一種盾構(gòu)直接切削鋼筋混凝土樁基的刀盤(pán)刀具增強(qiáng)方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于城市地鐵盾構(gòu)隧道施工【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種盾構(gòu)直接切削鋼筋混凝土樁基的刀盤(pán)刀具增強(qiáng)方法。該方法的實(shí)施步驟包括：刀盤(pán)無(wú)損探傷；加強(qiáng)刀盤(pán)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(qiáng)刀盤(pán)耐磨性。本發(fā)明可加強(qiáng)刀盤(pán)剛度和耐磨性，增強(qiáng)中心刀區(qū)域的切樁能力，加強(qiáng)刀具的儲(chǔ)備切削能力，從而降低了盾構(gòu)直接切削鋼筋混凝土樁基的風(fēng)險(xiǎn)，保證切樁工作的順利實(shí)施。
【專利說(shuō)明】一種盾構(gòu)直接切削鋼筋混凝土粧基的刀盤(pán)刀具增強(qiáng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于城市地鐵盾構(gòu)隧道施工【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種盾構(gòu)直接切削鋼筋混凝土樁基的刀盤(pán)刀具增強(qiáng)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]盾構(gòu)法施工由于其具有安全、快速、引起地層沉降小、機(jī)械化程度高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于我國(guó)各大城市的軌道交通建設(shè)中。隨著軌道交通線網(wǎng)的逐漸加密，在城市中心區(qū)域修建盾構(gòu)隧道時(shí)，已越來(lái)越難以避免地遭遇鋼筋混凝土樁基等地下障礙物。由于盾構(gòu)機(jī)在出廠設(shè)計(jì)時(shí)，一般不考慮切削鋼筋混凝土障礙物的問(wèn)題，因此常規(guī)盾構(gòu)機(jī)的刀盤(pán)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(dāng)前國(guó)內(nèi)外工程界處理樁基障礙物，一般采取樁基托換后人工截樁、拆除上部結(jié)構(gòu)后拔樁、開(kāi)挖豎井后鑿樁等傳統(tǒng)方法事先移除障礙樁。
[0003]隨著盾構(gòu)技術(shù)的發(fā)展，在對(duì)現(xiàn)有刀盤(pán)刀具改造加強(qiáng)的基礎(chǔ)上，近年來(lái)我國(guó)也出現(xiàn)了若干個(gè)盾構(gòu)直接切樁的工程案例，例如，上海地鐵十號(hào)線盾構(gòu)增配I套先行刀和6把貝殼刀后切削33根400mmX 400mm預(yù)制方樁，上海地鐵七號(hào)線盾構(gòu)增配65把先行刀后切削10根350mmX 350mm立柱樁，杭州地鐵一號(hào)線盾構(gòu)增配9把周邊滾刀后切削三排Φ 1000灌注樁。
[0004]相比于傳統(tǒng)方法，盾構(gòu)直接切樁具有影響周邊環(huán)境小、成本低、工期短等優(yōu)點(diǎn)，社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益顯著。
[0005]針對(duì)盾構(gòu)切削鋼筋混凝土樁基情況，分析總結(jié)現(xiàn)有的刀盤(pán)刀具改造加強(qiáng)方法，發(fā)現(xiàn)存在以下三個(gè)問(wèn)題:一，只是增配了切樁刀具，未對(duì)刀盤(pán)的剛度和耐磨性進(jìn)行增強(qiáng)，而刀盤(pán)作為刀具的載體，一旦其發(fā)生大變形、被磨穿甚至解體等現(xiàn)象，后果是災(zāi)難性的；二、未對(duì)刀盤(pán)中心刀區(qū)域的切樁能力進(jìn)行增強(qiáng)，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(yán)重后導(dǎo)致刀盤(pán)中心區(qū)域結(jié)泥餅?三’當(dāng)切削大直徑樁基時(shí)，刀具增強(qiáng)措施較弱，安全系數(shù)較低，風(fēng)險(xiǎn)性高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種盾構(gòu)直接切削鋼筋混凝土樁基的刀盤(pán)刀具增強(qiáng)方法，加強(qiáng)了刀盤(pán)剛度和耐磨性，增強(qiáng)了中心刀區(qū)域的切樁能力，并加強(qiáng)了刀具的儲(chǔ)備切削能力，從而降低了盾構(gòu)直接切削鋼筋混凝土樁基的風(fēng)險(xiǎn)，保證切樁工作的順利實(shí)施。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案包括以下步驟:
[0008]步驟I):刀盤(pán)無(wú)損探傷:`[0009]無(wú)損探傷現(xiàn)有刀盤(pán)，檢查是否存在缺陷情況，若探測(cè)出刀盤(pán)存在缺陷情況，先對(duì)刀盤(pán)進(jìn)行修復(fù)；
[0010]步驟2):加強(qiáng)刀盤(pán)剛度:
[0011]在現(xiàn)有刀盤(pán)的輻條與輻條之間焊接加強(qiáng)肋板，從內(nèi)至外共焊接2~3圈，加強(qiáng)肋板間隔0.8~1.3m,單個(gè)加強(qiáng)肋板厚度不低于4cm ；
[0012]步驟3):改造中心刀:
[0013]降低中心刀的高度，改造后的中心刀的高度為原有高度的60%~70%，增加中心刀的厚度，增加后的厚度不小于中心切樁刀的刀身寬度；
[0014]步驟4):增配中心切樁刀:
[0015]在改造后的中心刀上增配中心切樁刀，中心切樁刀采用貝殼刀類型、單面刀刃的方式，通過(guò)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(pán)正面區(qū)域即刀具切削半徑0.6~3.17m的范圍內(nèi)，通過(guò)焊接的方式增配正面切樁刀，切削半徑0.6m≤r≤2.0m的區(qū)域每軌跡布置I把正面切樁刀，切削半徑
2.0m<r ( 3.0m的區(qū)域每軌跡布置2把正面切樁刀，切削半徑3.0m<r ≤3.17m的區(qū)域每軌跡布置3把正面切樁刀；
[0018]正面切樁刀采用貝殼刀類型，合金刀刃采用雙面刃的方式，刀刃角取為90度；正面切樁刀的刀身高度超過(guò)普通刮刀6cm以上；
[0019]步驟6):增配邊緣切樁刀:
[0020]在刀盤(pán)邊緣區(qū)域按照等相位角的布置方式，通過(guò)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；邊緣切樁刀采用貝殼刀類型，合金刀刃采用單面刃的方式；邊緣切樁刀的刀身向刀盤(pán)外傾斜，刀身傾斜量即超挖量為15~20mm ；
[0021]步驟7):加強(qiáng)刀盤(pán)耐磨性:
[0022]在刀盤(pán)正面外側(cè)區(qū)域和刀盤(pán)側(cè)面區(qū)域堆焊耐磨格柵，耐磨格柵的厚度不低于5mm。
[0023]所述鋼筋混凝土樁基的直徑大于1000mm時(shí)，在與正面切樁刀相同的切削軌跡上配置儲(chǔ)備切樁刀，儲(chǔ)備切樁刀采取羊角刀類型，其高度介于正面切樁刀和普通刮刀之間；每個(gè)切削軌跡布置I把儲(chǔ)備切樁刀。
[0024]本發(fā)明的有益效果為:
[0025]加強(qiáng)了刀盤(pán)剛度和耐磨性，可避免發(fā)生刀盤(pán)大變形、被磨穿甚至解體等現(xiàn)象；增強(qiáng)了中心刀區(qū)域的切樁能力，確保了對(duì)樁基中部的切削效果并可防止刀盤(pán)中心區(qū)域結(jié)泥餅；加強(qiáng)了刀具的儲(chǔ)備切削能力，提高了切樁的安全系數(shù)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1是本發(fā)明所述的刀盤(pán)刀具增強(qiáng)方法的正視圖。
[0027]圖2是本發(fā)明所述的刀盤(pán)刀具增強(qiáng)方法的側(cè)視圖。
[0028]圖中標(biāo)號(hào):
[0029]1-刀盤(pán)；2_加強(qiáng)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(shí)施方式】
[0030]本發(fā)明提供了一種盾構(gòu)直接切削鋼筋混凝土樁基的刀盤(pán)刀具增強(qiáng)方法，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0031]本實(shí)施例為蘇州軌道交通2號(hào)線盾構(gòu)切削14根大直徑橋梁樁基工程所用的刀盤(pán)刀具增強(qiáng)方法，該工程左線和右線分別全斷面切削7根Φ 1000~1200mm的鉆孔灌注樁，主筋Φ20~22mm，混凝土強(qiáng)度C30。
[0032]該方法包括以下步驟:
[0033](I)在切樁前，無(wú)損探傷現(xiàn)有刀盤(pán)1，檢查有無(wú)裂縫、夾雜氣泡等缺陷情況。經(jīng)探測(cè)，刀盤(pán)不存在缺陷情況，因此可直接應(yīng)用切樁工程。
[0034](2)在現(xiàn)有刀盤(pán)的輻條與輻條之間焊接加強(qiáng)肋板2，從內(nèi)至外共焊接2圈，肋板厚度設(shè)計(jì)取值為5cm，使得整個(gè)刀盤(pán)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，改造后的中心刀3的高度為240mm,中心刀3的厚度，由原來(lái)的IOOmm增加到200mm。
[0036](4)在改造后的中心刀3上增配一列10把中心切樁刀4，中心切樁刀4采用貝殼刀類型、單面刀刃的方式，通過(guò)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(pán)面板的高度為350mm。
[0037](5)在刀盤(pán)正面區(qū)域即刀具切削半徑0.6~3.17m的范圍內(nèi)，通過(guò)焊接的方式增配正面切樁刀，切削半徑0.6m≤ r≤ 2.0m的區(qū)域每軌跡布置I把正面切樁刀，切削半徑
2.0m<r ≤ 3.0m的區(qū)域每軌跡布置2把正面切樁刀，切削半徑3.0m<r ≤ 3.17m的區(qū)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(gè)切削軌跡，共布置了 49把正面切樁刀。正面切樁刀采用貝殼刀類型，合金刀刃采用雙面刃的方式，刀刃角取為90度；正面切樁刀的刀身高度超過(guò)普通刮刀6cm以上；
[0038](6)在刀盤(pán)邊緣區(qū)域通過(guò)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采用貝殼刀類型，合金刀刃采用單面刃的方式；邊緣切樁刀6的刀身向刀盤(pán)外傾斜，刀身傾斜量即超挖量取為15mm。
[0039](7)在刀盤(pán)正面外側(cè)區(qū)域和刀盤(pán)側(cè)面區(qū)域堆焊耐磨格柵7，耐磨格柵7的厚度為6mm ο
[0040]由于蘇州切樁工程所切樁基直徑大于1000mm，還在與正面切樁刀相同的切削軌跡上配置儲(chǔ)備切樁刀，儲(chǔ)備切樁刀采取羊角刀類型，其高度介于正面切樁刀和普通刮刀之間，每個(gè)切削軌跡布置I把儲(chǔ)備切樁刀。
[0041]按照上述方法增強(qiáng)后的刀盤(pán)刀具，在蘇州切樁工程獲得成功應(yīng)用，施工效果良好:刀盤(pán)幾乎沒(méi)有變形，刀盤(pán)的正面和側(cè)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(wù)，并且自身?yè)p傷較小；外邊緣切樁刀起到了超挖樁基的作用，保護(hù)了外包管不受損傷。
【權(quán)利要求】
1.一種盾構(gòu)直接切削鋼筋混凝土樁基的刀盤(pán)刀具增強(qiáng)方法，其特征在于，按以下步驟進(jìn)行: 步驟1):刀盤(pán)無(wú)損探傷: 無(wú)損探傷現(xiàn)有刀盤(pán)，檢查是否存在缺陷情況，若探測(cè)出刀盤(pán)存在缺陷情況，先對(duì)刀盤(pán)進(jìn)行修復(fù)； 步驟2):加強(qiáng)刀盤(pán)剛度: 在現(xiàn)有刀盤(pán)的輻條與輻條之間焊接加強(qiáng)肋板，從內(nèi)至外共焊接2~3圈，加強(qiáng)肋板間隔.0.8~L 3m,單個(gè)加強(qiáng)肋板厚度不低于4cm ； 步驟3):改造中心刀: 降低中心刀的高度，改造后的中心刀的高度為原有高度的60%~70%，增加中心刀的厚度，增加后的厚度不小于中心切樁刀的刀身寬度； 步驟4):增配中心切樁刀: 在改造后的中心刀上增配中心切樁刀，中心切樁刀采用貝殼刀類型、單面刀刃的方式，通過(guò)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(pán)正面區(qū)域即刀具切削半徑0.6~3.17m的范圍內(nèi)，通過(guò)焊接的方式增配正面切樁刀；切削半徑0.6m≤r≤2.0m的區(qū)域每軌跡布置I把正面切樁刀，切削半徑.2.0m<r ( 3.0m的區(qū)域每軌跡布置2把正面切樁刀，切削半徑3.0m<r ( 3.17m的區(qū)域每軌跡布置3把正面切樁刀； 正面切樁刀采用貝殼刀類型，合金刀刃采用雙面刃的方式，刀刃角取為90度；正面切樁刀的刀身高度超過(guò)普通刮刀6cm以上； 步驟6):增配邊緣切樁刀: 在刀盤(pán)邊緣區(qū)域按照等相位角的布置方式，通過(guò)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；邊緣切樁刀采用貝殼刀類型，合金刀刃采用單面刃的方式；邊緣切樁刀的刀身向刀盤(pán)外傾斜，刀身傾斜量即超挖量為15~20mm ； 步驟7):加強(qiáng)刀盤(pán)耐磨性: 在刀盤(pán)正面外側(cè)區(qū)域和刀盤(pán)側(cè)面區(qū)域堆焊耐磨格柵，耐磨格柵的厚度不低于5mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盾構(gòu)直接切削鋼筋混凝土樁基的刀盤(pán)刀具增強(qiáng)方法，其特征在于，所述鋼筋混凝土樁基的直徑大于1000mm時(shí)，在與正面切樁刀相同的切削軌跡上配置儲(chǔ)備切樁刀，儲(chǔ)備切樁刀采取羊角刀類型，其高度介于正面切樁刀和普通刮刀之間；每個(gè)切削軌跡布置I把儲(chǔ)備切樁刀。
【文檔編號(hào)】E21D9/08GK103670429SQ201310629364
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】袁大軍, 王占生, 周明保, 丁洲祥, 王社江 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)