董 賓（上海隧道工程有限公司，上海 200137）

南京市軌道交通 5 號線工程 TA 02 標(biāo)右線盾構(gòu)前莊站-科寧路站區(qū)間全程 1 856.2 m，采用 1 臺復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機施工。每環(huán)管片分為 6 塊，3 塊標(biāo)準(zhǔn)管片，2 塊鄰接管片，一塊封頂管片，錯縫拼接。最小轉(zhuǎn)彎Φ350 m，最淺頂覆土只有 9 m，最大坡度 2.89%。工程由于受到空間限制，盾構(gòu)機的車架處于暗埋段與車站的內(nèi)襯砌墻有干涉，隨對車架臨時做右側(cè)主結(jié)構(gòu)單邊縮進 150 mm 的改制，主要通過對車架底部的車輪位置進行移位，保持原有的車架軌道鋪設(shè)位置?？s進右側(cè)單邊主結(jié)構(gòu)后，連接車架左右側(cè)主結(jié)構(gòu)的中間橫梁也需進行新制。與此同時車架的工作走道在始發(fā)井內(nèi)也需拆除，等車架完全進入隧道后逐一恢復(fù)。

隨著掘進的深入，當(dāng)所有的車架全部通過暗埋段，車架通過內(nèi)襯砌墻進入隧道后，須將車架內(nèi)開檔位置進行復(fù)原，替換新制改短的車架連接橫梁，安裝上原始的連接梁。相應(yīng)地隨著車架的前行，原先設(shè)計的皮帶機出土口位置可以滿足土箱起吊井口位置后，也需要將皮帶機出土口框后移至 5 號車架，恢復(fù)原先的設(shè)計出土。

1 車架再安裝的風(fēng)險點分析

此次盾構(gòu)停推位置正處公路下方，覆土 25 m 左右，車架的恢復(fù)過程需要為期 7 d 左右的工期，在此期間后配套推進系統(tǒng)將處于暫停狀態(tài)，其余系統(tǒng)均可隨時啟用與工作。

(1) 單側(cè)車架提升與平移時的風(fēng)險。由于車架的再安裝必須滿足一個條件，既所有后配套車架完全要進入隧道內(nèi)，按每節(jié)車架的設(shè)計單側(cè)自重為 130 kN。利用管片連接螺栓，前后 2 吊點作車架提升，但存在起吊高度空間上的限制，已經(jīng)不足以利用手拉葫蘆進行垂直牽引，而最關(guān)鍵的是用管片螺栓作吊點已經(jīng)超出了螺栓本身的許用強度。

(2) 車架傾覆與皮帶機臨時固定的風(fēng)險。對于再更換車架中間連接梁的時候，再安裝過程中需要將車架頂升至所需高度，此時車架左右結(jié)構(gòu)處于離散狀態(tài)，自立性差，主結(jié)構(gòu)有傾覆風(fēng)險。車架頂部的皮帶機因為其本身結(jié)構(gòu)的限制，無法拆解，必須將皮帶機進行原位懸掛固定，由于工作人員正處其下方，必須有足夠的安全系數(shù)。

(3) 車架的溜車風(fēng)險。施工過程中，由于車架呈左右分開狀態(tài)，同時車架與車架之間部分呈脫離狀態(tài)，盾構(gòu)掘進姿態(tài)有 2.95% 的下坡，后配套車架存在自行向前移動趨勢，對工作面產(chǎn)生了潛在的安全隱患。

(4) 刀盤被困風(fēng)險。在車架再安裝過程中，過長的停機可能會造成切屑刀盤被困風(fēng)險。

2 車架再安裝前采取的必要措施

2.1 刀盤正面土體的監(jiān)測

施工期間采取對地面的沉降監(jiān)測與盾構(gòu)正面土體保壓參數(shù)的監(jiān)測。盾構(gòu)設(shè)計之初在拼裝管片區(qū)域的電氣柜內(nèi)融合了刀盤正面土壓監(jiān)測畫面，可以實時動態(tài)地看到正面土體壓力。結(jié)合地面的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行比對，必要時采取防沉降措施[1]。

2.2 防沉降的措施

由于后配套頂進系統(tǒng)處于暫停狀態(tài)，一旦正面土體有失壓狀態(tài)，必須立即對開挖面進行壓注膨潤土。膨潤土以懸乳液的形式在施工前補給至鵬潤土箱，通過膨潤土系統(tǒng)注入到開挖倉，必要時可向盾殼外測注入[2]。

2.3 盾構(gòu)防后退措施

盾構(gòu)停推時，推進油缸與控制閥組均有可能存在內(nèi)泄漏，造成推進油缸回縮引起盾構(gòu)后退，而使開挖面土體松動造成地表沉陷。

盾構(gòu)停推時記錄每個區(qū)域的推進油缸行程，隨后制作相應(yīng)長度的臨時支座，將其放置并固定在 4 個行程油缸區(qū)域位置。

2.4 準(zhǔn)備足夠數(shù)量和排量的抽水泵

一旦工作井內(nèi)出現(xiàn)積水不僅影響盾構(gòu)安裝，還危害施工人員和盾構(gòu)的安全，須及時采取有效的排水措施。

2.5 單側(cè)車架提升與平移

使用葫蘆作為車架提升的方式已經(jīng)存在諸多弊端，故提出改用在車架底部用型鋼作支撐，支撐同時制作支撐腿，支撐在管片上確保支點的受力均勻與足夠強度。液壓千斤頂作頂升裝置，油缸頂升行程 60 mm。由于液壓油缸在使用過程中完全靠油封來實現(xiàn)有桿腔與無桿腔的阻隔，存在一定的泄漏風(fēng)險，因此制作了 4 件等高塊，當(dāng)頂升至所需高度后將事先準(zhǔn)備的等高塊墊入兩型鋼的分界面，起保險作用。使用管片螺栓作為葫蘆掛點，將左右車架進行側(cè)向的穩(wěn)固牽引，同時檢查葫蘆掛鉤的完好性與自鎖情況。

皮帶機將用葫蘆 4 吊點起高，采取在車架前后皮帶機下方鋪設(shè) 2 根方管作安全保護（圖1）。

圖1 車架頂升示意圖

2.6 車架防溜、平移措施

考慮到車架在安裝過程中有自行向前移動趨勢，采取對每節(jié)車架 4 個輪子用鐵質(zhì)契形塊進行防溜控制措施。

完成了上述提升與穩(wěn)固工作后進行右側(cè)車架的平移工作，平移時采用螺旋油缸作緩慢的移動（圖2），直至車架下部內(nèi)開檔達到 1 850 mm。

其次更換車架中間大梁，由 1 800 mm 替換 1 650 mm的連接梁，采用逐一替換法，以保證管片螺栓及葫蘆出現(xiàn)意外的情況下，仍有部分大梁做內(nèi)支撐保護。

圖2 車架的平移示意圖

2.7 防止刀盤被困措施

由于盾構(gòu)機較長時間不掘進，正面刀盤較長時間不轉(zhuǎn)動，刀盤有被困危險。因此需要計劃在施工至整個工期一半進度時，合理地短時轉(zhuǎn)動刀盤，同時又要保證最小土體擾動。

3 車架再安裝具體步驟

前期準(zhǔn)備工作完成后，進行具體實施。按先后順序內(nèi)容分為 5 個階段。

(1) 移除單梁。將單梁結(jié)構(gòu)整體從 1 號車架頂部拆下，方便車架連接梁的更換工作，因為單梁的固定安裝位置在梁的中間位置，隨后利用電機車將單梁運出隧道。

(2) 斷開皮帶機、雙梁、牽引梁。斷開皮帶機斜段與一號車架處的連接銷，利用管片螺栓孔將皮帶機斜段吊起固定。拆除雙梁后端，臨時存儲在隧道內(nèi)。將牽引梁與車架連接側(cè)的連接銷拆除，同時借用管片吊裝孔用 3 t 葫蘆將牽引梁吊起固定。

(3) 恢復(fù)車輪組。首先將本節(jié)車架的皮帶機用 4 吊點的方法，用 4 只手拉葫蘆利用管片螺栓作吊點，將皮帶機完全吊起，每節(jié)皮帶機總重量設(shè)計在 1.8 t 左右，使頂部梁拆除工作不與其發(fā)生干涉，利用先前的垂直頂升方案進行右側(cè)車架的施工作業(yè)。待其各工裝均到位、保險措施完善后，斷開車架頂部連接梁右側(cè)的連接螺栓，車架呈左右兩半分開狀態(tài)，檢查分開后單側(cè)車架的穩(wěn)定性、頂部葫蘆鏈條的張緊力，在確認(rèn)無明顯移位后提升車架（伴隨頂部葫蘆的同步張緊）致車輪組脫離軌道面后，將原右側(cè)的兩對車輪組拆除。最后用螺旋千斤頂將右側(cè)單片車架向外平移（150 mm），使得車輪組能順利安裝。在整個過程中派專職人員看護頂部葫蘆受力情況與液壓千斤頂?shù)男谐套兓?，做到實時監(jiān)控，提早做出預(yù)判。

(4) 更換頂部梁。待車輪組恢復(fù)后，利用支撐油缸將車架整體緩慢下落，降落過程中不得使頂部的葫蘆受主力，車輪組完全坐落與車輪軌道后，拆除車架頂升工裝，保留頂部5 t 葫蘆的牽引防傾覆措施。

(5) 恢復(fù)單梁、牽引梁、雙梁、皮帶機。其余結(jié)構(gòu)件在所有車架復(fù)原后按照后拆先恢復(fù)的原則進行施工 （圖3）。

圖3 車架再安裝完成

4 結(jié) 語

此次南京地鐵盾構(gòu)軟土層中隧道內(nèi)對車架再安裝的改動，滿足了工期的要求，期間能夠按照既定的方案有效地一步步落實。結(jié)合以上的施工控制措施，現(xiàn)場施工成效顯著，并且得出較為合理可靠的設(shè)備拆卸和再安裝作業(yè)方案，較大程度地避免了各類可能發(fā)生的事故。此次的隧道內(nèi)對車架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的更換安裝成功實施，也屬第一次，為以后類似的工程情況提供了借鑒與參考。