盾構(gòu)法施工截樁案例

盾構(gòu)法施工截樁案例*Page2*Page2蘇州地鐵2號線Ⅱ-TS-06標(biāo)三醫(yī)院至石路站盾構(gòu)區(qū)間施工，盾構(gòu)機(jī)需穿越廣濟(jì)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34.5~38.5m，其中位于1#橋墩上的2根樁基，直徑Φ1200mm，主筋Φ22mm。見圖1、圖2。*Page3*Page3*Page4*Page4*Page5橋梁的基本情況介紹廣濟(jì)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(shí)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(jì)成本較高。因此將盾構(gòu)機(jī)改造加強(qiáng)后直接切削穿越廣濟(jì)橋的14根最大直徑Φ1200mm的鉆孔灌注樁。*Page6盾構(gòu)機(jī)概況及參數(shù)*Page7盾構(gòu)機(jī)概況及參數(shù)*Page8改造前盾構(gòu)機(jī)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5147kNm，α=20.2，脫困扭矩6176kNm，α=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(jī)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)。*Page9盾構(gòu)機(jī)改造方案刀盤上刀具的改造—刀具的結(jié)構(gòu)盾構(gòu)機(jī)改造的關(guān)鍵點(diǎn)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。“切削性”就是具有破碎、切割橋樁及鋼筋的功能；“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(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)。*Page10盾構(gòu)機(jī)改造方案刀盤上刀具的改造—刀具的結(jié)構(gòu)*Page11盾構(gòu)機(jī)改造方案刀盤上刀具的改造—刀具的結(jié)構(gòu)*Page12盾構(gòu)機(jī)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(jìn)壽命。*Page13盾構(gòu)機(jī)改造方案刀盤上刀具的改造—刀具的布置*Page14盾構(gòu)機(jī)改造方案刀盤上刀具的改造—刀具的布置*Page15盾構(gòu)機(jī)改造方案螺旋機(jī)改造為了防止橋樁中切斷后的鋼筋卡在螺旋機(jī)中，將原來的有軸式螺旋機(jī)更換為具有伸縮功能的無軸帶式螺旋機(jī)，并且增加一臺液壓馬達(dá)，將驅(qū)動扭矩提高33%。*Page16盾構(gòu)機(jī)改造方案盾尾外置式同步注漿管改造盾構(gòu)機(jī)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(jī)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。*Page17盾構(gòu)機(jī)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(qiáng)仿行刀強(qiáng)度。*Page18橋樁切割、破斷試驗(yàn)及刀盤刀具布置的進(jìn)一步改進(jìn)橋樁切割、破斷試驗(yàn)為了能驗(yàn)證盾構(gòu)機(jī)改造后對橋樁切割、破斷的能力，施工方在盾構(gòu)機(jī)始發(fā)洞門前澆筑了2根直徑為1200mm，主筋Φ22mm的樁基。*Page19橋樁切割、破斷試驗(yàn)及刀盤刀具布置的進(jìn)一步改進(jìn)試驗(yàn)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。*Page20橋樁切割、破斷試驗(yàn)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(yàn)來說，改造后的盾構(gòu)機(jī)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(jī)，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。*Page21橋樁切割、破斷試驗(yàn)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)*Page22橋樁切割、破斷試驗(yàn)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(yàn)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(jī)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，Ｂm的追加在9點(diǎn)左右的位置、Ａｍ的追加在4點(diǎn)20分左右的位置。*Page23施工效果*Page24結(jié)論從上