盾构刀盘切削钢筋混凝土桩基室内试验研究

doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2020.01.005

隧道建设（中英文） ›› 2020, Vol. 40 ›› Issue (1): 35-42.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2020.01.005

盾构刀盘切削钢筋混凝土桩基室内试验研究

许华国^{1, 2} , 陈　馈^{1, 2}, 孙振川^{1, 2}

(1. 盾构及掘进技术国家重点实验室, 河南郑州　 450001; 2. 中铁隧道局集团有限公司, 广东广州　 511458)

收稿日期:2019-05-13 出版日期:2020-01-20 发布日期:2020-04-04
作者简介:许华国(1971—),男,四川内江人,2007年毕业于广西大学,土木工程专业,本科,工程师,主要从事盾构法隧道施工、装备技术研发及科研试验方面的工作。 E-mail: 924080517@qq.com。
基金资助:
中国铁路总公司科技研究开发计划(2016G004-A); 中国中铁股份有限公司科技开发计划(2019-重点-26); 河南省重点研发与推广专项(192102210061); 中铁隧道局集团科技创新计划(隧研合2018-37)

Laboratory Test of Reinforced Concrete Pile Foundation Cutting by Shield Cutterhead

XU Huaguo^{1, 2}, CHEN Kui^{1, 2}, SUN Zhenchuan^{1, 2}

(1. State Key Laboratory of Shield Machine and Boring Technology, Zhengzhou 450001, Henan, China; 2. China Railway Tunnel Group Co., Ltd., Guangzhou 511458, Guangdong, China)

Received:2019-05-13 Online:2020-01-20 Published:2020-04-04

摘要/Abstract

摘要： : 针对盾构穿越钢筋混凝土桩基的工程难题,开展盾构刀盘切削钢筋混凝土桩基的室内试验,设计全刀盘滚刀和全刀盘撕裂刀直接切削钢筋混凝土桩基的各6组掘进试验方案。通过对切削桩基效果、钢筋破坏形态、刀盘振动特性及刀具损伤形式进行统计分析,揭示全刀盘滚刀和全刀盘撕裂刀2种刀具对钢筋混凝土桩基的切削原理,并进一步评价滚刀和撕裂刀切削混凝土桩基的优缺点。结合不同掘进参数下盾构刀盘推力、转矩的变化情况,提出盾构刀盘直接切削钢筋混凝土桩基的滚刀和撕裂刀高低组合配置方案以及合理掘进参数。通过以色列地铁项目验证了该方案能有效将钢筋完全切断切短,有利于钢筋直接通过螺旋输送机排出,可提高施工效率和避免开舱处理钢筋风险。

关键词: 盾构刀盘, 切削钢筋混凝土桩基, 室内试验, 滚刀, 撕裂刀, 掘进参数, 刀具高低组合配置

Abstract: The laboratory test of reinforced concrete pile foundation cutting by shield cutterhead is carried out, and 6 sets of driving test schemes for direct cutting with full cutterhead disc cutters and that with full cutterhead tearing cutters are designed respectively for shield crossing pile foundations. Through the statistical analysis of the pile foundation cutting effect, the failure form of steel, the vibration characteristics of cutterhead and the damage form of cutters, the cutting principles of the two kinds of cutters are revealed, and the advantages and disadvantages of the cutters are evaluated. Based on the variation characteristics of thrust and torque of cutterhead under different driving parameters, the combination scheme of disc cutters and tearing cutters and reasonable driving parameters are proposed. The applicable results show that the reinforced bar can be completely cut to short pieces to pass through screw conveyor, improve construction efficiency and reduce risk of chamber opening.

Key words: shield cutterhead, reinforced concrete pile foundation cutting, laboratory test, disc cutter, tearing cutter, driving parameters, configuration of high and low combination of cutters

中图分类号:

U 45

许华国, 陈馈, 孙振川. 盾构刀盘切削钢筋混凝土桩基室内试验研究 [J]. 隧道建设, 2020, 40(1): 35-42.

XU Huaguo, CHEN Kui, SUN Zhenchuan. Laboratory Test of Reinforced Concrete Pile Foundation Cutting by Shield Cutterhead[J]. Tunnel Construction, 2020, 40(1): 35-42.

/ 推荐

[1]	王燚, 郑文宝, 罗刚, 刘建平. 长距离大直径复合地层盾构刀盘系统与掘进参数的多目标优化[J]. 隧道建设, 2026, 46(5): 1109-1120.
[2]	张天, 付兵先, 高亚明, 牛亚彬, 张丽霞. 预制装配式套衬结构加固铁路隧道衬砌的设计方案及施工工艺[J]. 隧道建设, 2026, 46(5): 1121-1132.
[3]	郝思豪文松, 李树忱, 李雪薇, 刘日成, 尹威方, 许柯淳. 黏性地层盾构刀盘堵塞的电-化协同降黏试验与模拟[J]. 隧道建设, 2026, 46(3): 586-598.
[4]	郭栩含, 赵文, 柏谦, 李佳龙. 基于掘进参数的砂土地层盾构渣土改良效果分级与预测[J]. 隧道建设, 2026, 46(3): 599-608.
[5]	齐文聪. 北山螺旋斜坡道TBM刀盘分区域滚刀消耗及失效分析[J]. 隧道建设, 2026, 46(2): 322-335.
[6]	李文庆, 刘永胜, 洪开荣, 寇磊, 谭忠盛, 许维青, 马世举, 朱永超, 于京波. TBM隧道掘进参数与围岩等级的映射关系[J]. 隧道建设, 2026, 46(2): 336-347.
[7]	路遥, 黄明, 关振长, 周麒, 宋珲, 郑金伙, 蔡光远. 考虑泡沫改良效应的土压平衡盾构刀盘热-力耦合特性[J]. 隧道建设, 2025, 45(S2): 222-235.
[8]	李凯凯, 代顺义, 袁文征, 吴浩, 张鹏豪, 翟聪. 盾构刀盘用新型可拆卸吊耳设计与分析[J]. 隧道建设, 2025, 45(S2): 371-379.
[9]	许华国. 盾构切削预应力钢筋混凝土管桩模拟试验及应用[J]. 隧道建设, 2025, 45(9): 1782-1790.
[10]	李延喆, 宋远, 安刚建, 荣传新, 冯守中, 黄明利. 软岩大变形隧道让压耗能型波纹板接头构件轴压性能研究[J]. 隧道建设, 2025, 45(8): 1538-1548.
[11]	杨纪晨, 刘维, 杨嘉文, 贺韶云, 梁家馨. 基于花岗岩机制砂的新型盾尾同步注浆浆液研发及性能研究[J]. 隧道建设, 2025, 45(7): 1317-1327.
[12]	周鹏, 尚建旭, 张天宇, 徐佳璨, 王子男, 何恩光. 不同围压下TBM盘形滚刀破岩机理与比能耗研究[J]. 隧道建设, 2025, 45(5): 887-894.
[13]	廖金军, 于钟博, 蒋海华, 赵贵生. 基于数字孪生技术的盾构刀盘应力实时分析[J]. 隧道建设, 2025, 45(4): 844-851.
[14]	刘永胜, 杨光, 李伟森, 宋宇博. 分段相关数据清洗算法在盾构刀盘数据清洗中的应用[J]. 隧道建设, 2025, 45(10): 1830-1842.
[15]	刘耀儒, 侯少康, 魏芳, 喻葭临, 何伟, 程立, 焦鹏程. TBM智能施工研究进展及展望[J]. 隧道建设, 2025, 45(1): 21-45.

盾构刀盘切削钢筋混凝土桩基室内试验研究

Laboratory Test of Reinforced Concrete Pile Foundation Cutting by Shield Cutterhead

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价