2024/11/26Page1港鐵公司11/26/2024Page1港鐵公司盾構機連續(xù)破橋樁工程案例2012年12月2024/11/26Page22024/11/26Page2蘇州地鐵2號線Ⅱ-TS-06標三醫(yī)院至石路站盾構區(qū)間施工，盾構機需穿越廣濟橋，共有14根鉆孔灌注樁侵入區(qū)間隧道，其中左線5排7根（2排有2根并列），右線7排7根，樁長度在34.5~38.5m，其中位于1#橋墩上的2根樁基，直徑Φ1200mm，主筋Φ22mm。見圖1、圖2。2024/11/26Page32024/11/26Page32024/11/26Page42024/11/26Page42024/11/26Page5橋梁的基本情況介紹廣濟橋建成于2003年，橋長43米，橋寬32米，為3孔（16+11+16m）預應力混凝土簡支板梁橋。臨近繁華的石路商業(yè)區(qū)，周圍建構筑物密集，交通流量大。若實施拆橋樁再建新橋的方案，將對公共交通引起較大干擾，社會和經濟成本較高。因此將盾構機改造加強后直接切削穿越廣濟橋的14根最大直徑Φ1200mm的鉆孔灌注樁。2024/11/26Page6盾構機概況及參數2024/11/26Page7盾構機概況及參數2024/11/26Page8改造前盾構機主要參數見下述:刀盤扭矩刀盤采用變頻驅動，配置總功率為440kW。額定扭矩5147kNm，α=20.2，脫困扭矩6176kNm，α=24.2。推進油缸配置22個油缸，總推力為37730kN，能滿足最不利工況的掘進。鉸接油缸鉸接裝置采用主動鉸接形式，16個油缸分成4區(qū)，可以上下、左右彎曲。螺旋機功率為150kW。最大扭矩46.7kNm，轉速22rpm。刀具刀具采用主切削刀+焊接型先行刀2段高度配置。刀具形式適用于軟土的結構。2024/11/26Page9盾構機改造方案刀盤上刀具的改造—刀具的結構盾構機改造的關鍵點在于追加的刀具，追加的刀具必須具有“切削性”和“超硬刀頭耐崩損性”2種特性?！扒邢餍浴本褪蔷哂衅扑椤⑶懈顦驑都颁摻畹墓δ?；“超硬刀頭耐崩損性”就是具有連續(xù)破碎、切割最少7根以上的橋樁后，刀具耐磨性和超硬刀頭不易崩損。根據上述2種特性的要求，刀具配置焊接型貝殼先行刀和焊接型切削先行刀，中心刀采用切斷效能高的鋸齒形結構。2024/11/26Page10盾構機改造方案刀盤上刀具的改造—刀具的結構2024/11/26Page11盾構機改造方案刀盤上刀具的改造—刀具的結構2024/11/26Page12盾構機改造方案刀盤上刀具的改造—刀具的布置刀盤上追加焊接52把焊接型貝殼先行刀和40把焊接型切削先行刀。追加刀具的軌跡布置：

1#焊接型貝殼先行刀高度為160mm，刀盤中心部位每個軌跡上布置1把刀，中間部位每個軌跡上布置2把刀，外周部位每個軌跡上布置3把刀。

2#焊接型切削先行刀高度為120mm，刀盤中心、中間部位每個軌跡上布置1把刀，外周部位每個軌跡上布置3把刀。

2種追加的焊接型先行刀高度與原先刀盤上主切削刀80mm的高度形成了3段高度差，可以確保刀具的掘進壽命。2024/11/26Page13盾構機改造方案刀盤上刀具的改造—刀具的布置2024/11/26Page14盾構機改造方案刀盤上刀具的改造—刀具的布置2024/11/26Page15盾構機改造方案螺旋機改造為了防止橋樁中切斷后的鋼筋卡在螺旋機中，將原來的有軸式螺旋機更換為具有伸縮功能的無軸帶式螺旋機，并且增加一臺液壓馬達，將驅動扭矩提高33%。2024/11/26Page16盾構機改造方案盾尾外置式同步注漿管改造盾構機在穿越橋樁時，盾尾同步注漿管（“烏龜殼”）會與橋樁相遇，為了防止盾構機卡滯，見原先高度為120mm的“烏龜殼”更換為高度為68mm的“烏龜殼”。并且在“烏龜殼”前端追加了若干把焊接型先行刀。2024/11/26Page17盾構機改造方案仿形刀改造為了能在橋樁與同步注漿“烏龜殼”相碰時，可以啟動仿形刀切削橋樁，將原先切削軟土的刀具更換為能切削、破斷橋樁的貝殼型刀具，并且加強仿行刀強度。2024/11/26Page18橋樁切割、破斷試驗及刀盤刀具布置的進一步改進橋樁切割、破斷試驗為了能驗證盾構機改造后對橋樁切割、破斷的能力，施工方在盾構機始發(fā)洞門前澆筑了2根直徑為1200mm，主筋Φ22mm的樁基。2024/11/26Page19橋樁切割、破斷試驗及刀盤刀具布置的進一步改進試驗結果（1）刀盤刀具對橋樁及主筋的切割、破斷能力非常好。（2）刀盤扭矩較小，不超過30%，推進力也比較小。（3）切割后的主筋長度比較長。最長的約3m以上。2024/11/26Page20橋樁切割、破斷試驗及刀盤刀具布置的進一步改進刀盤刀具布置的進一步改進從橋基切割、破斷試驗來說，改造后的盾構機完全能滿足橋樁的破碎及切割要求。但破斷后的部分鋼筋過長，為了防止較長鋼筋卡住螺旋機，需要進一步考慮刀具的布置，避免切割后的鋼筋長度過大。2024/11/26Page21橋樁切割、破斷試驗及刀盤刀具布置的進一步改進刀盤刀具布置的進一步改進2024/11/26Page22橋樁切割、破斷試驗及刀盤刀具布置的進一步改進刀盤刀具布置的進一步改進3處3把刀具的高度：每處中間1把高度增加65mm，2側的刀具高度增加30mm。由于3個位置的刀具高于其他刀具，因此先于其他刀具破碎、切割鋼筋，而其他同一平面部分的鋼筋還包裹在混凝土中，未被破碎、切割，根據試驗樁鋼筋破碎、切割的工況，高度增加處的鋼筋被切割斷后，盾構機掘進95mm之后，其他刀具才開始破碎、切割同一平面的橋樁，這樣破碎、切割后的鋼筋可以控制在一定的范圍內。

刀具布置進一步改進前內側2處，每處3把刀具的軌跡上各配置1把刀，現在中間（高度增加65mm）的1把刀具的軌跡上增加1把，即1個軌跡上有2把刀。從刀盤正面看，Ｂm的追加在9點左右的位置、Ａｍ的追加在4點20分左右的位置。2024/11/26Page23施工效果2024/11/26Page24結論

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