侵入盾构隧道断面的锚索清除系统及清除方法技术方案

本发明专利技术公开了一种侵入盾构隧道断面的锚索清除系统及清除方法，该系统包括锚索探测组件、锚索切割组件和锚索拔除组件；锚索切割组件分别在盾构隧道(1)两侧的土体中钻进成孔，形成锚索切割钻孔(3)；锚索探测组件安装在锚索切割组件上，使锚索探测组件在随锚索切割组件钻进时探测锚索(2)的所在位置；锚索切割组件切断锚索成第一段(202a)、第二段(202b)和第三段(202c)；锚索拔除组件在盾构隧道施工区域的土体中钻进成孔，形成锚索拔除钻孔(4)，锚索拔除组件缠绕并拔除第二段。本发明专利技术能解决传统锚索清除方法不具有锚索位置探测功能、需要人工挖孔桩、竖井或暗挖通道拔除锚索的费时费力的问题。的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
侵入盾构隧道断面的锚索清除系统及清除方法


[0001]本专利技术涉及一种盾构隧道施工清障设备及方法，尤其涉及一种侵入盾构隧道断面的锚索清除系统及清除方法。

技术介绍

[0002]随着我国城市化进程的不断推进，为缓解人口与地面交通日益加剧的矛盾，交通方式正逐渐由地面交通形式向地下交通形式过渡。其中，盾构隧道由于建筑速度快、施工便捷、安全性高等优点，逐渐成为城市地下轨道交通的主要建设形式。
[0003]然而，受城市既有构建物的影响，盾构隧道在施工过程中不可避免会遇到(构)建物地下结构施工遗留的锚索或锚杆等障碍物。考虑到侵入盾构隧道断面内的锚索会对盾构设备的正常运转以及整个工程工期、成本、安全等方面带来不利影响，必须在盾构施工前对侵入盾构隧道断面内的锚索进行清除。传统的锚索清除方法是：通过人工挖孔桩、竖井或暗挖通道至锚索位置处，再将锚索拔出。传统的锚索清除方法不具有锚索位置探测功能，不仅需要事先明确锚索的位置，同时需要占用大量的地面空间，且操作费时费力，成本较高。因此，需要提供一种侵入盾构隧道断面的锚索清除系统及清除方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种侵入盾构隧道断面的锚索清除系统及清除方法，能解决传统锚索清除方法不具有锚索位置探测功能、需要人工挖孔桩、竖井或暗挖通道拔除锚索的费时费力的问题。
[0005]本专利技术是这样实现的：
[0006]一种侵入盾构隧道断面的锚索清除系统，包括锚索探测组件、锚索切割组件和锚索拔除组件；锚索切割组件分别在盾构隧道两侧的土体中钻进成孔，形成锚索切割钻孔；锚索探测组件安装在锚索切割组件上，使锚索探测组件在随锚索切割组件钻进时探测锚索的所在位置；锚索切割组件沿锚索切割钻孔下降并切断锚索，将锚索的锚索自由段切割成与锚索锚固段连接的第一段、侵入盾构隧道断面的第二段和远离锚索锚固段的第三段；锚索拔除组件在盾构隧道施工区域的土体中钻进成孔，形成锚索拔除钻孔，且锚索拔除组件沿锚索拔除钻孔下降并缠绕拔除锚索自由段的第二段。
[0007]所述的锚索切割组件包括钻杆、螺旋叶片、固定套筒、活动套筒、切割刀盘、钻头和锥形齿块；螺旋叶片呈螺旋状同轴环绕设置在钻杆上，锚索探测组件安装在钻杆上，钻头呈锥形结构并同轴设置在钻杆的一端，钻杆的另一端外接钻机；固定套筒同轴环绕安装在螺旋叶片的外侧，固定套筒与活动套筒的一端同轴连接，活动套筒的另一端与切割刀盘的一端同轴可拆卸式连接；切割刀盘的另一端周向均布有若干块锥形齿块，若干块锥形齿块环绕设置在钻头的外侧，使若干块锥形齿块能切断锚索自由段。
[0008]所述的螺旋叶片靠近钻头的一端设有刀刃，刀刃与螺旋叶片固定连接，且刀刃与钻杆之间形成钝角夹角。
[0009]所述的刀刃与螺旋叶片的接触面呈锯齿状结构，使刀刃与螺旋叶片通过锯齿咬合连接并焊接固定。
[0010]所述的锚索探测组件包括发射天线、天线连接线、接收天线和指示灯；发射天线设置在钻杆的一端且位于钻头的上方，接收天线和指示灯设置在钻杆的另一端且位于地表处，发射天线通过天线连接线与接收天线电连接，指示灯与接收天线电连接。
[0011]所述的发射天线上设有保护套。
[0012]所述的钻杆的表面形成有凹槽，凹槽位于发射天线与接收天线之间，天线连接线嵌装在凹槽内。
[0013]所述的锚索拔除组件包括钻杆、螺旋叶片、固定套筒、活动套筒、钻头、缠绕刀盘和缠绕杆体；螺旋叶片呈螺旋状同轴环绕设置在钻杆上，钻头呈锥形结构并同轴设置在钻杆的一端，钻杆的另一端外接钻机；固定套筒同轴环绕安装在螺旋叶片的外侧，固定套筒与活动套筒的一端同轴连接，活动套筒的另一端与缠绕刀盘的一端同轴可拆卸式连接；缠绕刀盘的另一端周向均布有若干根缠绕杆体，锚索自由段的第二段能缠绕在若干根缠绕杆体之间，若干根缠绕杆体的端部呈锥形结构。
[0014]所述的缠绕刀盘的另一端间隔设有若干块切削钢板，若干块切削钢板周向分布在钻杆的外侧四周，若干块切削钢板的边缘处形成有弧形刀刃；若干根缠绕杆体分别对应连接在若干块切削钢板上，且周向分布在钻头的外侧四周。
[0015]一种侵入盾构隧道断面的锚索清除系统的清除方法，包括以下步骤：
[0016]步骤1：搜集盾构隧道施工区域周边建筑物地下结构的基础资料，大致确定侵入盾构隧道断面的锚索的基础信息；
[0017]步骤2：在盾构隧道断面两侧分别采用锚索切割组件钻进成孔，形成锚索切割钻孔，在钻进过程中通过锚索探测组件确定侵入盾构隧道断面的锚索的位置信息，并在地表绘出侵入盾构隧道断面的锚索在地表的投影线；
[0018]步骤3：根据锚索投影线所在位置，分别沿两个锚索切割钻孔运行锚索切割组件至预定深度，并切断侵入盾构隧道断面的锚索，释放锚索预应力，锚索包括锚索锚固段和锚索自由段，且锚索自由段被切割成与锚索锚固段连接的第一段、侵入盾构隧道断面的第二段和远离锚索锚固段的第三段，锚索锚固段、锚索自由段的第一段和第三段均不影响盾构隧道的正常施工，不需要进行处理，仅需拔除锚索自由段的第二段；
[0019]步骤4：根据锚索在地表的投影线，通过锚索拔除组件在盾构隧道施工区域处钻进成孔，形成锚索拔除钻孔；沿锚索拔除钻孔运行锚索拔除组件至预定深度，使锚索自由段的第二段缠绕在锚索拔除组件上，并随锚索拔除组件拔出锚索拔除钻孔；
[0020]步骤5：在地面上对锚索拔除组件上所缠绕的锚索自由段的第二段进行人工清除；
[0021]步骤6：重复步骤1至步骤5，直至侵入盾构隧道内的锚索全部清除后，进行盾构隧道的掘进作业。
[0022]本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0023]1、本专利技术由于设有锚索探测组件和锚索切割组件，通过锚索切割组件在盾构隧道断面的两侧钻孔，并通过锚索探测组件对土体内的锚索位置进行精确的探测，再通过锚索切割组件切断锚索，便于对侵入盾构隧道断面的锚索进行拔除，确保锚索拔除彻底，且有利于提高锚索清除效率；同时，锚索探测和切割占用空间小，不受应用场景的限制，具有良好
的普适性。
[0024]2、本专利技术由于设有锚索拔除组件，通过锚索拔除组件在盾构隧道断面处钻孔，并利用缠绕杆体对切断的锚索自由段第二段进行缠绕，锚索自由段切断后预应力释放，便于缠绕杆体将侵入盾构隧道断面的锚索自由段第二段进行缠绕拔除，操作便捷、安全，工艺简单，拔除成本较低，无需传统的人工挖孔，开挖竖井以及暗挖通道等处置措施，避免开挖施工对周边构筑物的扰动影响，保证盾构隧道的顺利施工，可广泛应用于地铁隧道、顶管隧道等施工工程中。
附图说明
[0025]图1是本专利技术侵入盾构隧道断面的锚索清除系统进行锚索切割钻孔和锚索拔除钻孔的施工示意图；
[0026]图2是本专利技术侵入盾构隧道断面的锚索清除系统中锚索探测组件的结构示意图；
[0027]图3是本专利技术侵入盾构隧道断面的锚索清除系统中锚索切割组件的结构示意图；
[0028]图4是本专利技术侵入盾构隧道断面的锚索清除系统中锚索拔除组件的结构示意图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种侵入盾构隧道断面的锚索清除系统，其特征是：包括锚索探测组件、锚索切割组件和锚索拔除组件；锚索切割组件分别在盾构隧道(1)两侧的土体中钻进成孔，形成锚索切割钻孔(3)；锚索探测组件安装在锚索切割组件上，使锚索探测组件在随锚索切割组件钻进时探测锚索(2)的所在位置；锚索切割组件沿锚索切割钻孔(3)下降并切断锚索(2)，将锚索(2)的锚索自由段(202)切割成与锚索锚固段(201)连接的第一段(202a)、侵入盾构隧道(1)断面的第二段(202b)和远离锚索锚固段(201)的第三段(202c)；锚索拔除组件在盾构隧道(1)施工区域的土体中钻进成孔，形成锚索拔除钻孔(4)，且锚索拔除组件沿锚索拔除钻孔(4)下降并缠绕拔除锚索自由段(202)的第二段(202b)。2.根据权利要求1所述的侵入盾构隧道断面的锚索清除系统，其特征是：所述的锚索切割组件包括钻杆(9)、螺旋叶片(10)、固定套筒(11)、活动套筒(12)、切割刀盘(13)、钻头(14)和锥形齿块(17)；螺旋叶片(10)呈螺旋状同轴环绕设置在钻杆(9)上，锚索探测组件安装在钻杆(9)上，钻头(14)呈锥形结构并同轴设置在钻杆(9)的一端，钻杆(9)的另一端外接钻机；固定套筒(11)同轴环绕安装在螺旋叶片(10)的外侧，固定套筒(11)与活动套筒(12)的一端同轴连接，活动套筒(12)的另一端与切割刀盘(13)的一端同轴可拆卸式连接；切割刀盘(13)的另一端周向均布有若干块锥形齿块(17)，若干块锥形齿块(17)环绕设置在钻头(14)的外侧，使若干块锥形齿块(17)能切断锚索自由段(202)。3.根据权利要求2所述的侵入盾构隧道断面的锚索清除系统，其特征是：所述的螺旋叶片(10)靠近钻头(14)的一端设有刀刃(15)，刀刃(15)与螺旋叶片(10)固定连接，且刀刃(15)与钻杆(9)之间形成钝角夹角。4.根据权利要求3所述的侵入盾构隧道断面的锚索清除系统，其特征是：所述的刀刃(15)与螺旋叶片(10)的接触面呈锯齿状结构，使刀刃(15)与螺旋叶片(10)通过锯齿咬合连接并焊接固定。5.根据权利要求2所述的侵入盾构隧道断面的锚索清除系统，其特征是：所述的锚索探测组件包括发射天线(5)、天线连接线(6)、接收天线(7)和指示灯(8)；发射天线(5)设置在钻杆(9)的一端且位于钻头(14)的上方，接收天线(7)和指示灯(8)设置在钻杆(9)的另一端且位于地表处，发射天线(5)通过天线连接线(6)与接收天线(7)电连接，指示灯(8)与接收天线(7)电连接。6.根据权利要求5所述的侵入盾构隧道断面的锚索清除系统，其特征是：所述的发射天线(5)上设有保护套。7.根据权利要求5所述的侵入盾构隧道断面的锚索清除系统，其特征是：所述的钻杆(9)的表面形成有凹槽，凹槽位于发射天线(5)与接收天线(7)之间，天线连接线(6)嵌装在凹槽内。8.根据权利要求1所述的侵入盾构隧道断面的锚索清除...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓彤，郭萧阳，何国军，李章林，李少鹏，范杰，宋兴宝，伍军奇，刘杰，宋才德，刘佳琦，寇晓勇，陈培新，张海超，刘蛟龙，李咸朋，
申请(专利权)人：上海隧道盾构工程有限公司，
类型：发明
国别省市：