巨宏偉

（中鐵十八局集團隧道工程有限公司，401120，重慶）

重慶市觀景口水利樞紐輸水隧洞施工中，有2條隧洞長度超過2 000 m，分別為3號無壓隧洞（長3 224 m）和6號無壓隧洞（長2 178 m），采用了長距離硬巖頂管機對頂施工方法。當頂管機掘進至預定位置后，采用頂管機回退技術，使頂管機成功從隧洞退出。

一、頂管回退技術原理

長距離頂管機可回退技術原理為：通過對頂管機的結構進行特殊設計，使刀盤可拆分，并將頂管機主機增加擴徑盾體，實現(xiàn)主機與擴徑盾在洞內(nèi)分離；當頂管機主機回拖時用專門設計的回拖機運輸，實現(xiàn)頂管機與刀盤中心塊快速回退；當頂管機主機與刀盤中心塊完成回退后，再將洞內(nèi)掌子面的刀盤邊塊和擴徑塊體進行拆解，然后運出洞外，完成整個頂管機回退過程。

二、頂管機回退流程和技術要點

根據(jù)頂管機回退的總體規(guī)劃和施工條件，確定頂管機回退的總體流程，分系統(tǒng)、分部位、分時段地進行頂管機回退?；赝藭r要采取安全保障措施，確保頂管機順利回退與轉(zhuǎn)場。

頂管機回退主要步驟：回退準備工作→中繼間拆除及閉合→洞內(nèi)管線拆除→后配套臺車回退→風管及水管拆除→主機分離回退→刀盤邊塊及擴徑盾拆除回退。

1.回退準備工作

（1）人員組織準備

在頂管機回退時每天安排3個班組進行作業(yè)，每班安排15人，每班8 h。拆卸工作開始前，要做好技術交底工作，讓參與拆卸的每一個工人了解拆卸工作流程、拆卸技術要點和安全注意事項等。

（2）工器具準備

頂管機回退拆卸的常規(guī)工器具主要是重型開口扳手、千斤頂、導鏈、吊帶、鋼絲繩、割槍、電焊機等。

專用工具準備包括液壓扭矩扳手、刀盤螺栓拆卸專用扳手、回退液壓泵站及卷揚機、主機行走輪、專用手拉葫蘆、刀盤邊塊及擴徑盾運輸小車等。

（3）設備行走通道準備

頂管機回退前要做好行走通道的準備工作，主要為中繼間通道和管節(jié)之間的接縫處理，隧洞內(nèi)的中繼間若為鋼結構中繼間，臺車和主機回拖輪的行走位置用鋼板進行鋪設；管節(jié)之間的間隙則用砂漿進行填充，保證回拖設備的膠輪可以順利通過。

（4）技術準備

在頂管機回退前將設備相關技術圖紙和資料準備好。

2.中繼間拆除及閉合

洞內(nèi)中繼間拆卸及閉合從1號中繼間依次向后拆卸和閉合，拆卸一個閉合一個；沒有啟用并且與主機相近的中繼間可以提前拆除并閉合。中繼間的拆除及閉合要在盡可能短的時間內(nèi)完成，以免管節(jié)在靜止時間過長后摩阻力增大，造成中繼間閉合失效。

中繼間油缸及支座拆除后，油缸卡子要復位，保證油管拆卸及安裝時不被污染。拆除后的中繼間油缸及支座可以和管路一起運出洞外。

中繼間油缸要從上至下依次拆卸，同時要及時拆卸行程傳感器及控制盒等電氣設備，避免在拆卸過程中發(fā)生損壞。進排漿伸縮管也要同步拆卸。

3.洞內(nèi)管線運輸及雜物清除

洞內(nèi)管線主要包括進排漿管路、膨潤土管路、閥站、信號電纜、高壓電纜、測量水管等，洞內(nèi)的管線根據(jù)需要依次進行拆除，排漿管路及膨潤土管路拆除后利用平板車運出洞外。同步要將洞內(nèi)的雜物全部清理出洞，為后續(xù)主機回退運輸留出足夠的通道。管線運輸可以采用小的三輪車或者自制的運輸小車，以提高運輸效率。

4.后配套臺車回退

頂管機后配套拖車等配套設備在主機分離過程中，根據(jù)現(xiàn)場實際情況對不使用的后配套臺車進行回退?；赝饲?，首先將后配套拖車之間的連接板、管路及電纜拆除，拆除后的管路及線纜固定在相應臺車上，并依次進行回退?；赝诉^程中要保持臺車平衡，防止臺車傾覆。

5.主機拆除及回拖

在主機拆除時首先啟動刀盤，將刀盤上的12號邊刀轉(zhuǎn)動到刀盤的正上方并拆除7～15號刀具，再將刀盤中心塊與邊塊及擴徑盾尾擋板連接螺栓拆除；然后再將主機與擴徑盾尾擋板及首節(jié)管防扭裝置拆除，拆除完成后在盾尾底部安裝特制木墊板，保證主機順利回退。

主機與刀盤邊塊及擴徑盾分離前，首先拆卸下刀盤上的滾刀，以減輕機頭的重量，降低主機內(nèi)盾與刀盤及擴徑盾的分離難度，在主機內(nèi)盾與刀盤及擴徑盾分離成功后用專用工具進行回拖，當主機的中盾回拖出擴徑盾后，在中盾位置安裝行走拖車；行走拖車安裝成功后，繼續(xù)對主機進行回拖，當?shù)侗P回拖到前擴徑盾與中盾連接處時安裝主機回拖輪。在主機分離過程中可以使用鉸接油缸對主機姿態(tài)進行調(diào)整，提高主機從擴徑盾中分離效率。

頂管機回退步驟：頂管機主機拆卸準備工作→刀盤中心塊與邊塊分離→擴徑盾與內(nèi)盾分離→內(nèi)盾脫離第一個3 m→內(nèi)盾脫離第二個3 m并正?；赝恕?/p>

（1）頂管主機拆卸準備工作

頂管機在到達掘進位置前10 m，主機調(diào)向應平緩，鉸接油缸差值不宜太大；頂管機到達掘進位置后，刀盤與掌子面保證留有部分間隙，以免刀盤受到頂力影響拆除困難；調(diào)整主機姿態(tài)并將鉸接油缸全部收回；關閉主機進排漿液壓閘閥。

停止掘進前，首先應將鉸接油缸全部伸出，留出最大空間；然后運行進排漿系統(tǒng)，將刀盤內(nèi)部的石渣物料全部循環(huán)清理干凈，同時將進排漿管路內(nèi)部的泥渣也清理干凈。完成該項工作后，將1號和2號中繼間油缸持續(xù)泄壓，降低刀盤的壓力，防止木墊板回彈造成刀盤與掌子面緊貼而無法拆卸刀盤。

1號和2號中繼間泄壓完成后，在準備拆卸刀盤邊塊與中心塊前，將鉸接油缸全部收回，使刀盤與掌子面留有足夠的空間，確保刀盤邊塊不受力。

（2）刀盤邊塊與中心塊分離

通過刀盤控制面板（點動模式）將刀盤1號邊塊轉(zhuǎn)動到正上方（12號刀），再拆除刀盤中心塊與邊塊連接螺栓。

（3）擴徑盾與內(nèi)盾脫離

擴徑盾與主機前盾脫離前按圖紙拆除相應的螺栓及結構件，并在擴徑盾和主機尾部底下位置安裝木板，在脫離時可以使主機順利從擴徑盾內(nèi)滑出。所有拆除后的螺栓在結構面分開后，將螺栓安裝到原來位置或者整理收集存入庫房內(nèi)。拆除擴徑盾與主機前盾的連接螺栓、拆除連接擋板、拆除防偏轉(zhuǎn)裝置。

主機與擴徑盾體結構件螺栓拆除后，主機通過混凝土管上吊點安裝手拉葫蘆將其脫離，回拖小車與內(nèi)盾尾部通過螺栓連接。

（4）內(nèi)盾回拖第一個3 m

用手拉葫蘆將主機向后拉約3 m的位置后，在刀盤位置安裝行走輪，見圖1。

圖1 回退第一個3 m示意圖

（5）內(nèi)盾回退第二個3 m并正?；赝?/p>

用手拉葫蘆將主機再向后拉大約3 m的位置，主機全部進入混凝土管節(jié)后，實現(xiàn)正常回退，見圖2。

圖2 回退第二個3 m及正?；赝耸疽鈭D

6.刀盤邊塊拆除及回退

刀盤邊塊拆除前，在前三節(jié)混凝土管安裝吊點，為刀盤邊塊轉(zhuǎn)運做好準備工作。刀盤邊塊在拆除時先臨時固定于掌子面上，收縮擴徑前盾給拆除預留足夠空間，刀盤拆除的順序為上邊塊、左右邊塊及下邊塊。拆卸平臺就位后將上邊塊連接螺栓拆除，拆除后的邊塊運到后部利用混凝土管上的吊點轉(zhuǎn)至平板車上運到洞外。

7.擴徑盾拆除及回退

擴徑盾主要結構分為前擴徑盾、前擴徑盾轉(zhuǎn)接環(huán)、尾盾及尾盾轉(zhuǎn)接環(huán)，拆除時依次從前擴徑盾開始向后拆除，除前盾及尾盾分塊拆除外，轉(zhuǎn)接環(huán)需要分塊氧焊拆除。

在拆除擴徑盾前，必須將擴徑盾定位銷全部拆除并做好記錄，擴徑盾分塊進行編號。

前擴徑盾拆除先從頂部開始，自制平臺必須牢固、穩(wěn)定，在拆除螺栓后通過固定在洞壁的倒鏈及千斤頂?shù)裙ぞ邔㈨敳糠謮K安全平穩(wěn)地落到地面上。

前擴徑盾頂部拆除后，分別從左右兩側對稱拆除，最后拆除底部擴徑分塊，在拆除前擴徑盾后，通過掌子面或者洞壁的吊點使用手拉倒鏈，將前擴徑盾轉(zhuǎn)接環(huán)從尾盾中拉出，然后將轉(zhuǎn)接環(huán)固定牢固，轉(zhuǎn)接環(huán)為一整體鋼制結構，拆除時需要借助氧焊對轉(zhuǎn)接環(huán)進行分割，在分割時，焊口應平直整齊，為后續(xù)焊接做好準備，嚴禁進行破壞性分割。尾盾及尾盾轉(zhuǎn)接環(huán)的拆除順序參考前擴徑盾及轉(zhuǎn)接環(huán)的拆除順序。

三、結 語

在觀景口水利樞紐隧洞部分施工中，超過2 000 m的隧洞采用對頂施工，經(jīng)實例驗證，該施工技術成熟穩(wěn)定，3號無壓隧洞與6號無壓隧洞對頂施工中主機回退工期約20 d，有效解決頂管對頂施工的洞內(nèi)拆除問題，同時提高了工效。頂管機回退技術的成功應用，填補了水利行業(yè)的空白，也為類似工程提供了借鑒。