一种软土地层盾构磨桩系统的制作方法

本发明涉及盾构刀盘，具体涉及一种软土地层盾构磨桩系统。

背景技术：

1、通过盾构机进行隧道的掘进是城市地铁与管网建设中常用的施工方法，由于既有建筑桩基及现有地下管线的存在，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。

2、对于一些桩基较浅的障碍物，可以通过桩基托换或者拔除的方法清理障碍，盾构机再正常通过，而对于一些桩基深或者环境复杂的地层来说，该方法并不适用。

3、并且现有的软土地层盾构机的刀盘并不具有切削钢筋混凝土的能力，贸然行进会对刀盘造成较大损伤。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种软土地层盾构磨桩系统，以解决现有技术中软土地层盾构机不便于对行进路程中的桩基进行清理的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

3、一种软土地层盾构磨桩设备，包括用于对软土地层进行盾构掘进的盾构刀盘，所述盾构刀盘上阵列设置有多个用于对软土地层中桩柱进行磨削的磨桩机构；

4、其中；

5、所述磨桩机构包括安装在所述盾构刀盘上的安装块，在所述安装块上开设有滑槽，所述滑槽内通过第一导向机构安装有沿所述滑槽长度方向移动的滑动座；

6、所述滑动座上安装有用于对桩柱磨削的水切割头，在所述盾构刀盘上设有用于驱动所述滑动座在所述滑槽内往复滑动的往复机构。

7、作为本发明的一种优选方案，所述水切割头与所述滑槽槽壁之间通过第二导向机构连接，所述第二导向机构包括安装在所述水切割头上的第二导向杆，所述滑槽槽壁上设有第二导轨，且所述第二导向杆与所述第二导轨滑动连接；

8、其中；

9、所述水切割头与所述滑动座之间通过销轴转动安装；

10、所述第二导轨包括中段的水平部以及水平部两端的弯折部，且两段所述弯折部朝向所述滑槽内部弯折，以使得所述水切割头在所述弯折部上滑行时，所述水切割头在所述滑槽槽口处逐渐向外张开，以增大所述水切割头对桩柱的磨削范围。

11、作为本发明的一种优选方案，所述水切割头包括转动安装在所述滑动座上的套管，所述套管内通过第二弹簧滑动插设有水刀喷头；

12、其中；

13、在所述第二弹簧的弹力作用下，所述水刀喷头的尾端始终与所述滑槽的槽壁滑动连接；

14、所述第二导向杆的一端与所述水刀喷头固定连接。

15、作为本发明的一种优选方案，所述滑槽槽壁上设有第三导轨，且所述水刀喷头的尾端始终与所述第三导轨滑动连接，所述第三导轨包括中段的平直部以及平直部两端的倾斜部；

16、其中；

17、两段所述倾斜部朝向所述滑槽槽口倾斜向外，所述水切割头在所述弯折部上滑行时，在所述第二导向杆的牵引下，所述套管逐渐靠近所述第三导轨，在所述倾斜部的抵压下，所述水刀喷头逐渐远离第三导轨，以使得所述水刀喷头与所述桩柱表面之间距离始终相等。

18、作为本发明的一种优选方案，所述往复机构包括安装块内转动安装的往复丝杠，所述往复丝杠上螺纹套设有丝杠螺母，且所述丝杠螺母与所述滑动座之间通过连接件连接，在所述盾构刀盘上设有用于驱动所述往复丝杠转动的驱动机构；

19、在所述驱动机构的驱动下，所述丝杠螺母通过所述连接件带动所述滑动座在所述滑槽内往复滑动。

20、作为本发明的一种优选方案，所述盾构刀盘上开设有用于安装所述安装块的防护槽，且所述安装块与所述防护槽之间转动连接，所述防护槽与所述盾构刀盘侧壁之间开设有与所述滑槽正对的喷射通孔；

21、其中；

22、所述安装块为圆柱结构；

23、所述驱动机构的输出轴延伸至所述安装块内并与所述往复丝杠输入端连接，所述驱动机构的输出轴与所述安装块之间转动安装有单向轴承；

24、在所述驱动机构的正向启动下，所述往复丝杠单向转动以驱动所述丝杠螺母往复移动，在所述驱动机构的反向启动下，所述安装块整体转动，使得所述滑槽的槽口与所述喷射通孔错位，以阻止所述滑槽内部水刀喷头被外界磨损。

25、作为本发明的一种优选方案，所述第一导向机构包括滑槽槽壁上设置第一导轨，所述滑动座通过第一导向杆与所述第一导轨滑动连接，在所述第一导轨和所述第一导向杆的导向下，所述滑动座沿着所述滑槽的长度方向滑性，以阻止所述水刀喷头工作时，所述水刀喷头的自身反作用力对所述滑动座的运动造成干扰。

26、作为本发明的一种优选方案，所述连接件包括滑动座上固定安装的固定筒，所述固定筒内通过第一弹簧滑动安装有连接杆，所述连接杆一端延伸至所述固定筒外并与所述丝杠螺母固定连接；

27、通过所述第一弹簧所具备的弹性势能，以缓冲所述滑动座与所述丝杠螺母之间的震动。

28、作为本发明的一种优选方案，所述盾构刀盘上设有用于监测所述盾构刀盘振动频率的传感器；

29、所述水刀喷头内安装有控制其开启或关闭的控制阀，且所述盾构刀盘上设有用于对所述水刀喷头供水的储水机构；

30、所述盾构刀盘上还设有用于接收所述传感器的监测信号以及控制所述控制阀开闭或关闭的控制器，并且控制器还与驱动机构输入端电性连接。

31、在本发明的第二方面，提供了一种软土地层盾构磨桩方法，采用权利要上述的软土地层盾构磨桩设备，包括以下步骤；

32、步骤100、传感器监测盾构刀盘工作状态，当盾构刀盘行进中遇到桩柱时，控制器停止盾构刀盘的行进进程；

33、步骤200、控制器操控驱动机构正向输出，使得喷射通孔与滑槽正对，从而将便于对桩柱进行磨削的水切割头调出；

34、步骤300、控制器开启水刀喷头的控制阀，利用水刀喷头对桩柱进行磨削，与此同时，控制器操控驱动机构反向输出，使得水刀喷头沿着盾构刀盘直径往复运动，控制器开启盾构刀盘继续旋转行进，从而将桩柱切割成多段；

35、步骤400、桩柱磨削完毕后，由控制器操控驱动机构再次正向输出，将水刀喷头藏匿在防护槽内。

36、本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

37、本发明中，在传统盾构刀盘上复合安装有可用于对桩基进行切削的水切割头，并通过往复机构驱动水切割头在盾构刀盘上沿其直径往复移动，因此在盾构刀盘在软土底层掘进过程中遇到桩基时，可以利用水切割头对强度大的桩基进行切削粉碎，一方面可以降低盾构刀盘上刀具的磨损，另一方面水切割头的灵活移动，也提高了其利用率。

技术特征：

1.一种软土地层盾构磨桩设备，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的一种软土地层盾构磨桩设备，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的一种软土地层盾构磨桩设备，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的一种软土地层盾构磨桩设备，其特征在于，

5.根据权利要求3所述的一种软土地层盾构磨桩设备，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的一种软土地层盾构磨桩设备，其特征在于，

7.根据权利要求3所述的一种软土地层盾构磨桩设备，其特征在于，

8.根据权利要求5所述的一种软土地层盾构磨桩设备，其特征在于，

9.根据权利要求5所述的一种软土地层盾构磨桩设备，其特征在于，

10.一种软土地层盾构磨桩方法，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的软土地层盾构磨桩设备，包括以下步骤；

技术总结
本发明公开了一种软土地层盾构磨桩设备，包括用于对软土地层进行盾构掘进的盾构刀盘，所述盾构刀盘上阵列设置有多个用于对软土地层中桩柱进行磨削的磨桩机构；其中；所述磨桩机构包括安装在所述盾构刀盘上的安装块，在所述安装块上开设有滑槽。本发明中，在传统盾构刀盘上复合安装有可用于对桩基进行切削的水切割头，并通过往复机构驱动水切割头在盾构刀盘上沿其直径往复移动，因此在盾构刀盘在软土底层掘进过程中遇到桩基时，可以利用水切割头对强度大的桩基进行切削粉碎，一方面可以降低盾构刀盘上刀具的磨损，另一方面水切割头的灵活移动，也提高了其利用率。

技术研发人员：徐小康,黄龙,刘利军,赵常青,李东勇
受保护的技术使用者：中交第三公路工程局有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14