一種盾構直接切削鋼筋混凝土樁基的刀盤刀具增強方法
2023-10-05 15:46:09 2
一種盾構直接切削鋼筋混凝土樁基的刀盤刀具增強方法
【專利摘要】本發明屬於城市地鐵盾構隧道施工【技術領域】，尤其涉及一種盾構直接切削鋼筋混凝土樁基的刀盤刀具增強方法。該方法的實施步驟包括：刀盤無損探傷；加強刀盤剛度；改造中心刀；增配中心切樁刀；增配正面切樁刀；增配邊緣切樁刀；加強刀盤耐磨性。本發明可加強刀盤剛度和耐磨性，增強中心刀區域的切樁能力，加強刀具的儲備切削能力，從而降低了盾構直接切削鋼筋混凝土樁基的風險，保證切樁工作的順利實施。
【專利說明】一種盾構直接切削鋼筋混凝土粧基的刀盤刀具增強方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於城市地鐵盾構隧道施工【技術領域】，尤其涉及一種盾構直接切削鋼筋混凝土樁基的刀盤刀具增強方法。
【背景技術】
[0002]盾構法施工由於其具有安全、快速、引起地層沉降小、機械化程度高等優點，被廣泛應用於我國各大城市的軌道交通建設中。隨著軌道交通線網的逐漸加密，在城市中心區域修建盾構隧道時，已越來越難以避免地遭遇鋼筋混凝土樁基等地下障礙物。由於盾構機在出廠設計時，一般不考慮切削鋼筋混凝土障礙物的問題，因此常規盾構機的刀盤刀具基本上不具備直接切削鋼筋混凝土樁基的能力，因此，當前國內外工程界處理樁基障礙物，一般採取樁基託換後人工截樁、拆除上部結構後拔樁、開挖豎井後鑿樁等傳統方法事先移除障礙樁。
[0003]隨著盾構技術的發展，在對現有刀盤刀具改造加強的基礎上，近年來我國也出現了若干個盾構直接切樁的工程案例，例如，上海地鐵十號線盾構增配I套先行刀和6把貝殼刀後切削33根400mmX 400mm預製方樁，上海地鐵七號線盾構增配65把先行刀後切削10根350mmX 350mm立柱樁，杭州地鐵一號線盾構增配9把周邊滾刀後切削三排Φ 1000灌注樁。
[0004]相比於傳統方法，盾構直接切樁具有影響周邊環境小、成本低、工期短等優點，社會及經濟效益顯著。
[0005]針對盾構切削鋼筋混凝土樁基情況，分析總結現有的刀盤刀具改造加強方法，發現存在以下三個問題:一，只是增配了切樁刀具，未對刀盤的剛度和耐磨性進行增強，而刀盤作為刀具的載體，一旦其發生大變形、被磨穿甚至解體等現象，後果是災難性的；二、未對刀盤中心刀區域的切樁能力進行增強，這種情況下，一方面難以切削樁基中部，另一方面中心刀極易磨損嚴重後導致刀盤中心區域結泥餅?三』當切削大直徑樁基時，刀具增強措施較弱，安全係數較低，風險性高。
【發明內容】
[0006]本發明針對現有技術的不足，提出了一種盾構直接切削鋼筋混凝土樁基的刀盤刀具增強方法，加強了刀盤剛度和耐磨性，增強了中心刀區域的切樁能力，並加強了刀具的儲備切削能力，從而降低了盾構直接切削鋼筋混凝土樁基的風險，保證切樁工作的順利實施。
[0007]為解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案包括以下步驟:
[0008]步驟I):刀盤無損探傷:`[0009]無損探傷現有刀盤，檢查是否存在缺陷情況，若探測出刀盤存在缺陷情況，先對刀盤進行修復；
[0010]步驟2):加強刀盤剛度:
[0011]在現有刀盤的輻條與輻條之間焊接加強肋板，從內至外共焊接2~3圈，加強肋板間隔0.8~1.3m,單個加強肋板厚度不低於4cm ；
[0012]步驟3):改造中心刀:
[0013]降低中心刀的高度，改造後的中心刀的高度為原有高度的60%~70%，增加中心刀的厚度，增加後的厚度不小於中心切樁刀的刀身寬度；
[0014]步驟4):增配中心切樁刀:
[0015]在改造後的中心刀上增配中心切樁刀，中心切樁刀採用貝殼刀類型、單面刀刃的方式，通過焊接的方式固定在中心刀上；
[0016]步驟5):增配正面切樁刀:
[0017]在刀盤正面區域即刀具切削半徑0.6~3.17m的範圍內，通過焊接的方式增配正面切樁刀，切削半徑0.6m≤r≤2.0m的區域每軌跡布置I把正面切樁刀，切削半徑
2.0m<r ( 3.0m的區域每軌跡布置2把正面切樁刀，切削半徑3.0m<r ≤3.17m的區域每軌跡布置3把正面切樁刀；
[0018]正面切樁刀採用貝殼刀類型，合金刀刃採用雙面刃的方式，刀刃角取為90度；正面切樁刀的刀身高度超過普通刮刀6cm以上；
[0019]步驟6):增配邊緣切樁刀:
[0020]在刀盤邊緣區域按照等相位角的布置方式，通過焊接的方式布置6把邊緣切樁刀
(6)，相鄰邊緣切樁刀(6)的相位角差值為60度；邊緣切樁刀採用貝殼刀類型，合金刀刃採用單面刃的方式；邊緣切樁刀的刀身向刀盤外傾斜，刀身傾斜量即超挖量為15~20mm ；
[0021]步驟7):加強刀盤耐磨性:
[0022]在刀盤正面外側區域和刀盤側面區域堆焊耐磨格柵，耐磨格柵的厚度不低於5mm。
[0023]所述鋼筋混凝土樁基的直徑大於1000mm時，在與正面切樁刀相同的切削軌跡上配置儲備切樁刀，儲備切樁刀採取羊角刀類型，其高度介於正面切樁刀和普通刮刀之間；每個切削軌跡布置I把儲備切樁刀。
[0024]本發明的有益效果為:
[0025]加強了刀盤剛度和耐磨性，可避免發生刀盤大變形、被磨穿甚至解體等現象；增強了中心刀區域的切樁能力，確保了對樁基中部的切削效果並可防止刀盤中心區域結泥餅；加強了刀具的儲備切削能力，提高了切樁的安全係數。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026] 圖1是本發明所述的刀盤刀具增強方法的正視圖。
[0027]圖2是本發明所述的刀盤刀具增強方法的側視圖。
[0028]圖中標號:
[0029]1-刀盤；2_加強肋板；3_中心刀；4-中心切樁刀；5_正面切樁刀；6_邊緣切樁刀；7-耐磨格柵。
【具體實施方式】
[0030]本發明提供了一種盾構直接切削鋼筋混凝土樁基的刀盤刀具增強方法，下面結合附圖和【具體實施方式】對發明作進一步描述。
[0031]本實施例為蘇州軌道交通2號線盾構切削14根大直徑橋梁樁基工程所用的刀盤刀具增強方法，該工程左線和右線分別全斷面切削7根Φ 1000~1200mm的鑽孔灌注樁，主筋Φ20~22mm，混凝土強度C30。
[0032]該方法包括以下步驟:
[0033](I)在切樁前，無損探傷現有刀盤1，檢查有無裂縫、夾雜氣泡等缺陷情況。經探測，刀盤不存在缺陷情況，因此可直接應用切樁工程。
[0034](2)在現有刀盤的輻條與輻條之間焊接加強肋板2，從內至外共焊接2圈，肋板厚度設計取值為5cm，使得整個刀盤的剛度和整體性得到提高。
[0035](3)降低中心刀的高度，原中心刀3的高度為350mm，改造後的中心刀3的高度為240mm,中心刀3的厚度，由原來的IOOmm增加到200mm。
[0036](4)在改造後的中心刀3上增配一列10把中心切樁刀4，中心切樁刀4採用貝殼刀類型、單面刀刃的方式，通過焊接的方式固定在中心刀3上；位置最高的中心貝殼刀距離刀盤面板的高度為350mm。
[0037](5)在刀盤正面區域即刀具切削半徑0.6~3.17m的範圍內，通過焊接的方式增配正面切樁刀，切削半徑0.6m≤ r≤ 2.0m的區域每軌跡布置I把正面切樁刀，切削半徑
2.0m<r ≤ 3.0m的區域每軌跡布置2把正面切樁刀，切削半徑3.0m<r ≤ 3.17m的區域每軌跡布置3把正面切樁刀；切削軌跡的間距為0.8m，共有34個切削軌跡，共布置了 49把正面切樁刀。正面切樁刀採用貝殼刀類型，合金刀刃採用雙面刃的方式，刀刃角取為90度；正面切樁刀的刀身高度超過普通刮刀6cm以上；
[0038](6)在刀盤邊緣區域通過焊接的方式增配6把等相位角分布的邊緣切樁刀6，邊緣切樁刀6採用貝殼刀類型，合金刀刃採用單面刃的方式；邊緣切樁刀6的刀身向刀盤外傾斜，刀身傾斜量即超挖量取為15mm。
[0039](7)在刀盤正面外側區域和刀盤側面區域堆焊耐磨格柵7，耐磨格柵7的厚度為6mm ο
[0040]由於蘇州切樁工程所切樁基直徑大於1000mm，還在與正面切樁刀相同的切削軌跡上配置儲備切樁刀，儲備切樁刀採取羊角刀類型，其高度介於正面切樁刀和普通刮刀之間，每個切削軌跡布置I把儲備切樁刀。
[0041]按照上述方法增強後的刀盤刀具，在蘇州切樁工程獲得成功應用，施工效果良好:刀盤幾乎沒有變形，刀盤的正面和側面僅有輕微磨損；中心切樁刀、正面切樁刀順利完成了切削任務，並且自身損傷較小；外邊緣切樁刀起到了超挖樁基的作用，保護了外包管不受損傷。
【權利要求】
1.一種盾構直接切削鋼筋混凝土樁基的刀盤刀具增強方法，其特徵在於，按以下步驟進行: 步驟1):刀盤無損探傷: 無損探傷現有刀盤，檢查是否存在缺陷情況，若探測出刀盤存在缺陷情況，先對刀盤進行修復； 步驟2):加強刀盤剛度: 在現有刀盤的輻條與輻條之間焊接加強肋板，從內至外共焊接2~3圈，加強肋板間隔.0.8~L 3m,單個加強肋板厚度不低於4cm ； 步驟3):改造中心刀: 降低中心刀的高度，改造後的中心刀的高度為原有高度的60%~70%，增加中心刀的厚度，增加後的厚度不小於中心切樁刀的刀身寬度； 步驟4):增配中心切樁刀: 在改造後的中心刀上增配中心切樁刀，中心切樁刀採用貝殼刀類型、單面刀刃的方式，通過焊接的方式固定在中心刀上； 步驟5):增配正面切樁刀: 在刀盤正面區域即刀具切削半徑0.6~3.17m的範圍內，通過焊接的方式增配正面切樁刀；切削半徑0.6m≤r≤2.0m的區域每軌跡布置I把正面切樁刀，切削半徑.2.0m<r ( 3.0m的區域每軌跡布置2把正面切樁刀，切削半徑3.0m<r ( 3.17m的區域每軌跡布置3把正面切樁刀； 正面切樁刀採用貝殼刀類型，合金刀刃採用雙面刃的方式，刀刃角取為90度；正面切樁刀的刀身高度超過普通刮刀6cm以上； 步驟6):增配邊緣切樁刀: 在刀盤邊緣區域按照等相位角的布置方式，通過焊接的方式布置6把邊緣切樁刀(6)，相鄰邊緣切樁刀(6)的相位角差值為60度；邊緣切樁刀採用貝殼刀類型，合金刀刃採用單面刃的方式；邊緣切樁刀的刀身向刀盤外傾斜，刀身傾斜量即超挖量為15~20mm ； 步驟7):加強刀盤耐磨性: 在刀盤正面外側區域和刀盤側面區域堆焊耐磨格柵，耐磨格柵的厚度不低於5mm。
2.根據權利要求1所述的盾構直接切削鋼筋混凝土樁基的刀盤刀具增強方法，其特徵在於，所述鋼筋混凝土樁基的直徑大於1000mm時，在與正面切樁刀相同的切削軌跡上配置儲備切樁刀，儲備切樁刀採取羊角刀類型，其高度介於正面切樁刀和普通刮刀之間；每個切削軌跡布置I把儲備切樁刀。
【文檔編號】E21D9/08GK103670429SQ201310629364
【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, 王佔生, 周明保, 丁洲祥, 王社江 申請人:北京交通大學