1.3　研究现状

在盾构项目施工中，盾构拆解总体遵循先易后难，先小后大，由后往前、由上而下、由内而外的顺序，先断开各路管线、拆除各部件连接，然后按照拖车——连接桥——管片拼装机——悬臂梁——米字梁——主轴承——中盾——前盾——刀盘的顺序，逐一拆解。

对于盾构拆解技术，有少数学者进行了初步的研究，且研究多集中于拆卸扩大硐室的方案和拆卸施工方案等方面。对于拆解影响区管片纵向卸荷特性及受力状况和盾构拆解结构形式的研究尚未见报道。

目前国内外盾构拆解一般有三种成熟模式：一是城市轨道交通工程常用的依靠盾构接收井进行盾构拆解施工；二是隧道掘进完成后在硐外进行盾构顺序拆解；三是在预先开挖的扩大硐室内，依靠大型吊装设备实施拆解。以下是盾构拆解的三个典型案例。

1.广深港客专狮子洋隧道大直径泥水平衡盾构硐内解体

狮子洋隧道为广深港高速铁路的控制性工程，采用4台ф11.182m泥水加压平衡式盾构施工，中铁隧道集团施工出口段，采用2台由德国维尔特集团属下的NFM Technologies公司开发研制的膨润土—气垫式泥水盾构向进口施工。在假设进出口端4台盾构掘进速度基本相当的情况下，原计划对接位置选择在DK38+250～DK38+099.2段海底，但由于出口端泥水盾构施工速度快，对接位置进行了更改，在出口端泥水盾构到达新的对接位置后即解体拆机，然后运出硐外。

狮子洋隧道大型泥水盾构主要由刀盘、前盾体、中盾体、尾盾体，盾体内设备及G0、G1、G2三节后配套拖车组成。盾体部分总长12.43m，后配套拖车部分总长48m，整机最重约1600t。前盾体和中盾体采用双层设计（外层厚度4cm），考虑了两层独立的内外盾壳，尾盾采用单层设计，在外壳的保护下，所有内部钢结构和部件都可拆卸，并运到地面上。盾构对接后将前盾体和中盾体内层解体拆卸，外层不拆除，永久留存于隧道中，在拆机时起到支撑保护和安装吊点的作用。如图1-1所示。

（1）拆卸前准备工作

①盾构对接处满足拆卸的土建技术要求。

②管片加固：为防止拆机时因管片无推进油缸推压引起管片环向及纵向松动，造成管片环、纵缝漏水。盾构到达对接位置后，立即进行管片加固。管片加固方式为对到达段最后20环用I14槽钢将管片沿隧道纵向拉紧，同时用H20型钢拱架支撑后10环管片，防止其纵环向松动变形。在最后一环拼装管片向掘进方向一侧端面与盾壳之间焊接d40mm钢板，最后一环管片封顶块处焊接1道，其他7块管片每块焊接3道。

③后30环管片壁后补充注浆，紧固纵、环向螺栓，连接互锁。

④盾壳外和盾尾刷处管片注浆填充，使盾壳与围岩结为一体。

（2）盾构解体拆卸流程

总体遵循先易后难，先小后大，由后往前、由上而下、由内而外的顺序，先断开各路管线、拆除各部件连接，然后按照G2拖车——G1拖车——G0拖车——管片拼装机——悬臂梁——米字梁——主轴承——中盾体——前盾阵——刀盘的顺序，逐一拆除。

盾构后配套拆运采用整体拆运、局部拆除或内移的方式拆运出硐。后配套拖车拆除时，在拖车顶部管片上安装2排吊轨和10t手拉葫芦，用于拖车上设备和车架的拆卸。在尾盾顶部安装2道平行吊轨，每条轨道安装2个20t可移动葫芦（滑车和葫芦组合），同时将管片顶部安装的拆卸拖车设备的可移动葫芦更换为20t。分别拆除管片拼装机、悬臂梁左右部、米字梁，利用葫芦和吊轨将其吊至运输车上运出。盾构主机及刀盘采用分块拆运，运输方式采用汽车平板运输。盾构部件、设备吊装主要采用在盾壳焊接及管片螺栓上安装吊耳、吊梁，个别部件并利用液压千斤顶辅助拆卸、吊装。

2.新疆涝坝湾煤矿副平硐工程

该工程位于新疆乌鲁木齐市西郊玛纳斯地区，属于中铁二十四局新疆涝坝湾煤矿副平硐工程项目经理部。盾构机直径ф6.28m，刀盘采用液压驱动，是铁建重工生产制造的产品，编号DZ028。该盾构机2011年制造，2012年完成安装调试后开始掘进，到2015年3月已经掘进5.8km，因为遇到煤层，为了防止发生瓦斯爆炸而停止掘进，在硐内原位拆解。该方案由于盾构是不可拆解的整体结构，刀盘和盾体无法完整拆出来，采取了破坏性拆解手段，用火焰切割后留在硐内。主轴承、主驱动等其余部件完好拆解运出硐外。涝坝湾煤矿副平硐工程盾构拆解出来的刀盘和台车部件如图1-2所示。

3.大伙房水库输水隧硐项目隧道掘进机（TBM）拆解

大伙房水库输水隧硐项目，隧硐全长85km，采用3台TBM施工，2003年6月开工，2009年TBM陆续完成掘进及设备拆解。由于无法在硐外进行TBM组装及拆卸，通过分析论证并结合TBM设备的特点，合理确定了在地下开挖扩大组装硐室，根据TBM的大件尺寸，确定TBM运输支硐的断面以及硐内吊装和运输方案，在国内首次实现了TBM的地下硐室组装和拆解。通过设置中间支硐，对TBM进行中间检修来提高TBM长距离掘进的可靠性，并提出TBM中间转场方案，为单台TBM连续掘进20km奠定了基础。这项技术后来成功应用在西秦岭隧道贯通后成功实现TBM硐内拆卸。

综上所述，不依靠附属构筑物实施硐内原位拆解的盾构项目，国内仅有广深港高铁狮子洋隧道的成功范例。然而由于狮子洋隧道采用的是盾构水平硐内拆解的作业方式，与煤矿斜井倾斜状态下实施无扩大硐室的原位拆解，有很大区别。此外，煤矿斜井扩大硐室盾构拆解具有软岩埋深大、地质条件复杂、开挖扩大硐室的成本高等特点，增加了盾构机地下拆解施工难度和工程成本，安全风险高，需进行有针对性的研究。因此，应用盾构法建设煤矿长距离连续下坡斜井，必须开展盾构地下拆解施工技术研究。