一种切断并拔除临近基坑锚索锚杆的方法与流程

1.本发明涉及隧道施工技术领域，尤其是涉及一种切断并拔除临近基坑锚索锚杆的方法。


背景技术：

2.近年来，随着地铁建设蓬勃发展，在城市核心区修建地铁车站和盾构区间越来越多。城市核心区存在大量的居住建筑、城市综合体、文化会展中心等建筑，建筑的基坑较深，其支护方案通常采用桩—锚支撑。桩—锚支护结构为了提供充足的侧向抗力，锚索长度较长，常常进入地铁车站和盾构区间施工范围，对地铁明挖基坑和盾构隧道产生非常不利的影响。
3.在地铁车站基坑和区间盾构施工前，常需对侵入基坑范围内锚索锚杆进行切断或者拔除，否则对地铁建设产生严重影响。目前常用的处理方案为旋挖钻扭断锚索锚杆，该方案耗能大、耗时长，且对周边建筑物影响大。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种切断并拔除临近基坑锚索锚杆的方法，可以有效切断并拨出锚索和锚杆，耗时少，耗能小，高效可靠。
5.为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种切割拔除机械头，包括基座，第一特种高强度合金钢电动切割机具和第二特种高强度合金钢电动切割机具；基座上部连接提升机构和电气控制设备，基座下部安装板上安装第一特种高强度合金钢电动切割机具和第二特种高强度合金钢电动切割机具；
6.第一特种高强度合金钢电动切割机具和第二特种高强度合金钢电动切割机具均包括电动机具控制杆，电动机，旋转轴承，旋转盘背部齿轮，高强度合金钢上刀盘背部齿轮，高强度合金钢上刀盘和高强度合金钢下刀盘；电动机具控制杆固定于基座下部安装板上，电动机具控制杆内置控制线路，控制线路一端与电气控制设备连接，另一端与电动机连接；
7.电动机和旋转轴承安装于电动机具控制杆上，电动机驱动安装于旋转轴承上的旋转盘背部齿轮转动；旋转盘背部齿轮与高强度合金钢上刀盘背部齿轮咬合，旋转盘背部齿轮通过咬合带动高强度合金钢上刀盘背部齿轮转动，带动高强度合金钢上刀盘相对高强度合金钢下刀盘转动。
8.进一步地，高强度合金钢上刀盘与高强度合金钢下刀盘通过高强度螺栓铰接，高强度螺栓安装于基座下部安装板上，高强度合金钢下刀盘固定于基座下部安装板上，高强度合金钢上刀盘可绕高强度螺栓转动，高强度合金钢上刀盘背部齿轮两端设置止退保险销；高强度合金钢上刀盘和高强度合金钢下刀盘的内侧均设置弧形开刃，高强度合金钢上刀盘内开刃的弧形半径大于高强度合金钢下刀盘内开刃的弧形半径。
9.一种切断并拔除临近基坑锚索锚杆的方法，采用上述切割拔除机械头，包括如下步骤：s1，根据周边锚索锚杆基础资料，并结合物探，明确锚索锚杆具体位置与走向；
10.s2，采用旋挖钻头钻孔，待钻至锚索位置，提出旋挖钻头，形成切割拔除钻孔；
11.s3，将切割拔除机械头下放入切割拔除钻孔内，至锚索位置，控制第一特种高强度合金钢电动切割机具和第二特种高强度合金钢电动切割机具的两个电动机驱动旋转盘背部齿轮转动，驱动高强度合金钢上刀盘远离高强度合金钢下刀盘转动，至高强度合金钢上刀盘与高强度合金钢下刀盘张开，关闭两个电动机；将锚索锚杆勾入高强度合金钢上刀盘与高强度合金钢下刀盘之间，控制两个电动机驱动旋转盘背部齿轮转动，驱动高强度合金钢上刀盘靠近高强度合金钢下刀盘转动，咬紧已经勾住的锚索锚杆，关闭两个电动机；
12.s4，提升切割拔除机械头至锚索锚杆拉紧状态，开启第二特种高强度合金钢电动切割机具的电动机，继续驱动高强度合金钢上刀盘靠近高强度合金钢下刀盘转动至切断锚索锚杆，关闭第二特种高强度合金钢电动切割机具的电动机；
13.s5，提升切割拔除机械头，提升拉力大于剩余锚索锚固力，锚固段逐渐松动，通过第一特种高强度合金钢电动切割机具把残余锚索锚杆拉出切割拔除钻孔。
14.进一步地，步骤3中利用活动插销钩子勾住锚索向上提起，将锚索锚杆勾入高强度合金钢上刀盘与高强度合金钢下刀盘之间。
15.进一步地，步骤4中第二特种高强度合金钢电动切割机具切割锚索锚杆过程中，反复提升切割拔除机械头，通过提升阻力减小来判断锚索锚杆已剪断。
16.本发明的有益效果是：
17.本发明切断并拔除临近基坑锚索锚杆的方法，专门用于切断并拔除盾构区间范围内的既有锚索锚杆，可以有效切断并拨出锚索和锚杆，防止盾构施工期间盾构机械刀盘被锚索缠绕或拌阻造成盾构停机事故，防止个别残留土中锚索在刀盘前易结成泥饼、盾构机旋转阻力增大、能耗加大。
18.本发明切断并拔除临近基坑锚索锚杆的方法具备如下优势：1)较传统工艺耗时少，耗能小。
19.2)切断拔除后能大大减少盾构机械刀盘的损伤和缠绕，防止残余的锚索在刀盘前形成泥饼。
20.3)整合了第一特种高强度合金钢电动切割机具和第二特种高强度合金钢电动切割机具，特种高强度合金切割机具可以抱紧或切断锚索锚杆，切割刀具磨损少、可重复使用。
21.4)对既有基坑或者建筑物较小，对周边建筑物扰动小。
22.5)对即将施工的盾构区域影响小，减少了盾构停机、盾构沉降、偏转的施工风险。
附图说明
23.附图1为本发明切割拔除机械头的结构示意图；
24.附图2为本发明第一特种高强度合金钢电动切割机具和第二特种高强度合金钢电动切割机具结构示意图；
25.附图3为本发明第一特种高强度合金钢电动切割机具和第二特种高强度合金钢电动切割机具逐渐靠近咬紧状态图；
26.附图4为本发明第二特种高强度合金钢电动切割机具靠近咬紧后切割状态图；
27.附图5为本发明第一特种高强度合金钢电动切割机具和第二特种高强度合金钢电
动切割机具远离张开状态图。
28.附图标记：切割拔除钻孔1，切割拔除机械头2，基座3，第一特种高强度合金钢电动切割机具4，第二特种高强度合金钢电动切割机具5，电气控制设备6，锚索锚杆7，电动机具控制杆8，电动机9，旋转轴承10，旋转盘背部齿轮11，高强度合金钢上刀盘背部齿轮12，高强度合金钢上刀盘13，高强度合金钢下刀盘14。
具体实施方式
29.以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
30.实施例1
31.一种切割拔除机械头，包括基座3，第一特种高强度合金钢电动切割机具4和第二特种高强度合金钢电动切割机具5。基座3上部连接提升机构和电气控制设备6，基座3下部安装板上安装第一特种高强度合金钢电动切割机具4和第二特种高强度合金钢电动切割机具5。
32.第一特种高强度合金钢电动切割机具4和第二特种高强度合金钢电动切割机具5均包括电动机具控制杆8，电动机9，旋转轴承10，旋转盘背部齿轮11，高强度合金钢上刀盘背部齿轮12，高强度合金钢上刀盘13和高强度合金钢下刀盘14。电动机具控制杆8固定于基座3下部安装板上，电动机具控制杆8内置控制线路，控制线路一端与电气控制设备6连接，另一端与电动机9连接。
33.电动机9和旋转轴承10安装于电动机具控制杆8上，电动机9驱动安装于旋转轴承10上的旋转盘背部齿轮11转动。旋转盘背部齿轮11与高强度合金钢上刀盘背部齿轮12咬合，旋转盘背部齿轮11通过咬合带动高强度合金钢上刀盘背部齿轮12转动，从而带动高强度合金钢上刀盘13相对高强度合金钢下刀盘14转动。
34.本实施例中第一特种高强度合金钢电动切割机具4和第二特种高强度合金钢电动切割机具5为高强度合金刀具与电动机具组合，利用电动机具控制杆8上的旋转盘背部齿轮11和高强度合金钢上刀盘背部齿轮12互相咬合，推动高强度合金钢上刀盘13向高强度合金钢下刀盘14转动或者远离高强度合金钢下刀盘14转动。
35.实施例2
36.本实施例与实施例1的不同之处在于：高强度合金钢上刀盘13与高强度合金钢下刀盘14通过高强度螺栓铰接，高强度螺栓安装于基座3下部安装板上，高强度合金钢下刀盘14固定于基座3下部安装板上，高强度合金钢上刀盘13可绕高强度螺栓转动，高强度合金钢上刀盘背部齿轮12两端设置止退保险销，对旋转角度进行限位。
37.高强度合金钢上刀盘13和高强度合金钢下刀盘14的内侧均设置弧形开刃，高强度合金钢上刀盘13内开刃的弧形半径大于高强度合金钢下刀盘14内开刃的弧形半径，便于咬紧和切割锚索锚杆，同样的旋转力矩下外弧旋转力矩产生巨大的内弧切割力，利用内弧切割力使得第一特种高强度合金钢电动切割机具4和第二特种高强度合金钢电动切割机具5咬紧或切断锚索锚杆。
38.实施例3
39.一种切断并拔除临近基坑锚索锚杆的方法，包括如下步骤：s1，根据周边锚索锚杆
基础资料，并结合物探，明确锚索锚杆具体位置与走向；
40.s2，采用旋挖钻头钻孔，待钻至锚索位置，提出旋挖钻头，形成切割拔除钻孔1；
41.s3，将切割拔除机械头2下放入切割拔除钻孔1内，至锚索位置，控制第一特种高强度合金钢电动切割机具4和第二特种高强度合金钢电动切割机具5的两个电动机9驱动旋转盘背部齿轮转动，驱动高强度合金钢上刀盘13远离高强度合金钢下刀盘14转动，至高强度合金钢上刀盘13与高强度合金钢下刀盘14张开，关闭两个电动机9；将锚索锚杆勾入高强度合金钢上刀盘13与高强度合金钢下刀盘14之间，控制两个电动机9驱动旋转盘背部齿轮转动，驱动高强度合金钢上刀盘13靠近高强度合金钢下刀盘14转动，咬紧已经勾住的锚索锚杆，关闭两个电动机9；
42.s4，提升切割拔除机械头2至锚索锚杆拉紧状态，开启第二特种高强度合金钢电动切割机具5的电动机9，继续驱动高强度合金钢上刀盘靠近高强度合金钢下刀盘转动至切断锚索锚杆，关闭第二特种高强度合金钢电动切割机具5的电动机9；
43.s5，提升切割拔除机械头2，提升拉力大于剩余锚索锚固力，锚固段逐渐松动，通过第一特种高强度合金钢电动切割机具4把残余锚索锚杆拉出切割拔除钻孔1。
44.本实施例中第一特种高强度合金钢电动切割机具4和第二特种高强度合金钢电动切割机具5属于电气并联控制，第一特种高强度合金钢电动切割机具4为咬紧锚索使用，第二特种高强度合金钢电动切割机具5为切割锚索使用。第一特种高强度合金钢电动切割机具4的旋转角度小，力矩小，主要为咬紧锚索锚杆。第二特种高强度合金钢电动切割机具5的旋转角度大，力矩大，咬紧后切割锚索锚杆。
45.实施例4
46.本实施例与实施例3的不同之处在于：步骤3中利用活动插销钩子勾住锚索向上提起，将锚索锚杆勾入高强度合金钢上刀盘13与高强度合金钢下刀盘14之间。活动插销钩子可通过手动控制方向和高度。
47.实施例5
48.本实施例与实施例3的不同之处在于：步骤4中第二特种高强度合金钢电动切割机具5切割锚索锚杆过程中，反复提升切割拔除机械头2，通过提升阻力减小来判断锚索锚杆已剪断。
49.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。