本發(fā)明涉及一種軟土地層盾構(gòu)機(jī)盾構(gòu)磨削既有構(gòu)筑物混凝土樁基的系統(tǒng)，特別涉及一種在城市中心地下盾構(gòu)地鐵隧道時(shí)，采用軟土地層盾構(gòu)機(jī)來(lái)盾構(gòu)磨削既有構(gòu)筑物的鋼筋混凝土樁基的系統(tǒng)及磨樁方法。

背景技術(shù)：

在城市中心區(qū)域進(jìn)行地鐵盾構(gòu)施工時(shí)，由于既有建筑樁基及現(xiàn)有地下管線的存在，使地鐵規(guī)劃線路需要盾構(gòu)穿越城市既有樁基的情況越來(lái)越多。由于既有構(gòu)筑物承載著城市的重要功能，如何使盾構(gòu)施工過(guò)程，不影響既有構(gòu)筑物的正常使用，成為盾構(gòu)施工面臨的新課題。在地鐵隧道盾構(gòu)區(qū)間，有時(shí)會(huì)遇到需要對(duì)既有樁基進(jìn)行切除的情況，此類(lèi)情況，一般采用拆除原構(gòu)筑物，并進(jìn)行地面拔樁，或開(kāi)挖豎井后鑿樁的方式，對(duì)障礙樁進(jìn)行事先拆除，以保證盾構(gòu)的正常施工，但此類(lèi)施工方法存在對(duì)周邊環(huán)境影響大，施工成本高和工期長(zhǎng)的缺陷，特別是在城市中心區(qū)域，受環(huán)境客觀因素限制，此類(lèi)施工方法無(wú)法實(shí)施。

軟土地層盾構(gòu)機(jī)是一種在軟土地層中進(jìn)行隧道施工的設(shè)備，相對(duì)復(fù)合式盾構(gòu)機(jī)來(lái)講，具有設(shè)備成本低，刀盤(pán)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)容易的優(yōu)點(diǎn)。在軟土地層盾構(gòu)施工過(guò)程中，當(dāng)遇到鋼筋混凝土既有構(gòu)筑物樁基時(shí)，如何使用軟土地層盾構(gòu)機(jī)，來(lái)截?cái)嗨龅降募扔袠?gòu)筑物的混凝土樁基，以保證地面既有構(gòu)筑物的穩(wěn)定、安全和不間斷使用，是施工中迫切需要解決的問(wèn)題。由于軟土地層盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng)配備的是變速泵推進(jìn)系統(tǒng)，變速泵是盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)向前推進(jìn)的動(dòng)力源。軟土地層盾構(gòu)機(jī)在施工時(shí)，盾構(gòu)切斷鋼筋混凝土既有構(gòu)筑物樁基過(guò)程中，盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)的向前推力主要是依賴(lài)于變速泵，由于變速泵輸出氣流的不穩(wěn)定，導(dǎo)致刀盤(pán)向前推進(jìn)磨樁的速度也不穩(wěn)定，使盾構(gòu)機(jī)司機(jī)現(xiàn)場(chǎng)磨樁操作不容易把控。另外，現(xiàn)有的軟土地層盾構(gòu)機(jī)的刀盤(pán)，不具有切削鋼筋混凝土的能力，特別是中心刀具的配置，不能勝任切削鋼筋的任務(wù)，其刀盤(pán)上刀具軌跡的布置，也無(wú)法將所磨樁切削的混凝土鋼筋截成小段，經(jīng)常發(fā)生刀盤(pán)被所磨鋼筋纏繞卡滯的現(xiàn)象。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種軟土地層盾構(gòu)磨樁系統(tǒng)及其磨樁方法，解決了軟土地層盾構(gòu)機(jī)在盾構(gòu)磨削盾構(gòu)區(qū)間上的既有構(gòu)筑物樁基的鋼筋混凝土?xí)r，存在的鋼筋切段困難和對(duì)既有構(gòu)筑物的穩(wěn)定影響較大的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案解決以上技術(shù)問(wèn)題的：

一種軟土地層盾構(gòu)磨樁系統(tǒng)，包括軟土地層盾構(gòu)機(jī)和既有構(gòu)筑物的鋼筋混凝土樁基，在軟土地層盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng)中配置有變速泵；其特征在于，在軟土地層盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng)的變速泵的輸出氣路上，串聯(lián)有一個(gè)氣路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)閥，在該氣路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)閥的另一輸入口上連接有定速流量泵；軟土地層盾構(gòu)機(jī)的刀盤(pán)是磨削在既有構(gòu)筑物的鋼筋混凝土樁基上的。

在軟土地層盾構(gòu)機(jī)的刀盤(pán)的中心刀座上呈一字形地設(shè)置有六把貝殼刀，相鄰的兩把貝殼刀的間距為10厘米，六把貝殼刀中的每把貝殼刀的高度是從刀盤(pán)中心向刀盤(pán)邊緣依次降低的，距離刀盤(pán)邊緣最近的貝殼刀的高度是高出刀盤(pán)面板20厘米的；在軟土地層盾構(gòu)機(jī)的刀盤(pán)平面區(qū)域上，刀間距為100毫米；在軟土地層盾構(gòu)機(jī)的刀盤(pán)邊圓弧區(qū)域上，刀間距為50毫米。

在刀盤(pán)輻條上設(shè)置有楔形先行刀；在軟土地層盾構(gòu)機(jī)的刀盤(pán)上，刀具軌跡半徑小于1985毫米的區(qū)域上，每個(gè)刀具軌跡線上設(shè)置有兩把楔形先行刀，這兩把楔形先行刀中的一把楔形先行刀的高度為200毫米，這兩把楔形先行刀中的另一把楔形先行刀的高度為170毫米；在軟土地層盾構(gòu)機(jī)的刀盤(pán)上，在刀具軌跡半徑大于1985毫米的區(qū)域上，每個(gè)刀具軌跡線上設(shè)置有肆把楔形先行刀，這肆把楔形先行刀中的一把楔形先行刀的高度為200毫米，這肆把楔形先行刀中的另叁把楔形先行刀的高度為170毫米。

楔形先行刀是焊接式的，在焊接式的楔形先行刀的兩端設(shè)置有弧形硬質(zhì)合金塊，在焊接式的楔形先行刀的中間設(shè)置有硬質(zhì)合金條；在軟土地層盾構(gòu)機(jī)的刀盤(pán)上還設(shè)置有刮刀，刮刀的高度為140毫米。

一種軟土地層盾構(gòu)磨樁方法，其特征在于，當(dāng)軟土地層盾構(gòu)機(jī)的刀盤(pán)距離預(yù)切割的既有構(gòu)筑物的鋼筋混凝土樁基50厘米時(shí)，啟動(dòng)軟土地層盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng)中的變速泵的輸氣管路上串聯(lián)的氣路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)閥，用定速流量泵代替盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)的液壓變速泵，此時(shí)盾構(gòu)機(jī)推力由定速流量泵提供；控制刀盤(pán)的推進(jìn)速度為每分鐘1-2毫米，使軟土地層盾構(gòu)機(jī)在恒定速度下，向前推進(jìn)磨削既有構(gòu)筑物的鋼筋混凝土樁基，直至將既有構(gòu)筑物的鋼筋混凝土樁基切斷為止。

當(dāng)盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)速度恒定，對(duì)所磨削的樁基擾動(dòng)才小，避免了盾構(gòu)進(jìn)尺過(guò)快，導(dǎo)致刀盤(pán)卡死。同時(shí)切削下的鋼筋最長(zhǎng)為10厘米，避免了鋼筋纏繞在刀盤(pán)上，進(jìn)而影響后期正常掘進(jìn)，對(duì)土倉(cāng)及螺旋機(jī)出渣也不會(huì)產(chǎn)生卡滯現(xiàn)象。

本發(fā)明主要是通過(guò)定速流量泵代替盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)的液壓變速泵，來(lái)實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)對(duì)既有構(gòu)筑物樁基的恒定低速的磨削，代替了人工手動(dòng)控制盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)磨削的方式，達(dá)到了穩(wěn)定磨削樁基的目的，對(duì)既有樁基進(jìn)行截?cái)?，使被磨斷鋼筋不?huì)產(chǎn)生向下的拖拽力，起到了盡量減少被磨削樁基的擾動(dòng)作用，降低了樁基地面出現(xiàn)大幅度沉降的可能。在盾構(gòu)一次性掘進(jìn)中，無(wú)需更換刀具。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的軟土地層盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的在盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)的中心刀座5上設(shè)置的六把貝殼刀1在俯視方向上的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的在盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)的中心刀座5上設(shè)置的六把貝殼刀1在側(cè)視方向上的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明的貝殼刀的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：

在城市中心內(nèi)河河床下的軟土地層盾構(gòu)施工中，內(nèi)河上設(shè)置有一座交通繁忙的橋梁，該橋梁的部分樁基設(shè)置在盾構(gòu)區(qū)間上，如何在保證橋梁正常通行下，完成盾構(gòu)區(qū)間上的部分橋梁樁基的盾構(gòu)切除是施工中迫切需要解決的問(wèn)題。由于軟土地層盾構(gòu)機(jī)的刀盤(pán)在磨削鋼筋混凝土樁基時(shí)，刀盤(pán)與橋樁鋼筋磨削時(shí)，刀盤(pán)所遇阻力會(huì)發(fā)生變化，而這種阻力的變化會(huì)通過(guò)刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)傳遞到推進(jìn)系統(tǒng)配備的變速泵，變速泵通過(guò)改變出氣量，來(lái)輸出更大的磨削力，整個(gè)過(guò)程最后表現(xiàn)在盾構(gòu)刀盤(pán)的跳躍性切割橋樁樁基鋼筋，對(duì)橋樁樁基鋼筋會(huì)產(chǎn)生向下的拖拽力，導(dǎo)致橋樁頂部橋體的受力波動(dòng)，而橋身晃動(dòng)開(kāi)裂。一種軟土地層盾構(gòu)磨樁系統(tǒng)，包括軟土地層盾構(gòu)機(jī)和既有構(gòu)筑物的鋼筋混凝土樁基，在軟土地層盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng)中配置有變速泵；在軟土地層盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng)的變速泵的輸出氣路上，串聯(lián)有一個(gè)氣路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)閥，在該氣路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)閥的另一輸入口上連接有定速流量泵；軟土地層盾構(gòu)機(jī)的刀盤(pán)是磨削在既有構(gòu)筑物的鋼筋混凝土樁基上的。當(dāng)軟土地層盾構(gòu)機(jī)的刀盤(pán)磨削到盾構(gòu)區(qū)間上的需要切除的既有橋梁樁基前20厘米處時(shí)，將軟土地層盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)中的液壓變速泵關(guān)掉，用定速流量泵取代，然后控制刀盤(pán)勻速向前推進(jìn)切割橋梁樁基；盡管刀盤(pán)遇到鋼筋后阻力會(huì)發(fā)生變化，但由于定速流量泵輸出的氣流是恒定的，所以能保證刀盤(pán)基本勻速切割樁基鋼筋，使刀盤(pán)切割橋樁鋼筋時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生大幅波動(dòng)的拉拽力，保證了橋身的基本穩(wěn)定。

在軟土地層盾構(gòu)機(jī)的刀盤(pán)的中心刀座5上呈一字形地設(shè)置有六把貝殼刀1，相鄰的兩把貝殼刀的間距為10厘米，六把貝殼刀1中的每把貝殼刀的高度是從刀盤(pán)中心向刀盤(pán)邊緣依次降低的，距離刀盤(pán)邊緣最近的貝殼刀的高度是高出刀盤(pán)面板20厘米的；以增強(qiáng)軟土盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)對(duì)鋼筋的切割能力；在軟土地層盾構(gòu)機(jī)的刀盤(pán)平面區(qū)域上，刀間距為100毫米；在軟土地層盾構(gòu)機(jī)的刀盤(pán)邊圓弧區(qū)域上，刀間距為50毫米；使盾構(gòu)切割下的橋樁的鋼筋成為小段，以防止在刀盤(pán)上纏繞，并有利于螺旋輸送機(jī)的輸送排渣。

在刀盤(pán)輻條3上設(shè)置有楔形先行刀2；在軟土地層盾構(gòu)機(jī)的刀盤(pán)上，刀具軌跡半徑小于1985毫米的區(qū)域上，每個(gè)刀具軌跡線上設(shè)置有兩把楔形先行刀2，這兩把楔形先行刀2中的一把楔形先行刀的高度為200毫米，這兩把楔形先行刀2中的另一把楔形先行刀的高度為170毫米；在軟土地層盾構(gòu)機(jī)的刀盤(pán)上，在刀具軌跡半徑大于1985毫米的區(qū)域上，每個(gè)刀具軌跡線上設(shè)置有肆把楔形先行刀2，這肆把楔形先行刀2中的一把楔形先行刀的高度為200毫米，這肆把楔形先行刀中的另叁把楔形先行刀的高度為170毫米。

楔形先行刀2是焊接式的，在焊接式的楔形先行刀2的兩端設(shè)置有弧形硬質(zhì)合金塊6，在焊接式的楔形先行刀2的中間設(shè)置有硬質(zhì)合金條7，以加強(qiáng)對(duì)鋼筋的切削；在軟土地層盾構(gòu)機(jī)的刀盤(pán)上還設(shè)置有刮刀4，刮刀的高度為140毫米。

一種軟土地層盾構(gòu)磨樁方法，當(dāng)軟土地層盾構(gòu)機(jī)的刀盤(pán)距離預(yù)切割的既有構(gòu)筑物的鋼筋混凝土樁基50厘米時(shí)，啟動(dòng)軟土地層盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng)中的變速泵的輸氣管路上串聯(lián)的氣路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)閥，用定速流量泵代替盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)的液壓變速泵，此時(shí)盾構(gòu)機(jī)推力由定速流量泵提供；控制刀盤(pán)的推進(jìn)速度為每分鐘1-2毫米，使軟土地層盾構(gòu)機(jī)在恒定速度下，向前推進(jìn)磨削既有構(gòu)筑物的鋼筋混凝土樁基，直至將既有構(gòu)筑物的鋼筋混凝土樁基切斷為止。