盾构法施工截桩案例重点.ppt

* * * * * Page * 港鐵公司 * Page * 港鐵公司 盾构机连续破桥桩工程案例 2012年12月 * Page * * Page * 苏州地铁2号线Ⅱ-TS-06标三医院至石路站盾构区间施工，盾构机需穿越广济桥，共有14根钻孔灌注桩侵入区间隧道，其中左线5排7根（2排有2根并列），右线7排7根，桩长度在34.5~38.5m，其中位于1#桥墩上的2根桩基，直径Φ1200mm，主筋Φ22mm。见图1、图2。 * Page * * Page * * Page * * Page * * Page * 桥梁的基本情况介绍 广济桥建成于2003年，桥长43米，桥宽32米，为3孔（16+11+16m）预应力混凝土简支板梁桥。临近繁华的石路商业区，周围建构筑物密集，交通流量大。若实施拆桥桩再建新桥的方案，将对公共交通引起较大干扰，社会和经济成本较高。因此将盾构机改造加强后直接切削穿越广济桥的14根最大直径Φ1200mm的钻孔灌注桩。 * Page * 盾构机概况及参数 * Page * 盾构机概况及参数 * Page * 改造前盾构机主要参数见下述: 刀盘扭矩 　　刀盘采用变频驱动，配置总功率为440kW。额定扭矩5147kNm，α=20.2，脱困扭矩6176 kNm，α=24.2。 推进油缸 　　配置22个油缸，总推力为37730kN，能满足最不利工况的掘进。 铰接油缸 　　铰接装置采用主动铰接形式，16个油缸分成4区，可以上下、左右弯曲。 螺旋机 　　功率为150kW。最大扭矩46.7kNm，转速22rpm。 刀具 　　刀具采用主切削刀+焊接型先行刀2段高度配置。刀具形式适用于软土的结构。 * Page * 盾构机改造方案 刀盘上刀具的改造—刀具的结构 盾构机改造的关键点在于追加的刀具，追加的刀具必须具有“切削性”和“超硬刀头耐崩损性”2种特性。“切削性”就是具有破碎、切割桥桩及钢筋的功能；“超硬刀头耐崩损性”就是具有连续破碎、切割最少7根以上的桥桩后，刀具耐磨性和超硬刀头不易崩损。 根据上述2种特性的要求，刀具配置焊接型贝壳先行刀和焊接型切削先行刀，中心刀采用切断效能高的锯齿形结构。 * Page * 盾构机改造方案 刀盘上刀具的改造—刀具的结构 * Page * 盾构机改造方案 刀盘上刀具的改造—刀具的结构 * Page * 盾构机改造方案 刀盘上刀具的改造—刀具的布置 刀盘上追加焊接52把焊接型贝壳先行刀和40把焊接型切削先行刀。 追加刀具的轨迹布置： 　　1#焊接型贝壳先行刀高度为160mm，刀盘中心部位每个轨迹上布置1把刀，中间部位每个轨迹上布置2把刀，外周部位每个轨迹上布置3把刀。 　　2#焊接型切削先行刀高度为120mm，刀盘中心、中间部位每个轨迹上布置1把刀，外周部位每个轨迹上布置3把刀。 　　2种追加的焊接型先行刀高度与原先刀盘上主切削刀80mm的高度形成了3段高度差，可以确保刀具的掘进寿命。 * Page * 盾构机改造方案 刀盘上刀具的改造—刀具的布置 * Page * 盾构机改造方案 刀盘上刀具的改造—刀具的布置 * Page * 盾构机改造方案 螺旋机改造 为了防止桥桩中切断后的钢筋卡在螺旋机中，将原来的有轴式螺旋机更换为具有伸缩功能的无轴带式螺旋机，并且增加一台液压马达，将驱动扭矩提高33%。 * Page * 盾构机改造方案 盾尾外置式同步注浆管改造 盾构机在穿越桥桩时，盾尾同步注浆管（“乌龟壳”）会与桥桩相遇，为了防止盾构机卡滞，见原先高度为120mm的“乌龟壳”更换为高度为68mm的“乌龟壳”。并且在“乌龟壳”前端追加了若干把焊接型先行刀。 * Page * 盾构机改造方案 仿形刀改造 为了能在桥桩与同步注浆“乌龟壳”相碰时，可以启动仿形刀切削桥桩，将原先切削软土的刀具更换为能切削、破断桥桩的贝壳型刀具，并且加强仿行刀强度。 * Page * 桥桩切割、破断试验及刀盘刀具布置的进一步改进 桥桩切割、破断试验 为了能验证盾构机改造后对桥桩切割、破断的能力，施工方在盾构机始发洞门前浇筑了2根直径为1200mm，主筋Φ22mm的桩基。 * Page * 桥桩切割、破断试验及刀盘刀具布置的进一步改进 试验结果 （1）刀盘刀具对桥桩及主筋的切割、破断能力非常好。 （2）刀盘扭矩较小，不超过30%，推进力也比较小。 （3）切割后的主筋长度比较长。最长的约3m以上。 * Page * 桥桩切割、破断试验及刀盘刀具布置的进一步改进 刀盘刀具布置的进一步改进 从桥基切割、破断试验来说，改造后的盾构机完全能满足桥桩的破碎及切割要求。但破断后的部分钢筋过长，为了防止较长钢筋卡住螺旋机，需要进一步考虑刀具的布置，避免切割后的钢筋长度过大。 * Page * 桥桩切割、破断试验及刀盘刀具布置的进一步改进