CN114922645A - 一种盾构机磨削穿越群桩的施工装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种盾构机磨削穿越群桩的施工装置，包括盾构刀盘，盾构刀盘的切削面阵列设置多个水切割仓，水切割仓内设有往返式的水切割座，水切割座能够沿盾构刀盘直径方向运动且触碰相对的两侧水切割仓的内壁并形成侧向往复位移。本发明通过形成往复式的切割路径，只需要通过径向的推动滑块移动，无需其他传感器、控制件等配合即形成需求的切割路径，一方面故障率低，另一方面执行起来操作简单，便于将桩柱切割成多段，便于后续推进搅碎后排渣。

Description

一种盾构机磨削穿越群桩的施工装置
技术领域
本发明涉及盾构刀盘技术领域，尤其涉及一种盾构机磨削穿越群桩的施工装置。
背景技术
盾构法施工作为地铁隧道施工的一种重要手段，在施工过程中不可避免的需要穿越一些障碍物，尤其是钢筋混凝土桩体。现在处理此问题一般采用盾构机到达前进行桩基托换、拔除或其他方法提前处理钢筋混凝土桩体，清除障碍，盾构机再正常掘进通过，但这种盾构机磨削钢筋混凝土桩体的处理方法消耗了大量的劳动成本且增加了工作时间。现有技术公开了水切割运用在盾构刀盘上进行桩柱切削，具体参见专利公告号为CN108561142B的专利文献。
但是该水切割装置，射流出来的水切路线沿切割盘面的直径方向成放射型，对桩柱的切割位置较为局限，不便于桩柱断裂呈多块，从而还会存在钢筋及混凝土块，从而造成排土不畅。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种盾构机磨削穿越群桩的施工装置，从而解决现有技术中存在的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种盾构机磨削穿越群桩的施工装置，包括盾构刀盘，盾构刀盘的切削面阵列设置多个水切割仓，水切割仓内设有往返式的水切割座，水切割座能够沿盾构刀盘直径方向运动且触碰相对的两侧水切割仓的内壁并形成侧向往复位移。
优选地，所述水切割仓呈扇形且小端靠近盾构刀盘圆心。
优选地，相对的两侧水切割仓的内壁分别设有弧形凸块，相对的两侧水切割仓的内壁的弧形凸块错位设置；
水切割仓设置导向槽，水切割座包括滑块，滑块滑动连接在所述导向槽内，滑块一侧设置滑槽，滑槽与导向槽垂直，滑槽内滑动连接滑动块，滑动块一侧固定连接支撑块，支撑块一侧固定连接水切头，支撑块两侧分别设有推杆，推杆接触到弧形凸块用于推动支撑块及滑动块在滑槽内滑动。
优选地，所述滑块一侧固定连接两个支板，支撑块位于两个支板之间，每个支板与支撑块之间分别固定连接支撑弹簧。
优选地，每个推杆端头设有滚轮。
优选地，其中一个推杆呈分体式即由导向套、支杆和复位弹簧组成，导向套与支撑块固定连接，支杆与导向套滑动连接，复位弹簧位于导向套内并对支杆支撑，滚轮转动连接支杆端头；
滑块上设有阻尼装置，所述阻尼装置使得支撑块相反方向滑动形成速度差。
优选地，所述阻尼装置包括竖板，所述竖板上端固定连接第一橡胶板，所述导向套外侧固定连接第二橡胶板，第一橡胶板与第二橡胶板能够挤压接触或分离。
本发明的优点在于：本发明所提供的一种盾构机磨削穿越群桩的施工装置通过滑动块与支撑块带着水切头，受推杆接触到弧形凸块的影响，配合支撑弹簧的支撑，形成左右滑动的效果，进而配合滑块的径向移动，形成往复式的切割路径，只需要通过径向的推动滑块移动，无需其他传感器、控制件等配合即形成需求的切割路径，一方面故障率低，另一方面执行起来操作简单，便于将桩柱切割成多段，便于后续推进搅碎后排渣，一方面降低刀具的磨损，一方面降低了排土不畅的问题。
附图说明
图1是本发明的基本结构示意图；
图2是图1中的局部结构放大示意图；
图3是图2中的E处局部放大图；
图4是本发明的水切割座的结构示意图；
图5是本发明的切割端面示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1-5所示，本发明提供的一种盾构机磨削穿越群桩的施工装置，包括盾构刀盘1，盾构刀盘1的切削面阵列设置多个水切割仓2，水切割仓2外侧设置有仓门用于封闭水切割仓2，避免在不运用水切时，盾构推进过程中土块进入仓内，水切割仓2内设有往返式的水切割座3，水切割座3能够沿盾构刀盘1直径方向运动且触碰相对的两侧水切割仓2的内壁并形成侧向往复位移。
盾构刀盘1对应水切割仓2的边缘一侧设有突出的高强硬质合金的切割齿11，当盾构遇到桩柱10时，盾构机暂停推进并原地驱使盾构刀盘1转动，切割齿11先对切割的土层切削出空隙，便于水切割仓2的仓门打开，且水切割仓2与切割形成面20形成一定距离，从而减少水切割仓2内进土，便于水切割座3在水切割仓2内依照设定路径运动，如附图5所示，在切割形成面20上通过水切割座3切割出往复式切割路径30，从而便于将桩柱10切割成多段，便于后续推进搅碎后排渣，一方面降低刀具的磨损，一方面降低了排土不畅的问题。
水切割仓2呈扇形且小端靠近盾构刀盘1圆心，由于越靠近选择中心的线速度越低，通过将水切割仓2的扇形设计，水切割座3以水切割仓2的侧壁为基准接触并反向周期性运动，且整体为沿盾构刀盘1直径方向往复运动，因此为了使得切割路径30呈现如附图5的规律形态，从而将水切割仓2设置成扇形。
相对的两侧水切割仓2的内壁分别设有弧形凸块21，相对的两侧水切割仓2的内壁的弧形凸块21错位设置，水切割仓2设置导向槽22，水切割座3包括滑块31，滑块31滑动连接在导向槽22内，滑块31一侧设置滑槽32，滑槽32与导向槽22垂直，滑槽32内滑动连接滑动块33，滑动块33一侧固定连接支撑块34，支撑块34一侧固定连接水切头341，支撑块34两侧分别设有推杆35，推杆35接触到弧形凸块21用于推动支撑块34及滑动块33在滑槽32内滑动；滑块31一侧固定连接两个支板36，支撑块34位于两个支板36之间，每个支板36与支撑块34之间分别固定连接支撑弹簧37，每个推杆35端头设有滚轮38。
滑块31在导向槽22内周期运动，可以采用常规的液压件或电动方式进行驱动，滑块31在导向槽22内滑动时，由于两侧的弧形凸块21错位设置，滑动块33与支撑块34带着水切头341，受推杆35接触到弧形凸块21的影响，配合支撑弹簧37的支撑，形成左右滑动的效果，进而配合滑块31的径向移动，形成如附图5的切割路径30，只需要通过径向的推动滑块31移动，无需其他传感器、控制件等配合即形成需求的切割路径30，一方面故障率低，另一方面执行起来结构简单。
需要提及的是，本申请未公开的一些部件、诸如水切头341等的结构及控制原理可参见专利公告号CN108561142B的文献。
进一步，其中一个推杆35呈分体式即由导向套351、支杆352和复位弹簧组成，导向套351与支撑块34固定连接，支杆352与导向套351滑动连接，复位弹簧位于导向套351内并对支杆352支撑，滚轮38转动连接支杆352端头；
滑块31上设有阻尼装置，阻尼装置使得支撑块34相反方向滑动形成速度差。
由于滑块31垂直导向槽22往复运动，而在运用时，盾构刀盘1呈现缓慢转动的工况，这就形成当滑块31的滑动方向与盾构刀盘1的转动方向重合时，滑块31相对盾构刀盘1的运动速度等于盾构刀盘1的速度V1减去滑块31受侧推产生的速度V2；而当滑块31的滑动方向与盾构刀盘1的转动方向相反时，滑块31相对盾构刀盘1的运动速度等于盾构刀盘1的速度V1加上滑块31受侧推产生的速度V2;从而使得滑块31朝两侧位移的距离存在明显差异，造成其中一侧形成的切割路径30拉长且运动速度过快，一方面造成切割深度不足，另一方面切割路径30拉长造成桩柱碎片过大，影响后续排渣。
本申请公开一种阻尼装置，该阻尼装置包括竖板4，竖板4上端固定连接第一橡胶板41，导向套351外侧固定连接第二橡胶板42，第一橡胶板41与第二橡胶板42能够挤压接触或分离。
上述阻尼装置工作原理，该侧的推杆35起到侧推的作用时，滚轮38滚动到对应的弧形凸块21 对支杆352形成推动，而导向套351侧面的第二橡胶板42与第二橡胶板42挤压接触，先实现支杆352与导向套351相对压缩，即对支撑块34的推动受阻尼速度降低，从而实现该侧对支撑块34的侧推速度降低，使得往复运动速度均衡，从而自适应的实现切割路径30的稳定。
工作原理，滑动块33与支撑块34带着水切头341，受推杆35接触到弧形凸块21的影响，配合支撑弹簧37的支撑，形成左右滑动的效果，进而配合滑块31的径向移动，形成如附图5的切割路径30，只需要通过径向的推动滑块31移动，无需其他传感器、控制件等配合即形成需求的切割路径30，一方面故障率低，另一方面执行起来操作简单，便于将桩柱10切割成多段，便于后续推进搅碎后排渣，一方面降低刀具的磨损，一方面降低了排土不畅的问题。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种盾构机磨削穿越群桩的施工装置，包括盾构刀盘（1），其特征在于：盾构刀盘（1）的切削面阵列设置多个水切割仓（2），水切割仓（2）内设有往返式的水切割座（3），水切割座（3）能够沿盾构刀盘（1）直径方向运动且触碰相对的两侧水切割仓（2）的内壁并形成侧向往复位移。
2.根据权利要求1所述的一种盾构机磨削穿越群桩的施工装置，其特征在于：所述水切割仓（2）呈扇形且小端靠近盾构刀盘（1）圆心。
3.根据权利要求2所述的一种盾构机磨削穿越群桩的施工装置，其特征在于：相对的两侧水切割仓（2）的内壁分别设有弧形凸块（21），相对的两侧水切割仓（2）的内壁的弧形凸块（21）错位设置；
水切割仓（2）设置导向槽（22），水切割座（3）包括滑块（31），滑块（31）滑动连接在所述导向槽（22）内，滑块（31）一侧设置滑槽（32），滑槽（32）与导向槽（22）垂直，滑槽（32）内滑动连接滑动块（33），滑动块（33）一侧固定连接支撑块（34），支撑块（34）一侧固定连接水切头（341），支撑块（34）两侧分别设有推杆（35），推杆（35）接触到弧形凸块（21）用于推动支撑块（34）及滑动块（33）在滑槽（32）内滑动。
4.根据权利要求3所述的一种盾构机磨削穿越群桩的施工装置，其特征在于：所述滑块（31）一侧固定连接两个支板（36），支撑块（34）位于两个支板（36）之间，每个支板（36）与支撑块（34）之间分别固定连接支撑弹簧（37）。
5.根据权利要求4所述的一种盾构机磨削穿越群桩的施工装置，其特征在于：每个推杆（35）端头设有滚轮（38）。
6.根据权利要求5所述的一种盾构机磨削穿越群桩的施工装置，其特征在于：其中一个推杆（35）呈分体式即由导向套（351）、支杆（352）和复位弹簧组成，导向套（351）与支撑块（34）固定连接，支杆（352）与导向套（351）滑动连接，复位弹簧位于导向套（351）内并对支杆（352）支撑，滚轮（38）转动连接支杆（352）端头；
滑块（31）上设有阻尼装置，所述阻尼装置使得支撑块（34）相反方向滑动形成速度差。
7.根据权利要求6所述的一种盾构机磨削穿越群桩的施工装置，其特征在于：所述阻尼装置包括竖板（4），所述竖板（4）上端固定连接第一橡胶板（41），所述导向套（351）外侧固定连接第二橡胶板（42），第一橡胶板（41）与第二橡胶板（42）能够挤压接触或分离。
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