CN103670430A - 一种盾构刀具的改进方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了掘进机械配件领域的一种盾构刀具的改进方法。通过对盾构刀具的刀体、边部合金刀刃、中部合金刀刃、银基钎焊焊缝和耐磨堆焊的改进，使得改进后的盾构刀具能够直接切断粗钢筋，并且切削大体量的含粗骨料的混凝土后，刀具的磨损量小、合金崩裂率低，从而使得大直径的障碍物桩基也可以采取盾构直接切桩的方法进行截除，经济和社会效益显著。

Description

一种盾构刀具的改进方法

技术领域

本发明属于掘进机械配件领域，尤其涉及一种盾构刀具的改进方法。

背景技术

当前我国各大城市正蓬勃建设轨道交通工程，盾构法由于其无可比拟的优势，在轨道交通隧道建设中取得广泛应用。随着线路的持续修建和加密，盾构掘进过程中遭遇已有建（构）筑物桩基等地下障碍物的情况时有发生。由于现有的盾构刀具在设计时并未考虑切削钢筋混凝土桩基的问题，也基本不具备直接切桩的能力，因此一般采取桩基托换后人工截桩、拆除上部结构后拔桩、开挖竖井后人工凿桩等传统方法事先移除障碍桩。这些传统方法虽然简单、安全，但成本高、影响环境大、工期长，因此，若能通过改进刀具，使得盾构直接切削钢筋混凝土桩基成为可能，将对节省工程投资、减小周边环境影响、缩短工期等方面具有重要意义，经济和社会效益显著。

轨道交通线路一般均经过商业中心、密集住宅区、大型公共场所等城市核心区域，而这些地方往往存在高耸的建筑物或大型桥梁，其桩基础也通常较深、较粗。对于切削较粗的大直径桩基，其最大难点在于如何切断其中的粗钢筋，这是现有的常规刀具几乎无法做到的；第二大难点是需要切削大体量的含粗骨料的混凝土，这给刀具的耐磨性能和抗冲击性能提出了巨大挑战。

发明内容

针对背景技术中提到的现有常规刀具，无法对切削大直径桩基中的粗钢筋以及在切削过程中刀具耐磨性差的问题，本发明提出了一种盾构刀具的改进方法。

一种盾构刀具的改进方法，所述的盾构刀具包括刀体、边部合金刀刃、中部合金刀刃、银基钎焊焊缝和耐磨堆焊；其特征在于，所述的改进方法包括：

1）边部合金刀刃和中部合金刀刃均改用双面刃的刀刃形式，两种刀刃的刃角均取用直角；

2）边部合金刀刃的前刃面改为平面，并取前角为钝角；

3）保持边部合金刀刃和中部合金刀刃的顶部均处于同一高度，使刀具顶部与混凝土摩擦接触时具有良好的耐磨性；

4）将合金刀刃和中部合金刀刃布置在同一条直线上，使刀具的各个合金刀刃在一个切削方向上能集中连续切削钢筋；

5）边部合金刀刃的切削长度大于等于30mm；中部合金刀刃的切削长度大于等于15mm；所有合金刀刃的宽度一致且大于等于50mm；

6）检查各合金刀刃的刃身曲线是否存在尖锐棱角，若存在尖锐的棱角，采用倒圆角的方式对存在尖锐棱角的位置进行平滑过渡；

7）刀体的长度大于等于150mm；刀体的宽度大于等于40mm；刀体的宽度比各合金刀刃的宽度小4～6mm，使刀体处于合金刀刃的保护范围内；

8）将银基钎焊焊缝的钎料厚度增加至0.5～0.6mm，以提高银基钎焊焊缝的牢固度；

9）采用碳化钨材料在刀体顶部增加耐磨堆焊，堆焊后的高度大于等于合金刀刃顶部。

所述边部合金刀刃前角的取值范围为110°～150°。

本发明提供的一种可使盾构刀具直接切削大直径钢筋混凝土桩基的改进方法，使得改进后的盾构刀具能够直接切断粗钢筋，并且切削大体量的含粗骨料的混凝土后，刀具的磨损量小、合金崩裂率低，从而使得大直径的障碍物桩基也可以采取盾构直接切桩的方法进行截除，经济和社会效益显著。

附图说明

图1是本发明所述的改进后盾构刀具的正视图；

图2是本发明所述的改进后盾构刀具的侧视图；

其中，1-刀体；2-边部合金刀刃；3-中部合金刀刃；4-银基钎焊焊缝；5-耐磨堆焊。

具体实施方式

下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

如图1中，一种盾构刀具的改进方法，所述盾构刀具包括刀体1、两块边部合金刀刃2、三块中部合金刀刃3、银基钎焊焊缝4和耐磨堆焊5，其改进方法包括：

边部合金刀刃2和和中部合金刀刃3均改用双面刃的刀刃形式，刃角β取用直角，既可增强刀具的切削能力，又可强化刀具的抗冲击能力。

边部合金刀刃2的前刃面由常规的弧面改为平面，并取前角α为钝角，使合金刀刃以挤压切削的机理切削钢筋和混凝土；在本实施例中α取135度角。

在设计合金尺寸和布置合金时，保持各个合金刀刃的顶部处于同一高度，这样可使刀具顶部与混凝土摩擦接触时具有良好的耐磨性。

为了使刀具能够集中连续切削钢筋，以充分把赶紧切断，使得保持各个合金刀刃的布置位于同一条直线上。

加大合金刀刃的尺寸。在本实施例中，边部合金刀刃2的可切削长度取值为35mm，中部合金刀刃3的可切削长度取值为18mm，各合金刀刃的宽度均为64mm。

优化各合金刀刃的刃身曲线，避免存在尖锐的棱角。在本实施中，特别对边部合金2的外侧刃尖点A点和内侧刃尖点B点采用圆角进行了平滑过渡，对中部合金3的外侧刃尖点C点和内侧刃尖点D点也采用圆角进行了平滑过渡。

刀体1的长度取214mm；刀体的宽度取值60mm，比各合金刀刃的宽度小4mm，使刀体处于合金刀刃的保护范围内；

将钎料厚度增加至0.6mm，以提高银基钎焊焊缝的牢固度；

采用碳化钨材料在刀体1顶部增加耐磨堆焊5，本实施例中，堆焊后的高度与合金刀刃顶部的高度一致。

经过上述改进的盾构刀具，在苏州轨道交通2号线盾构切削14根大直径桥梁桩基工程中得到成功应用。该工程左线和右线分别全断面切削7根Φ1000～1200mm的钻孔灌注桩，

从螺旋输送机排出的钢筋来看，本发明所述的经过改进后的盾构刀具能够直接将Φ20～22mm的钢筋切断，切口主要呈现挤压切削的特征。刀盘进洞后经统计，刀具合金较完整，最大磨损量21.5mm，小于允许磨损量50mm。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种盾构刀具的改进方法，所述的盾构刀具包括刀体、边部合金刀刃、中部合金刀刃、银基钎焊焊缝和耐磨堆焊；其特征在于，所述的改进方法包括：

1）边部合金刀刃和中部合金刀刃均改用双面刃的刀刃形式，两种刀刃的刃角均取用直角；

2）边部合金刀刃的前刃面改为平面，并取前角为钝角；

3）保持边部合金刀刃和中部合金刀刃的顶部均处于同一高度，使刀具顶部与混凝土摩擦接触时具有良好的耐磨性；

4）将合金刀刃和中部合金刀刃布置在同一条直线上，使刀具的各个合金刀刃在一个切削方向上能集中连续切削钢筋；

5）边部合金刀刃的切削长度大于等于30mm；中部合金刀刃的切削长度大于等于15mm；所有合金刀刃的宽度一致且大于等于50mm；

6）检查各合金刀刃的刃身曲线是否存在尖锐棱角，若存在尖锐的棱角，采用倒圆角的方式对存在尖锐棱角的位置进行平滑过渡；

7）刀体的长度大于等于150mm；刀体的宽度大于等于40mm；刀体的宽度比各合金刀刃的宽度小4～6mm，使刀体处于合金刀刃的保护范围内；

8）将银基钎焊焊缝的钎料厚度增加至0.5～0.6mm，以提高银基钎焊焊缝的牢固度；

9）采用碳化钨材料在刀体顶部增加耐磨堆焊，堆焊后的高度大于等于合金刀刃顶部。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述边部合金刀刃前角的取值范围为110°～150°。

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