)鋼軌并將始發(fā)基座安裝于鋼軌上方，滿鋪軌道于車站吊出井底部。

2.4、雙護(hù)盾TBM出洞導(dǎo)軌安裝

2.5.2、到站導(dǎo)軌的安裝

隧道貫通后、TBM刀盤露出洞口后，清除洞口碴土，根據(jù)刀盤與接收基座之間的距離與高差情況，安設(shè)TBM到站接收導(dǎo)軌。曲線地段，接收導(dǎo)臺應(yīng)根據(jù)曲線在該位置的切線方向進(jìn)行定位；導(dǎo)臺施工完后，應(yīng)進(jìn)行導(dǎo)臺檢查幾何尺寸、軸線、高程、混凝土質(zhì)量等，并認(rèn)真進(jìn)行導(dǎo)軌測量。

在TBM到站前，要完成區(qū)間隧道貫通前的控制點(diǎn)測量與復(fù)測、測量誤差調(diào)整；預(yù)留洞口巖壁的處理或加固；以及必要的洞門處理。

2.6、到站掘進(jìn)控制

2.6.1、TBM到站掘進(jìn)參數(shù)控制

（1）TBM刀盤距貫通面10m時，TBM操控手應(yīng)注意嚴(yán)格控制好TBM掘進(jìn)姿態(tài)，按照低速度、小推力的原則，嚴(yán)禁進(jìn)行大幅度的糾偏動作，以保證TBM機(jī)能夠平緩到達(dá)，根據(jù)圍巖地質(zhì)情況適時調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)，推進(jìn)速度控制在5～10mm左右；

（2）TBM機(jī)到達(dá)推進(jìn)安裝最后五環(huán)管片時要將管片的注漿孔也全部打穿，方便后續(xù)注漿；

（3）TBM機(jī)掘進(jìn)至盾尾平環(huán)板時，先不要急于脫開，要先對最后兩環(huán)管片進(jìn)行雙液注漿固結(jié)；

（5）TBM進(jìn)入到達(dá)段后，加強(qiáng)對貫通區(qū)域的周邊建筑物、地表沉降、凈空收斂等監(jiān)控量測，及時反饋信息以指導(dǎo)TBM機(jī)掘進(jìn)。

（6）當(dāng)TBM前體盾殼被推出洞門時，通過人工填塞速凝水泥砂漿將最后一環(huán)管片與洞壁的間隙填滿，以便后期二次注漿之用。

TBM刀盤距離貫通里程小于10米時，在掘進(jìn)過程中，要派專人負(fù)責(zé)時刻觀察出洞洞口的變化情況。如發(fā)現(xiàn)加固的混凝土有較大的震動時，立即通知主司機(jī)進(jìn)一步降低TBM推力、刀盤轉(zhuǎn)速以及推進(jìn)速度，避免由于刀盤前部巖體太薄，造成刀盤前部形成坍塌。

在到站階段要密切關(guān)注TBM推進(jìn)系統(tǒng)的推進(jìn)速度和推進(jìn)壓力以及掘進(jìn)出土情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)推力突然降低，碴土粒徑突然變大，推進(jìn)速度同時加大的情況時，必須立即停機(jī)。在對現(xiàn)場進(jìn)行確認(rèn)和檢查之后，再作出進(jìn)一步詳細(xì)的掘進(jìn)指令。

3 雙護(hù)盾TBM后配套轉(zhuǎn)場

由于TBM結(jié)構(gòu)部件多，吊拆場地有限，運(yùn)輸安排在夜間，因此，所有吊拆件應(yīng)與運(yùn)輸公司及生產(chǎn)廠家協(xié)調(diào)安排，根據(jù)吊拆順序安排配裝、發(fā)運(yùn)和停放安排，以防各吊拆部件在吊拆現(xiàn)場積壓。擬將雙護(hù)盾TBM后配套從洞內(nèi)回拖至TBM始發(fā)井，在始發(fā)井進(jìn)行后配套調(diào)頭后重新下井組裝。雙護(hù)盾TBM主機(jī)則從泰山路站吊出轉(zhuǎn)場地面運(yùn)輸至始發(fā)井。

3.1、后配套轉(zhuǎn)場準(zhǔn)備工作

車站接收井內(nèi)主機(jī)軌道、基座鋪設(shè)完成，主機(jī)已推至接收基座上。已施做的隧道內(nèi)走道板、風(fēng)水管、高壓電纜拆除。從管片安裝機(jī)連接部位拆除后配套連接橋。拆除管片安裝機(jī)與連接橋部位風(fēng)、水管線、電纜等。用阻車器將后配套拖車兩端車輪阻好。

3.2、后配套拖車拖回與吊裝

采用55T電瓶車將后配套拖車整體拖至泰利區(qū)間TBM始發(fā)井，采用豎井上55T門吊將后配套拖車分節(jié)掉頭，掉頭完畢后再連接。依次將10#拖車～1#拖車、連接橋掉頭吊裝連接。依此完成后配套臺車的吊裝工作。

3#、4#TBM拖車依次調(diào)頭完成下井后，連接拖車間連接銷、水管、氣管、油管、電纜及其他部件，為TBM主機(jī)吊裝做準(zhǔn)備。

4、雙護(hù)盾TBM主機(jī)轉(zhuǎn)場吊裝

根據(jù)工期，3#TBM和4#TBM將前后從泰山路站左右線接收，同時接收完畢后進(jìn)行TBM吊裝，因3#TBM主機(jī)需平移吊出，在保證吊裝安全前提下，最大限度減少吊車占道時間，擬計劃3#TBM吊裝前相關(guān)準(zhǔn)備工作與4#TBM同時進(jìn)行。同時，做好TBM始發(fā)井主機(jī)下井組裝準(zhǔn)備工作，TBM主機(jī)運(yùn)輸?shù)綀黾催M(jìn)行二次組裝。

4.1、雙護(hù)盾TBM主機(jī)拆機(jī)順序

4.2、吊拆3#TBM、4#TBM伸縮盾

TBM接收至基座，漏出伸縮盾縱向、環(huán)向焊縫后，焊接吊耳，刨開焊縫，采用100T吊車吊出，吊拆半徑為13m。當(dāng)伸縮盾上部分2塊吊出后，向前平移主機(jī)，拆除主機(jī)皮帶機(jī)至后部管片車上，從隧道內(nèi)拉至泰利區(qū)間始發(fā)井地面。

4.3、吊拆刀盤

待兩臺TBM伸縮盾、主機(jī)皮帶機(jī)吊拆完畢后，依次吊拆上半部分主推油缸、吊拆刀盤電機(jī)、吊拆下半部分主推油缸。

采用500T汽車吊單獨(dú)吊拆刀盤，吊拆半徑12m，用吊車吊住刀盤受力，拆除刀盤與前盾連接螺栓，螺栓、連接銷拆除完畢后，分離刀盤，待刀盤穩(wěn)定后，起吊刀盤至地面。

采用300T吊車配合刀盤翻身裝車，放松汽車吊、拆除吊具，完成刀盤的裝車。

4#TBM直接吊拆，3#TBM刀盤待4#TBM前盾吊裝完畢后，從右線平移至左線吊出，吊出方式與3#TBM刀盤相同。

4.4、吊拆前盾

在吊拆前盾前，500T吊車就位，吊裝鋼絲繩穿入吊耳，吊車保持一定受力，拆除前盾與伸縮盾底塊的連接螺栓、割除前盾兩側(cè)固定支撐等。

前盾的吊拆半徑為11m，500噸汽車吊在11米時的吊拆能力約140t，滿足吊拆需求。

用500T吊車單獨(dú)吊拆前盾，將前盾吊拆至指定地面位置；采用300T吊車配合前盾翻身裝車，放松汽車吊、拆除吊具，完成前盾的裝車。

4#TBM前盾直接吊拆，3#TBM刀盤待4#TBM前盾吊裝完畢后，從右線平移至左線吊出，待3#TBM刀盤吊出后，吊拆3#TBM前盾。

4.5、吊拆皮帶機(jī)、尾盾、管片拼裝機(jī)

前盾吊裝完畢后，拆除主機(jī)皮帶機(jī)與支撐盾連接部位，吊出皮帶機(jī)。向前平移3#TBM、4#TBM主機(jī)，保證尾盾、管片安裝機(jī)吊拆空間，尾盾分三塊刨開后，吊出上部兩塊，3#TBM、4#TBM尾盾分別從右線預(yù)留口、左線預(yù)留口吊出。

采用500T吊車吊拆管片安裝機(jī)，因空間受限，將拼裝機(jī)從支撐盾上拆除后，利用臨時支撐支撐，放置在洞口，不影響支撐盾吊裝。3#TBM、4#TBM安裝機(jī)吊拆同時進(jìn)行，分別放置在右線、左線洞門口。

4.6、吊拆支撐盾

4#TBM支撐盾直接吊拆，待4#TBM支撐盾吊裝完畢后，平移3#TBM支撐盾，平移完畢進(jìn)行3#TBM支撐盾吊裝，兩臺TBM支撐盾吊裝方式相同。

在吊拆支撐盾前，確認(rèn)支撐盾與基座已分開。

500T吊車和300T吊車就位，吊裝鋼絲繩分別穿入支撐盾兩側(cè)吊耳。

500T吊車的吊拆半徑為12m，300噸吊車的吊拆半徑為10m，最大吊重214.6T，滿足吊拆需求。

500t和300t汽車吊車通過旋轉(zhuǎn)、起落臂桿把支撐盾緩緩吊到地面指定位置，支撐盾兩側(cè)支墊方木，為下一步翻身準(zhǔn)備。

摘除500T和300T吊車鋼絲繩，500T吊車穿入支撐盾上部吊耳，300T吊車穿入支撐盾下部吊耳，保持500T采300T吊車配合支撐盾翻身裝車。支撐盾吊拆半徑、吊車擺放同前盾。

由于白天遼寧路及泰山路車流量眾多，無法運(yùn)輸，擬夜晚車少人少時段運(yùn)輸至TBM始發(fā)井。TBM支撐盾從泰山路站吊拆過程中，同步進(jìn)行TBM始發(fā)場地二次吊裝，整個轉(zhuǎn)場施工持續(xù)30天。轉(zhuǎn)場完畢后，即進(jìn)行TBM各系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)件的連接、調(diào)試。

5、結(jié)束語

本次2臺雙護(hù)盾TBM同時在泰山路站順利實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)場，總用時僅2個月，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一是施工前各方面準(zhǔn)備充分。提前與當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門溝通，做好占道及交通導(dǎo)改方案，通過新聞媒介提前進(jìn)行占道、交通導(dǎo)改宣傳，以免交通堵塞，引發(fā)誤解；施工前項(xiàng)目成立專門的交通疏導(dǎo)小組，幫助指揮交通。二是施工組織精細(xì)。TBM轉(zhuǎn)場前對方案進(jìn)行多次討論及專家論證，選擇吊裝、平移最優(yōu)的施工工法，對轉(zhuǎn)場施工人員進(jìn)行培訓(xùn)，使施工人員熟悉各工作流程及內(nèi)容。通過各方面精細(xì)配合，最終使本次TBM轉(zhuǎn)場快速、安全的完成。

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（作者單位：中鐵隧道集團(tuán)二處有限公司）