劉順濤

中國鐵建重工集團股份有限公司，湖南長沙，410100

0 引言

21世紀是軌道交通、地下工程大發(fā)展的時代，“十三五”期間鐵路建設新線2.3萬公里，在“兩會”的工作報告，提出了建設交通強國的目標，“十四五”期間將在戰(zhàn)略骨干通道、高速鐵路、普速鐵路、城市群和都市圈軌道交通、高速公路、港航設施、現(xiàn)代化機場、綜合交通和物流樞紐方面持續(xù)加大投資，預計掘進機產(chǎn)業(yè)還將繼續(xù)保持快速的增長。

隨著掘進機大直徑、超大直徑、TBM、異型盾構的需求逐年遞增，為了保持足夠的市場競爭力，對產(chǎn)品生產(chǎn)周期提出更高的發(fā)展要求，為了及時滿足市場和客戶需求，壓縮生產(chǎn)周期、區(qū)域化組裝、快速物流運輸也需同步規(guī)劃實施。

1 概述

1.1 設備拆卸工作概況

敞開式TBM拆卸工作包含：主機系統(tǒng)、后配套系統(tǒng)、二次通風系統(tǒng)、 除塵系統(tǒng)、皮帶機系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、液壓流體系統(tǒng)等拆卸。其中主機系統(tǒng)包括：刀盤、主驅動、護盾（底護盾、側護盾、搭接護盾、頂護盾）、主梁一二、鞍架、撐靴、后支撐；后配套系統(tǒng)包括連接橋、噴混橋、后配套臺車；電氣系統(tǒng)包含電纜、控制箱、控制室、配電柜、變頻柜、變壓器；液壓流體系統(tǒng)包含液壓流體管閥、液壓泵站、油缸等[1]。

1.2 設備主要技術參數(shù)

該設備為中國鐵建重工集團生產(chǎn)的敞開式TBM，主要技術參數(shù)：總長/主機200/23.8m、總重/主機1300/600t、開挖直徑7030mm、刀盤驅動功率2800kW、最重/寬部件主驅動（不含電機）/125t/6.0×5.4×2.1m、最大吊裝部件上下分塊刀盤128t。

1.3 設備拆卸前準備

拆卸前，要確保設備處于斷電狀態(tài)，即將20kV的高壓線及所有外接電源線斷電卸載；拆卸前，必須對高壓管路、蓄能器等存在壓力的零部件進行提前泄壓；拆卸前，必須對要拆卸后存在安全隱患的零部件提前進行支撐固定；拆卸前，必須對相對運動的零部件進行固定；拆卸前，作業(yè)人員必須遵守公司的安全操作規(guī)程，戴安全帽，穿工作服、勞保鞋，登高作業(yè)時系安全帶；拆卸前，各運動部件必須恢復至初始位置；拆卸前，必須確保起吊設備正?？煽窟\行，拆卸過程中須確認吊點承載能力是否達到承載要求[2]。

2 設備拆機工序流程

敞開式TBM正常拆機工序流程從后至前，先后配套再主機，如圖1所示：

敞開式TBM快速拆卸工序流程從前至后，先主機再后配套，如圖2所示，優(yōu)先發(fā)運主驅動、主梁二超重件，壓縮發(fā)運周期7天以上。

3 設備快速拆卸

3.1 刀盤拆卸

刀盤拆卸采用整體吊裝方式，使用150+100T以上行車整體翻身后放平，拆卸刀盤與主驅動之間的連接雙頭螺柱（包括螺母、保護套），拆卸刀盤上邊塊與下邊塊之間的連接螺栓。

3.2 護盾拆卸

首先拆卸接渣斗及主機皮帶機，然后使用50+50T以上行車、整體吊裝拆卸左右搭接護盾和頂護盾，最后依次吊裝拆卸左側護盾、右側護盾，保留底護盾，待主驅動拆卸后吊出。

3.3 主驅動拆卸

敞開式TBM快速拆卸的關鍵在于打破改進常規(guī)拆卸工序流程，從前至后、優(yōu)先拆卸主機系統(tǒng)，確保主驅動、主梁二超重件盡快物流運輸，壓縮整機運輸周期，確?？蛻艄さ匦枨?。

主驅動與底護盾通過法蘭面螺栓連接，主梁一與主驅動通過法蘭面螺栓連接，但結合面有臺階，導致主驅動無法正常吊裝拆出，按常規(guī)拆卸流程只能從后至前，從后配套至主機系統(tǒng)依次拆卸。如圖3所示，通過大膽設想、科學計算、精心組織，首先將底護盾與盾體支撐焊接連為一體、主梁二下增設2組臺車支撐加固（原有1組臺車支撐），然后盾體支撐左右側邊鋼板上焊接矩形鋼管（導向作用）并于前側四周涂抹黃油脂減小摩擦阻力、底護盾后鋼板上焊接3組筋板作為受力支撐，最后使用150T行車單鉤起吊主驅動（140T）和底護盾（16T）合計重量70%-80%（受力110-125T之間），并使用3組50T千斤頂同步將主驅動順著掘進機方向頂出200mm以上，完成后即可拆卸底護盾。

3.4 主梁一二和后支撐拆卸

首先將鋼拱架安裝器、錨桿鉆機及其他附屬結構分別采用吊點逐一拆除，再將推進油缸、左右撐靴分別采用吊點拆除，然后采用兩臺100T以上行車及鋼絲繩依次拆卸（主梁二拆卸前，先將后支撐和連接橋做好臨時加固），最后拆卸后支撐放平至地面。

3.5 連接橋、噴混橋拆卸

連接橋、噴混橋的拆卸遵循從前到后，先附屬部件后主要部件的原則進行。拆卸流程：拆除風水電連接—拆除混凝土設備—拆除操作室—拆除工作平臺—安裝臨時支撐—拆除連接橋/噴混橋—拆除臨時支撐[3]。

3.6 后配套拆卸

拆除后配套時，先拆除各節(jié)后配套間的連接銷，再用兩臺25T以上行車采用吊點拆卸放至地面，拆卸完成后再開始下一節(jié)的拆卸。后配套臺車的拆卸采用先局部設備，后整體結構件，由上至下，拆卸原則是盡量保持構件完整。拆卸過程中臺車錯開擺放、方便解體打包，并將小的結構件集中裝到專用木箱內，做好裝箱清單。

4 電氣系統(tǒng)拆卸

電氣系統(tǒng)主要包括：主機控制系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、鉆機電氣系統(tǒng)、噴混凝土電氣系統(tǒng)、后配套獨立設備動力系統(tǒng)。拆卸采用按系統(tǒng)拆除，主要是電纜及電柜的拆卸，拆除過程中做好標記。

電氣設備的拆卸工作按設備屬性可分為：電纜的拆卸、電器元件的拆卸、電器設備的拆卸。所有電纜必須在電纜終端拆解，不得采用機械切割等破壞性方式拆解。電氣線路拆裝要求有專業(yè)電工現(xiàn)場指導，確保接線柱及接頭的完好，并對電纜接頭進行包裹和防潮處理。拆除電纜應遵循方便二次接線的原則，方便拆機及拆機后的再裝機。所有的電纜不得承受對其造成損害，影響使用的擠壓、拉力。拆卸的電纜應布置在電纜橋架內，以免在運輸過程中對電纜造成磨損、擦傷及破損[4]。

待接入電器設備的電纜和電器元件拆除后，再將整體電器設備拆除，拆除前電器柜內放適量的干燥劑、柜門鎖好，電器設備及其防護裝置必須固定牢固，做好標記，高度、左右寬度必須符合運輸要求，防止拆機、運輸和再裝機過程中損壞。

5 液壓流體系統(tǒng)拆卸

液壓系統(tǒng)包括主機液壓及潤滑系統(tǒng)、鉆機液壓系統(tǒng)、噴混凝土液壓系統(tǒng)，拆卸主要是管路、閥、泵站的拆除。根據(jù)拆卸流程需求，后配套臺車上的液壓系統(tǒng)首先進行拆除。液壓系統(tǒng)拆卸前，盡量將油缸全部收回，以便液壓油可返回至油箱。然后開始按照不同油路逐個拆除油管及控制閥，并進行標識。氣、水系統(tǒng)拆卸在后配套拆卸時逐節(jié)進行拆卸。

在TBM管路系統(tǒng)中，為了保證系統(tǒng)中各元件的完整性、各元件的功能性及各元件的可重復使用，故在管路系統(tǒng)的拆卸中要進行合理的拆卸及適當?shù)奶幚?。具體拆卸及處理方法如下：

5.1 泵站拆卸及處理

①拆卸方法：在TBM設計中，液壓泵站、潤滑泵站和供水水泵站均為箱體、泵站和主閥站集成為一體的方式進行布置。在拆卸時，只需要將其與外部執(zhí)行機構的連接軟管斷開，將箱體、泵站和主閥站進行整體拆卸。②處理方法：在泵站拆卸完后，為了保證其長時間存放不被銹蝕及系統(tǒng)內部不被污染。故采取以下處理措施：將箱體內部的油液及水全部取出并清理干凈；外部清理干凈，進行防銹處理（水箱內部需將水垢刮干凈，并做防銹處理）；對電機和泵外表進行清理，并做防銹處理，并對電機進行注脂；對泵站內的閥塊及管路進行清理，并做防銹處理；在斷開泵站與外部執(zhí)行機構連接管后，用堵頭將泵站上各出油口進行封堵。

5.2 管路及閥塊的拆卸及處理

①管路拆卸：在各系統(tǒng)中，管路的拆卸要將執(zhí)行機構逐個拆卸，所有需要斷開的液壓管路連接處的兩端均掛上相應的拆機標牌，拆機標牌應掛在容易找到的地方，且標識牌掛牢靠避免運輸過程中脫落。流體管路除拖車與拖車之間完全是一對一直線連接的管路外，其他拆開的管路兩端也應掛上標識牌，尤其是管路有交叉的地方。②閥塊拆卸：在各系統(tǒng)中，除了安裝在閥站內不用拆卸的閥塊。對于處于執(zhí)行機構附近的控制閥，在管路拆除后要及時用堵頭將閥塊上的各出油口封堵，并進行標記。③管路及閥塊處理方法：在管路斷開后，流體管路斷開后，先將管路內部的水排盡，并用壓縮空氣吹干，然后再用塑料袋封堵扎緊，防止雜物進入管道，影響系統(tǒng)功能；液壓管路、油脂管路斷開后必須及時用堵頭或者封板等將油口封堵完好，防止管路內部被污染；在閥塊拆卸以后，先對外表進行清理，再用堵頭將各油口封好，最后對外表進行防銹處理[5]。

6 排水防凍

冬季時節(jié)，若設備存放地區(qū)氣溫低于5攝氏度，調試時內循環(huán)系統(tǒng)按要求加注防凍液原液，外循環(huán)系統(tǒng)同時加注防凍液和水進行調試，水與防凍液的加注比例為 1:1。存放之前按照工藝文件要求，對主驅動減速機、電機、齒輪油冷卻器系統(tǒng)、變頻柜、配電柜、變壓器、空壓機、內循環(huán)水泵站及其他水冷部件進行排水作業(yè)。班組按盾構機排水點檢表要求進行自檢和確認，質量部按要求進行專檢和記錄。

7 包裝

7.1 機械部件

無精密配合要求的外露機加面采取相應防腐處理后，應采用復合防銹拉伸膜和透明膠帶的方式進行包裝；有精密配合要求或防碰撞要求的機加面采取相應防腐處理后，應采用復合氣相防銹保護膜和纏繞膜進行包裹，打包帶或透明膠帶進行捆扎固定；涂層防銹能力弱的零件，如銷軸、發(fā)黑螺栓、調運系統(tǒng)齒條，如不拆機則不做特別包裝處理，如拆機應采用復合氣相防銹保護膜和拉伸膜進行包裹后裝箱；無配合要求的軸孔，如拖車間拉桿軸孔、外露螺紋孔，防腐處理即可，不做特別包裝處理；刀盤、盾體、主驅動、托梁、拼裝機、螺旋機，應整體遮蓋防雨布，并用防護網(wǎng)收攏后打包帶捆扎。

7.2 電氣部件

拆卸的小電氣元件干燥處理后，應用自封袋進行密封包裝或采用原廠包裝后入箱發(fā)運，如傳感器、攝像頭、接近開關、行程開關等；端子盒、操作箱、照明燈具等電氣件干燥處理后，應用復合防銹拉伸膜、防雨布包裹防護，隨車或按就近原則捆扎在拖車框架內發(fā)運。如無合適捆扎空間，則入箱發(fā)運；拆卸裝箱的電機，應將電機用打包帶捆扎固定在木箱底部托盤上，再在電機四周采取物理限位措施，防止電機發(fā)貨時與木箱相對震動；導向系統(tǒng)（激光靶、電臺、全站儀等）和遙控器等需打包裝箱發(fā)運；電控柜、變頻柜、變壓器、控制室等中大型箱體電纜拆除后，應用專用堵頭進行封堵，內部放置干燥劑，鎖門后采用防雨布和打包帶捆扎包裝發(fā)運；斷開的普通電纜接頭，應用纏繞膜包裹嚴實后膠帶束緊封口；高壓電纜接頭應用纏繞膜包裹嚴實后，再用氣相防銹保護膜和防雨布包裹；上卷盤的電纜，應用扎帶兩兩相連后用纏繞膜包裹接頭，盤卷完成后整體用防雨布罩蓋卷盤，捆扎牢靠；易損電氣件，如裸露的傳感器、行程開關、感應開關等，應用復合氣相保護膜纏繞包裹。

7.3 液壓流體部件

管路拆解前，應先在兩端制作成對標識牌，再用專用堵頭封堵拆卸口兩端；馬達、泵、減速機、空壓機、壓力表、溫度表、液壓油箱頂部呼吸器、球閥、濾清器、壓力表、流量計、黑貓泵、壓力容器元件等應采用防雨布包裹，開口朝下；油缸活塞桿先縮回到位后將桿頭部分，應使用防雨布包裹。

8 結語

敞開式TBM快速拆卸技術，解決了客戶工地需求緊急，優(yōu)先發(fā)運主驅動、主梁二等超重件實際問題，可壓縮整機發(fā)運周期7天以上，也可推廣應用于敞開式TBM整機架立狀態(tài)下主驅動拆出后檢修。

在敞開式TBM拆卸時，多為大件吊裝、登高臨邊等重大安全隱患作業(yè)，必須加強排查安全隱患和安全防護工作，在拆機前做好詳細的拆卸和運輸計劃，防止計劃不周密導致拆卸周期較長，耗費大量的人力和物力。拆卸過程中，在不發(fā)生沖突的前提下，可以根據(jù)客戶需求和現(xiàn)場條件靈活調整，多時段、多工種、多部件穿插進行，提高拆卸作業(yè)速度，壓縮拆機發(fā)運周期。