封闭空间内盾构机井下解体施工技术论文_邹祺

上海隧道工程有限公司盾构分公司 上海 200120

摘要:随着城市轨道交通建设的不断发展,同站换乘多条线路的情况越来越多,如何在已建成车站内拆解盾构成了新的难题。本文以上海13号线武宁路站—长寿路站区间建设为例,详细介绍了封闭空间内盾构机井下解体施工的难点和关键技术。

关键词:封闭空间;盾构机;井下解体

1 工程概述

1.1工程简介

上海轨道交通 13 号线武宁路站—长寿路站区间隧道,盾构机出武宁路站后沿长寿路东行,基本呈东西走向,途径安远路、胶州路后,进入长寿路站。长寿路站为上海轨道交通 13 号线与 7 号线换乘站,两条线相互垂直相交,其中 13 号线位于 7号线上部,且 13 号线西端头井分别与 7 号线站台层、设备层相互连通(见图1)。由于 13 号线西端头井与 7号线车站一起建成,顶板路面已交付社会,盾构进洞后不具备起吊退场条件,因此需要在井下将盾构机本体分块解体,并通过电机车下将各部件驳运至始发井(武宁路站)平移吊出。

图1接收井车站剖面图及地面情况

1.2 盾构机主要外形部件尺寸和重量

表1盾构大件分割拆卸部件清单

1.3 施工重难点

(1)本体拆解难度大:通常情况下盾构机进洞后从接收井直接拆卸吊运,本工程由于接收井结构限制等因素,不能直接实施整体吊装,而需要先在井下狭小空间内进行解体拆卸,吊装工作主要靠手动葫芦,特别是此次拆卸为了保护驱动装置完整性,驱动装置需整体拆卸,吊装点的布置对拆卸带来了很大难度。

(2)部件运输难度大:盾构机所有部件解体拆卸后,需通过电机车将盾构机各个部件驳运至始发井进行平移吊装,这一运输过程中,特别是车架及驱动的运输,必须保证固定措施,防止部件的滑落。

(3)施工安全要求高:既有建成运营车站作为特殊的公共场所,结构之间相互连通,施工区域一旦出现异味、烟雾泄露甚至火情,都将造成恶劣的社会影响。与盾构组装不同,盾构解体涉及大量的焊接、气割等动火施工,因此,消防安全是本次施工的管控重点。

(4)工期要求紧:常规工期30天,而现在业主要求工期为25天,由于盾构机需要在井下进行整体分解,吊装工作主要靠手动葫芦,工作量大,需要投入大量人工,工期非常紧。

2 施工准备

2.1 机械设备和材料配置

表2 设备材料清单

2.2 盾构机拆卸施工流程

图2 施工工艺流程图

3 施工工艺

3.1 盾构机解体工艺

(1)落实盾构机拆卸前期准备工作,并焊接盾构机解体所需要的吊点。同时做好盾构机内部的清理,特别对油类的清除,以确保解体时的安全。同时,在隧道口铺设45米长的车架轨道,便于车架临时停放。

(2)将刀盘分成8块,先将底部刀盘部分割离,然后松开刀盘固定螺栓使该部分脱落,临时搁置于井下。之后转动刀盘,将其余7块轮流转至底部进行割离,并搁置于井下。中心回转节部分将随最后一部分刀盘一起分解脱落。(如图3)

图3 刀盘分割拆除

(3)在停电前,将拼装机等设备部件停止在必要位置,然后拆去盾构机头与车架及车架间的连接电缆及油管水管等,油管用闷头闷好,并将所有油箱中的各类油放尽。同时第二次清理盾构机内部,特别对油类的清除,以便在今后焊接切割等工作时确保安全。

(4)利用电机车,逐节将车架拉至始发井井口,放置于预先铺设的轨道上,并依次平移吊装出井。车架运输过程中注意将车架固定后,电机车再缓慢进行行驶,避免出现车架滑落或电机车出轨现象。

(5)利用之前在B环、隧道内布置的管片吊点,用手动葫芦牵引,拆去盾构机头与车架的连接部件(单双梁、牵引梁、走道梁、皮带输送机等),将拆下的部件固定于平板车上运送至始发井吊装。

(6)利用隧道内管片吊点分解皮带机,将皮带机放置于平板车上运送至始发井吊装。

(7)利用B环、隧道内管片吊点,用手动葫芦牵引,分别拆卸拼装小平台和左右平台,将拆下的部件固定于平板车上运送至始发井吊

(8)利用B环、隧道内管片吊点,用手动葫芦牵引起吊螺旋机,将螺旋机慢慢拉出洞口后,搁置在平板车上固定并运送至始发井平移吊装。(如图4)

(9)利用C环内吊点,用手动葫芦牵引悬挂,拆卸拼装机导轮和拼装机,利用管片内吊点将拼装机翻转,盘体朝下平放于平板车固定架上,运送至始发井平移吊装。(如图5)

图4 拆除螺旋机

图5 拆除拼装机

(10)利用B环内的吊点,用手动葫芦牵引悬挂,分别拆解本体内的各系统管路,并进行第三次盾构机内部的清理工作,特别对油类的清除、放清所有润滑油等,以便在今后焊接切割等工作时确保安全。

(11)利用B环内吊点,用手动葫芦牵引固定好后拆卸人行闸,放在平板车上运送至始发井吊装。

(12)利用B环内吊点,用手动葫芦牵引分别悬挂住B环内圈的筋板及立柱与横梁进行分解切割,然后放置于平板车上运送至始发井吊装。

(13)利用A环、B环内的吊点,分解中心回转部分,使驱动装置中心打通,便于后续拆卸工作的展开。

(14)在传力环(俗称牛腿)上加装4个吊环用于起吊,然后再利用A环内的吊点,用葫芦分别分点牵引悬挂住刀盘驱动装置的传力环,将传力环顶离向前分离,并将拆下的传力环搁置。

(15)利用A环B环内的吊点,用葫芦将驱动箱体环环抱住,用割刀对于驱动箱体周边进行环形割除分离与A环连接,在割除过程中尽量保证驱动主受力环底部的水平,然后慢慢放置于平板车上。底部用电焊焊烧,两边用葫芦固定后运送至始发井平移吊装。

图6 拆除驱动箱体

(16)在B环上焊接吊耳,利用井口上的吊点,用手动葫芦牵引悬挂住B环需切割部分,平均分割为8块,按顺序分别吊运,每块最重不超过6吨,放置于平板车上运送至始发井吊装。如图7。

(17)在A环上焊接吊耳,利用井口上的吊点,用手动葫芦牵引悬挂住A环需切割部分,平均分割为8块,按顺序分别吊运,每块最重不超过6吨,放置于平板车上运送至始发井吊装。如图8。

(18)在平板车上焊接固定架,依次将拆卸下的刀盘、传力环等部件放置在固定架上,并将该部件高度提升至隧道内可通行位置,运送至始发井吊装。

图7 B环分割拆除

图8 A环分割拆除

3.2 平移工艺

(1)将预先制作好的平移支架放入井内。

(2)将平移支架平移至隧道轴线位置,支架底部轮子与底下平移轨道钢板固定防止支架滑动,从隧道内铺设电瓶车轨道至平移支架至月台内。

(3)拆除的走道粱及散件置于平板车上,将走道粱及散件用电瓶车运至预留孔吊装上井。(需平移的部件为5节车架、拼装机、螺旋机、驱动)

(4)用电瓶车依次将5~1节的车架拉到平移支架上,平板车底部做好保险措施,断开电瓶车和平板车的连接,平移车架平移后车架吊装上井。

(以车架为例)

图9 车架平移示意图

4 总结

目前两台盾构都已经安全拆卸完毕并运回基地。随着全国轨道交通建设进入快车道,类似的换乘车站将越来越多,在封闭空间内进行地铁盾构拆卸,既可以正常的进行隧道施工,又不对周边的已建道路和车站造成影响,为今后的车站设计提供了更多的选择,也对以后同类型施工具有一定借鉴意义。

参考文献:

[1]丁志诚,杨启本.超大直径盾构机进洞后掉头及平移方法[J].城市道桥与防洪,2007(9):68-73.

[2]上海隧道工程股份有限公司.软土地下工程施工技术编写组.软土地下工程施工技术[M].上海:华东理工大学出版社,2007:5.

[3]朱伟,陈仁俊.盾构隧道施工技术现状及展望(第1讲)―盾构隧道基本原理及在我国的使用情况[J].岩土工程界,2001,4(11).

[4]田贵州.盾构隧道工程始发技术[J].山西建筑,2009,9(27).

论文作者:邹祺

论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期

论文发表时间:2018/8/15

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