一种盾构切削钢筋混凝土桩基的刀盘刀具结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种盾构切削钢筋混凝土桩基的刀盘刀具结构，刀盘在平面上由内到外包括“中心区”、“主磨区”和“主损区”，“中心区”配置有中心双联撕裂刀，“主磨区”配置有正面撕裂刀，“主损区”配置有滚刀和焊接式撕裂刀；刀具在高度上由高到低包括“主切削层”、“辅切削层”和“刮削层”，“主切削层”刀具包括主撕裂刀和滚刀，主撕裂刀包括中心双联撕裂刀和正面撕裂刀，刀高为H1，“辅切削层”刀具包括辅撕裂刀，即焊接式撕裂刀，刀高为H2，“刮削层”刀具包括刮刀，刀高为H3，并且H1＞H2＞H3。本实用新型专利技术可以满足盾构切削钢筋混凝土桩基的同时，又提高切桩效率，缩短施工工期，降低施工成本。降低施工成本。降低施工成本。

【技术实现步骤摘要】
一种盾构切削钢筋混凝土桩基的刀盘刀具结构


[0001]本技术属于盾构施工
，尤其是盾构切削钢筋混凝土桩基技术，特别涉及一种盾构切削钢筋混凝土桩基的刀盘刀具结构。

技术介绍

[0002]随着我国地铁网络的快速发展，城市盾构隧道的建设过程中，与既有建(构)筑物桩基冲突的情况日益增多。传统处理方法多采用桩身侧穿、桩基托换、桩体拔除等方式避桩，伴随着显著的施工成本高、施工周期长和环境影响大等弊端。为此，通过改善盾构刀具配置直接切削破除既有桩体，实现了线路的灵活选择和调整，同时为成本控制、环境保护等方面带来了显著效益。
[0003]软流塑地层具有高黏粒含量、高含水率、高压缩性、低透水性、低承载力等特征，易产生结泥饼堵舱风险，故软流塑地层盾构施工多采用小面板辐条式刀盘及中心管柱支撑结构，盾构刀具配置以刮刀为主。而盾构切桩需考虑刀盘和刀具的整体刚度及结构形式能否满足切桩要求，确保刀具对钢筋及混凝土的破坏效果。因此，结合软流塑地层切桩工况，研究盾构刀具配置极为重要。
[0004]刀具切削钢筋混凝土桩基时会产生刀具磨损，随着刀具轨迹半径的增大，刀具磨损程度往往呈指数增大趋势。为保证后续正常掘进作业，特别是在软土地层和软流塑地层，工程上通常采取预设加固区等方式开仓换刀，伴随着显著的经济成本和人员作业风险；若增加同一轨迹线的刀具数量，虽然会减少刀具的磨损程度，但将增大刀具配置造价。
[0005]已有的切桩案例中，多以贝壳刀、撕裂刀为主，切削钢筋混凝土桩基。苏州地铁2号线盾构在原有刀盘刀具配置基础上，增焊49把贝壳刀，共配置刀具214把，实现了左右线连续切削14根直径1.0～1.2m桩基，成功穿越广济桥桩群；杭州地铁2号线盾构布置49把大贝壳刀和40把焊接式先行刀，切削钢筋混凝土桩基共6根，最大桩径1m；宁波地铁3号线通过焊接49把贝壳先行刀、37把切削先行刀、9把周边先行刀，切削桩体钢筋和混凝土，累计切削通过26根直径377mm桩基。
[0006]上述案例的刀具配置，均实现了盾构切削通过钢筋混凝土桩基，但仍存在以下几点不足：一，轨迹半径不同，刀具磨损程度存在差异，应针对刀具功能和磨损程度进行刀盘分区，控制刀间距和布置成本；二，传统盾构刀盘多配置单一类型刀具，如全盘撕裂刀或全盘滚刀，应根据地层特点，发挥滚刀和撕裂刀的优势，灵活配置刀盘刀具。
[0007]因此，鉴于上述问题，有必要提出一种既能满足工程切桩需要，同时控制施工成本的刀具配置方法具有重要意义。

技术实现思路

[0008]为解决上述问题，本技术基于绍兴地铁2号线切桩项目，提出了一种盾构切削钢筋混凝土桩基的刀盘刀具结构，尤其适用于软流塑地层盾构切削大直径钢筋混凝土桩基，使盾构可以满足切削钢筋混凝土桩基尤其是钢筋混凝土桩基的同时，又缩短施工工期，
降低施工成本。
[0009]本技术是这样实现的：
[0010]一种盾构切削钢筋混凝土桩基的刀盘刀具结构，包括刀盘和布置在所述刀盘上的刀具：
[0011]所述刀盘在平面上由内到外包括“中心区”、“主磨区”和“主损区”，其中，“中心区”排渣，配置有中心双联撕裂刀，“主磨区”切桩，配置有正面撕裂刀，“主损区”保径，配置有滚刀和焊接式撕裂刀；
[0012]所述刀具在高度上由高到低包括“主切削层”、“辅切削层”和“刮削层”，其中，“主切削层”刀具包括主撕裂刀和滚刀，主撕裂刀包括中心双联撕裂刀和正面撕裂刀，刀高为H1，“辅切削层”刀具包括辅撕裂刀，即焊接式撕裂刀，刀高为H2，“刮削层”刀具包括刮刀，刀高为H3，并且H1＞H2＞H3。
[0013]在一些实施例中，所述“中心区”轨迹半径为0＜R≤0.3r，所述“主磨区”轨迹半径为0.3r＜R≤0.85r，所述“主损区”轨迹半径为0.85r＜R≤r，r为刀盘半径。
[0014]在一些实施例中，所述“中心区”刀具的刀间距为90mm≤L1≤95mm，所述“主磨区”刀具的刀间距为80mm≤L2≤85mm，所述“主损区”刀具的刀间距为25mm≤L3≤80mm。
[0015]在一些实施例中，所述主撕裂刀与刮刀的刀高差H1
‑
H3满足主撕裂刀切筋前刮刀刮削钢筋保护层混凝土。
[0016]在一些实施例中，所述辅撕裂刀与刮刀的刀高差H2
‑
H3不小于钢筋直径。
[0017]在一些实施例中，所述滚刀刀高与主撕裂刀刀高一致。
[0018]在一些实施例中，所述“主切削层”刀具刀高H1为160mm，“辅切削层”刀具刀高H2为140mm，“刮削层”刀具刀高H3为115mm。
[0019]在一些实施例中，所述“主切削层”中的滚刀与“辅切削层”中的焊接式撕裂刀同轨迹。
[0020]在一些实施例中，所述滚刀为单刃镶齿滚刀，刀刃镶嵌合金42颗。
[0021]在一些实施例中，所述钢筋混凝土桩基为大直径钢筋混凝土桩基，桩基直径不小于800mm。
[0022]本技术相对于现有技术的有益效果是：
[0023]1.提出“中心区排渣、主磨区切桩、主损区保径”的“三区刀”布置理念，控制刀具的磨与损，平衡刀具的布置成本与切桩效率。
[0024]2.提出“一主、一辅、一刮”的“三层刀”布置理念，主刀、辅刀、刮刀刀高差层次化配置，提高盾构切桩能力、切桩效率和安全储备。
[0025]3.以撕裂刀和滚刀的组合形式配置切桩刀盘，充分利用滚刀的滚压破砼机理控制开挖直径，利用撕裂刀的冲剪破砼、切筋机理实现钢筋混凝土桩体的有效切削，综合提高盾构切桩能力。
[0026]4.通过合理配置主撕裂刀与刮刀的刀高差，以及辅撕裂刀与刮刀的刀高差，确保在切桩过程中主撕裂刀切断钢筋，辅撕裂刀提供安全储备，刮刀刮削钢筋保护层混凝土，且在切断钢筋前刮刀不会触及钢筋，避免刮刀损坏。
[0027]5.切削和刮削的钢筋长度以及混凝土渣样尺寸适中，符合预期，易于螺旋机排出，不会造成卡机现象。
[0028]6.相比于现有切桩案例，切桩所需撕裂刀配置数量显著降低，切桩成本减少，刀具磨损程度符合预期。
[0029]应当理解，本技术任一实施方式的实现并不意味要同时具备或达到上述有益效果的多个或全部。
[0030]应当理解，
技术实现思路
部分中所描述的内容并非旨在限定本技术的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本技术的范围。本技术的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
[0032]本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本技术可实施的限定条件，故不具技术上的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盾构切削钢筋混凝土桩基的刀盘刀具结构，包括刀盘和布置在所述刀盘上的刀具，其特征在于：所述刀盘在平面上由内到外包括“中心区”、“主磨区”和“主损区”，其中，“中心区”排渣，配置有中心双联撕裂刀，“主磨区”切桩，配置有正面撕裂刀，“主损区”保径，配置有滚刀和焊接式撕裂刀；所述刀具在高度上由高到低包括“主切削层”、“辅切削层”和“刮削层”，其中，“主切削层”刀具包括主撕裂刀和滚刀，主撕裂刀包括中心双联撕裂刀和正面撕裂刀，刀高为H1，“辅切削层”刀具包括辅撕裂刀，即焊接式撕裂刀，刀高为H2，“刮削层”刀具包括刮刀，刀高为H3，并且H1＞H2＞H3。2.根据权利要求1所述的刀盘刀具结构，其特征在于：所述“中心区”轨迹半径为0＜R≤0.3r，所述“主磨区”轨迹半径为0.3r＜R≤0.85r，所述“主损区”轨迹半径为0.85r＜R≤r，r为刀盘半径。3.根据权利要求1所述的刀盘刀具结构，其特征在于：所述“中心区”刀具的刀间距为90mm≤L1≤95mm，所述“主磨区”刀具的刀间距为80mm≤L2≤85mm，所述“主损区”...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨昊，郭全国，赵建武，綦兴南，龙长喜，汪求兵，陈子豪，
申请(专利权)人：北京城建轨道交通建设工程有限公司，
类型：新型
国别省市：