1、2020/10/1,Page 1,港鐵公司,10/1/2020,Page 1,港鐵公司,盾構(gòu)機連續(xù)破橋樁工程案例,2012年12月,2020/10/1,Page 2,2020/10/1,Page 2,蘇州地鐵2號線-TS-06標(biāo)三醫(yī)院至石路站盾構(gòu)區(qū)間施工，盾構(gòu)機需穿越廣濟橋，共有14根鉆孔灌注樁侵入?yún)^(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34.538.5m，其中位于1#橋墩上的2根樁基，直徑1200mm，主筋22mm。見圖1、圖2。,2020/10/1,Page 3,2020/10/1,Page 3,2020/10/1,Page 4,2020/10/1,Page 4

2、,2020/10/1,Page 5,橋梁的基本情況介紹,廣濟橋建成于2003年，橋長43米，橋?qū)?2米，為3孔（16+11+16m）預(yù)應(yīng)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(gòu)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(jīng)濟成本較高。因此將盾構(gòu)機改造加強后直接切削穿越廣濟橋的14根最大直徑1200mm的鉆孔灌注樁。,2020/10/1,Page 6,盾構(gòu)機概況及參數(shù),2020/10/1,Page 7,盾構(gòu)機概況及參數(shù),2020/10/1,Page 8,改造前盾構(gòu)機主要參數(shù)見下述:,刀盤扭矩 刀盤采用變頻驅(qū)動，配置總功率為440kW。額定扭矩514

3、7kNm，=20.2，脫困扭矩6176 kNm，=24.2。 推進(jìn)油缸 配置22個油缸，總推力為37730kN，能滿足最不利工況的掘進(jìn)。 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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)。,2020/10/1,Page 9,盾構(gòu)機改造方案,刀盤上刀具的改造刀具的結(jié)構(gòu),盾構(gòu)機改造的關(guān)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”

4、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(jù)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(jié)構(gòu)。,2020/10/1,Page 10,盾構(gòu)機改造方案,刀盤上刀具的改造刀具的結(jié)構(gòu),2020/10/1,Page 11,盾構(gòu)機改造方案,刀盤上刀具的改造刀具的結(jié)構(gòu),2020/10/1,Page 12,盾構(gòu)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

5、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(jìn)壽命。,2020/10/1,Page 13,盾構(gòu)機改造方案,刀盤上刀具的改造刀具的布置,2020/10/1,Page 14,盾構(gòu)機改造方案,刀盤上刀具的改造刀具的布置,2020/10/1,Page 15,盾構(gòu)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(dá)，將驅(qū)

6、動扭矩提高33%。,2020/10/1,Page 16,盾構(gòu)機改造方案,盾尾外置式同步注漿管改造,盾構(gòu)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(gòu)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。,2020/10/1,Page 17,盾構(gòu)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。,2020/10/1,Page 18,橋樁切割、破斷試驗及刀盤刀具布置的進(jìn)一步改進(jìn),橋樁切割、破斷試

7、驗,為了能驗證盾構(gòu)機改造后對橋樁切割、破斷的能力，施工方在盾構(gòu)機始發(fā)洞門前澆筑了2根直徑為1200mm，主筋22mm的樁基。,2020/10/1,Page 19,橋樁切割、破斷試驗及刀盤刀具布置的進(jìn)一步改進(jìn),試驗結(jié)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(jìn)力也比較小。 （3）切割后的主筋長度比較長。最長的約3m以上。,2020/10/1,Page 20,橋樁切割、破斷試驗及刀盤刀具布置的進(jìn)一步改進(jìn),刀盤刀具布置的進(jìn)一步改進(jìn),從橋基切割、破斷試驗來說，改造后的盾構(gòu)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

8、機，需要進(jìn)一步考慮刀具的布置，避免切割后的鋼筋長度過大。,2020/10/1,Page 21,橋樁切割、破斷試驗及刀盤刀具布置的進(jìn)一步改進(jìn),刀盤刀具布置的進(jìn)一步改進(jìn),2020/10/1,Page 22,橋樁切割、破斷試驗及刀盤刀具布置的進(jìn)一步改進(jìn),刀盤刀具布置的進(jìn)一步改進(jìn),3處3把刀具的高度：每處中間1把高度增加65mm，2側(cè)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(jù)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(gòu)機掘進(jìn)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(nèi)。 刀具布置進(jìn)一步改進(jìn)前內(nèi)側(cè)2處，每處3把刀具的軌跡上各配置1把刀，現(xiàn)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，m的追加在9點左右的位置、的追加在4點20分左右的位置。,2020/10/1,Page 23,施工效果,2020/10/1,Page 24,結(jié)論,從上表參數(shù)可見，