盾构法施工截桩案例

1、盾构法施工截桩案例盾构法施工截桩案例第1页2022/9/4Page 22022/9/4Page 2苏州地铁2号线-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34.538.5m，其中位于1#桥墩上2根桩基，直径1200mm，主筋22mm。见图1、图2。盾构法施工截桩案例第2页2022/9/4Page 32022/9/4Page 3盾构法施工截桩案例第3页2022/9/4Page 42022/9/4Page 4盾构法施工截桩案例第4页2022/9/4Page 5桥梁基础情况介绍广济桥建成于

2、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。临近繁荣石路商业区，周围建构筑物密集，交通流量大。若实施拆桥桩再建新桥方案，将对公共交通引发较大干扰，社会和经济成本较高。所以将盾构机改造加强后直接切削穿越广济桥14根最大直径1200mm钻孔灌注桩。盾构法施工截桩案例第5页2022/9/4Page 6盾构机概况及参数盾构法施工截桩案例第6页2022/9/4Page 7盾构机概况及参数盾构法施工截桩案例第7页2022/9/4Page 8改造前盾构机主要参数见下述:刀盘扭矩刀盘采取变频驱动，配置总功率为440kW。额定扭矩5147kNm，=20.2，脱困扭矩6176

3、kNm，=24.2。推进油缸配置22个油缸，总推力为37730kN，能满足最不利工况掘进。铰接油缸铰接装置采取主动铰接形式，16个油缸分成4区，能够上下、左右弯曲。螺旋机功率为150kW。最大扭矩46.7kNm，转速22rpm。刀具刀具采取主切削刀+焊接型先行刀2段高度配置。刀具形式适合用于软土结构。盾构法施工截桩案例第8页2022/9/4Page 9盾构机改造方案刀盘上刀具改造刀具结构盾构机改造关键点在于追加刀具，追加刀具必须含有“切削性”和“超硬刀头耐崩损性”2种特征。“切削性”就是含有破碎、切割桥桩及钢筋功效；“超硬刀头耐崩损性”就是含有连续破碎、切割最少7根以上桥桩后，刀具耐磨性和超硬

4、刀头不易崩损。依据上述2种特征要求，刀具配置焊接型贝壳先行刀和焊接型切削先行刀，中心刀采取切断效能高锯齿形结构。盾构法施工截桩案例第9页2022/9/4Page 10盾构机改造方案刀盘上刀具改造刀具结构盾构法施工截桩案例第10页2022/9/4Page 11盾构机改造方案刀盘上刀具改造刀具结构盾构法施工截桩案例第11页2022/9/4Page 12盾构机改造方案刀盘上刀具改造刀具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

5、#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种追加焊接型先行刀高度与原先刀盘上主切削刀80mm高度形成了3段高度差，能够确保刀具掘进寿命。盾构法施工截桩案例第12页2022/9/4Page 13盾构机改造方案刀盘上刀具改造刀具布置盾构法施工截桩案例第13页2022/9/4Page 14盾构机改造方案刀盘上刀具改造刀具布置盾构法施工截桩案例第14页2022/9/4Page 15盾构机改造方案螺旋机改造为了预防桥桩中切断后钢筋卡在螺旋机中，将原来有轴式螺旋机更换为含有伸缩功效无轴带式螺旋机，而且增加一台液压马达，将驱动扭矩提升33%。

6、盾构法施工截桩案例第15页2022/9/4Page 16盾构机改造方案盾尾外置式同时注浆管改造盾构机在穿越桥桩时，盾尾同时注浆管（“乌龟壳”）会与桥桩相遇，为了预防盾构机卡滞，见原先高度为120mm“乌龟壳”更换为高度为68mm“乌龟壳”。而且在“乌龟壳”前端追加了若干把焊接型先行刀。盾构法施工截桩案例第16页2022/9/4Page 17盾构机改造方案仿形刀改造为了能在桥桩与同时注浆“乌龟壳”相碰时，能够开启仿形刀切削桥桩，将原先切削软土刀具更换为能切削、破断桥桩贝壳型刀具，而且加强仿行刀强度。盾构法施工截桩案例第17页2022/9/4Page 18桥桩切割、破断试验及刀盘刀具布置深入改进桥

7、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22mm桩基。盾构法施工截桩案例第18页2022/9/4Page 19桥桩切割、破断试验及刀盘刀具布置深入改进试验结果（1）刀盘刀具对桥桩及主筋切割、破断能力非常好。（2）刀盘扭矩较小，不超出30%，推进力也比较小。（3）切割后主筋长度比较长。最长约3m以上。盾构法施工截桩案例第19页2022/9/4Page 20桥桩切割、破断试验及刀盘刀具布置深入改进刀盘刀具布置深入改进从桥基切割、破断试验来说，改造后盾构机完全能满足桥桩破碎及切割要求。但破断后个别钢筋过长，为了预防较长钢筋

8、卡住螺旋机，需要深入考虑刀具布置，防止切割后钢筋长度过大。盾构法施工截桩案例第20页2022/9/4Page 21桥桩切割、破断试验及刀盘刀具布置深入改进刀盘刀具布置深入改进盾构法施工截桩案例第21页2022/9/4Page 22桥桩切割、破断试验及刀盘刀具布置深入改进刀盘刀具布置深入改进3处3把刀具高度：每处中间1把高度增加65mm，2侧刀具高度增加30mm。因为3个位置刀具高于其它刀具，所以先于其它刀具破碎、切割钢筋，而其它同一平面个别钢筋还包裹在混凝土中，未被破碎、切割，依据试验桩钢筋破碎、切割工况，高度增加处钢筋被切割断后，盾构机掘进95mm之后，其它刀具才开始破碎、切割同一平面桥桩，这么破碎、切割后钢筋能够控制在一定范围内。 刀具布置深入改进前内侧2处，每处3把刀具轨迹上各配置1把刀，现在中间（高度增加65mm）1把刀具轨迹上增加1把，即1个轨迹上有2把刀。从刀盘正面看，m追加在9点左右位置、追加在4点20分左右位置。盾构法施工截桩案例第22页2022/9/4Page 23施工效果盾构法施工截桩案例第23页2022/9/4Pag