一種盾構刀具的改進方法
2023-06-06 19:42:41 1
一種盾構刀具的改進方法
【專利摘要】本發明公開了掘進機械配件領域的一種盾構刀具的改進方法。通過對盾構刀具的刀體、邊部合金刀刃、中部合金刀刃、銀基釺焊焊縫和耐磨堆焊的改進，使得改進後的盾構刀具能夠直接切斷粗鋼筋，並且切削大體量的含粗骨料的混凝土後，刀具的磨損量小、合金崩裂率低，從而使得大直徑的障礙物樁基也可以採取盾構直接切樁的方法進行截除，經濟和社會效益顯著。
【專利說明】一種盾構刀具的改進方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於掘進機械配件領域，尤其涉及一種盾構刀具的改進方法。
【背景技術】
[0002]當前我國各大城市正蓬勃建設軌道交通工程，盾構法由於其無可比擬的優勢，在軌道交通隧道建設中取得廣泛應用。隨著線路的持續修建和加密，盾構掘進過程中遭遇已有建(構)築物樁基等地下障礙物的情況時有發生。由於現有的盾構刀具在設計時並未考慮切削鋼筋混凝土樁基的問題，也基本不具備直接切樁的能力，因此一般採取樁基託換後人工截樁、拆除上部結構後拔樁、開挖豎井後人工鑿樁等傳統方法事先移除障礙樁。這些傳統方法雖然簡單、安全，但成本高、影響環境大、工期長，因此，若能通過改進刀具，使得盾構直接切削鋼筋混凝土樁基成為可能，將對節省工程投資、減小周邊環境影響、縮短工期等方面具有重要意義，經濟和社會效益顯著。
[0003]軌道交通線路一般均經過商業中心、密集住宅區、大型公共場所等城市核心區域，而這些地方往往存在高聳的建築物或大型橋梁，其樁基礎也通常較深、較粗。對於切削較粗的大直徑樁基，其最大難點在於如何切斷其中的粗鋼筋，這是現有的常規刀具幾乎無法做到的；第二大難點是需要切削大體量的含粗骨料的混凝土，這給刀具的耐磨性能和抗衝擊性能提出了巨大挑戰。
【發明內容】
[0004]針對【背景技術】中提到的現有常規刀具，無法對切削大直徑樁基中的粗鋼筋以及在切削過程中刀具耐磨性差的問題，本發明提出了一種盾構刀具的改進方法。
[0005]一種盾構刀具的改進方法，所述的盾構刀具包括刀體、邊部合金刀刃、中部合金刀刃、銀基釺焊焊縫和耐磨堆焊；其特徵在於，所述的改進方法包括:
[0006]I)邊部合金刀刃和中部合金刀刃均改用雙面刃的刀刃形式，兩種刀刃的刃角均取
用直角；
[0007]2)邊部合金刀刃的前刃面改為平面，並取前角為鈍角；
[0008]3)保持邊部合金刀刃和中部合金刀刃的頂部均處於同一高度，使刀具頂部與混凝土摩擦接觸時具有良好的耐磨性；
[0009]4)將合金刀刃和中部合金刀刃布置在同一條直線上，使刀具的各個合金刀刃在一個切削方向上能集中連續切削鋼筋；
[0010]5)邊部合金刀刃的切削長度大於等於30mm ;中部合金刀刃的切削長度大於等於15mm ;所有合金刀刃的寬度一致且大於等於50mm ；
[0011]6)檢查各合金刀刃的刃身曲線是否存在尖銳稜角，若存在尖銳的稜角，採用倒圓角的方式對存在尖銳稜角的位置進行平滑過渡；
[0012]7)刀體的長度大於等於150mm ;刀體的寬度大於等於40mm ;刀體的寬度比各合金刀刃的寬度小4?6mm，使刀體處於合金刀刃的保護範圍內；[0013]8)將銀基釺焊焊縫的釺料厚度增加至0.5?0.6mm,以提高銀基釺焊焊縫的牢固度；
[0014]9)採用碳化鎢材料在刀體頂部增加耐磨堆焊，堆焊後的高度大於等於合金刀刃頂部。
[0015]所述邊部合金刀刃前角的取值範圍為110°?150°。
[0016]本發明提供的一種可使盾構刀具直接切削大直徑鋼筋混凝土樁基的改進方法，使得改進後的盾構刀具能夠直接切斷粗鋼筋，並且切削大體量的含粗骨料的混凝土後，刀具的磨損量小、合金崩裂率低，從而使得大直徑的障礙物樁基也可以採取盾構直接切樁的方法進行截除，經濟和社會效益顯著。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明所述的改進後盾構刀具的正視圖；
[0018]圖2是本發明所述的改進後盾構刀具的側視圖；
[0019]其中，1-刀體；2_邊部合金刀刃；3-中部合金刀刃；4_銀基釺焊焊縫；5_耐磨堆焊。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖，對優選實施例作詳細說明。應該強調的是下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發明的範圍及其應用。
[0021]如圖1中，一種盾構刀具的改進方法，所述盾構刀具包括刀體1、兩塊邊部合金刀刃2、三塊中部合金刀刃3、銀基釺焊焊縫4和耐磨堆焊5，其改進方法包括:
[0022]邊部合金刀刃2和和中部合金刀刃3均改用雙面刃的刀刃形式，刃角β取用直角，既可增強刀具的切削能力，又可強化刀具的抗衝擊能力。
[0023]邊部合金刀刃2的前刃面由常規的弧面改為平面，並取前角α為鈍角，使合金刀刃以擠壓切削的機理切削鋼筋和混凝土；在本實施例中α取135度角。
[0024]在設計合金尺寸和布置合金時，保持各個合金刀刃的頂部處於同一高度，這樣可使刀具頂部與混凝土摩擦接觸時具有良好的耐磨性。
[0025]為了使刀具能夠集中連續切削鋼筋，以充分把趕緊切斷，使得保持各個合金刀刃的布置位於同一條直線上。
[0026]加大合金刀刃的尺寸。在本實施例中，邊部合金刀刃2的可切削長度取值為35mm，中部合金刀刃3的可切削長度取值為18mm，各合金刀刃的寬度均為64mm。
[0027]優化各合金刀刃的刃身曲線，避免存在尖銳的稜角。在本實施中，特別對邊部合金2的外側刃尖點A點和內側刃尖點B點採用圓角進行了平滑過渡，對中部合金3的外側刃尖點C點和內側刃尖點D點也採用圓角進行了平滑過渡。
[0028]刀體I的長度取214mm ;刀體的寬度取值60mm，比各合金刀刃的寬度小4mm，使刀體處於合金刀刃的保護範圍內；
[0029]將釺料厚度增加至0.6mm,以提高銀基釺焊焊縫的牢固度；
[0030]採用碳化鎢材料在刀體I頂部增加耐磨堆焊5，本實施例中，堆焊後的高度與合金刀刃頂部的高度一致。[0031]經過上述改進的盾構刀具，在蘇州軌道交通2號線盾構切削14根大直徑橋梁樁基工程中得到成功應用。該工程左線和右線分別全斷面切削7根Φ 1000?1200_的鑽孔灌注樁，
[0032]從螺旋輸送機排出的鋼筋來看，本發明所述的經過改進後的盾構刀具能夠直接將Φ20?22mm的鋼筋切斷，切口主要呈現擠壓切削的特徵。刀盤進洞後經統計，刀具合金較完整，最大磨損量21.5mm,小於允許磨損量50mm。
[0033]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求的保護範圍為準。
【權利要求】
1.一種盾構刀具的改進方法，所述的盾構刀具包括刀體、邊部合金刀刃、中部合金刀刃、銀基釺焊焊縫和耐磨堆焊；其特徵在於，所述的改進方法包括: 1)邊部合金刀刃和中部合金刀刃均改用雙面刃的刀刃形式，兩種刀刃的刃角均取用直角； 2)邊部合金刀刃的前刃面改為平面,並取前角為鈍角； 3)保持邊部合金刀刃和中部合金刀刃的頂部均處於同一高度，使刀具頂部與混凝土摩擦接觸時具有良好的耐磨性； 4)將合金刀刃和中部合金刀刃布置在同一條直線上，使刀具的各個合金刀刃在一個切削方向上能集中連續切削鋼筋； 5)邊部合金刀刃的切削長度大於等於30mm;中部合金刀刃的切削長度大於等於15mm ；所有合金刀刃的寬度一致且大於等於50mm ； 6)檢查各合金刀刃的刃身曲線是否存在尖銳稜角，若存在尖銳的稜角，採用倒圓角的方式對存在尖銳稜角的位置進行平滑過渡； 7)刀體的長度大於等於150mm;刀體的寬度大於等於40mm ;刀體的寬度比各合金刀刃的寬度小4?6mm，使刀體處於合金刀刃的保護範圍內；8)將銀基釺焊焊縫的釺料厚度增加至0.5?0.6mm,以提高銀基釺焊焊縫的牢固度； 9)採用碳化鎢材料在刀體頂部增加耐磨堆焊，堆焊後的高度大於等於合金刀刃頂部。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述邊部合金刀刃前角的取值範圍為110。?150。。
【文檔編號】E21D9/08GK103670430SQ201310629908
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月29日 優先權日:2013年11月29日
【發明者】袁大軍, 董朝文, 王飛, 蔡榮, 周明保 申請人:北京交通大學