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沉井法豎井掘進(jìn)機(jī)及其施工方法

465   編輯:中冶有色技術(shù)網(wǎng)   來(lái)源:中鐵工程裝備集團(tuán)有限公司  
2023-11-29 15:22:17
權(quán)利要求書(shū): 1.一種沉井法豎井掘進(jìn)機(jī),包括驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng),其特征在于:還包括相互連接的掘進(jìn)機(jī)構(gòu)(100)、排管機(jī)構(gòu)(200)、井筒提放機(jī)構(gòu)(300)和渣漿分離系統(tǒng)(400)以及輔助加壓機(jī)構(gòu)(500),排管機(jī)構(gòu)(200)、井筒提放機(jī)構(gòu)(300)和渣漿分離系統(tǒng)(400)以及輔助加壓機(jī)構(gòu)(500)均位于地面(101)上的井口圈梁(102)上;

其中,掘進(jìn)機(jī)構(gòu)(100)包括位于井筒(12)內(nèi)的掘進(jìn)殼體(1),掘進(jìn)殼體(1)的前端部設(shè)有刀盤(pán)(2),掘進(jìn)殼體(1)的后端部設(shè)有驅(qū)動(dòng)固定架(3),驅(qū)動(dòng)固定架(3)上設(shè)有進(jìn)給裝置(4)和驅(qū)動(dòng)裝置(5),進(jìn)給裝置(4)、刀盤(pán)(2)分別與驅(qū)動(dòng)裝置(5)相連接;排管機(jī)構(gòu)(200)包括支撐架(8),支撐架(8)上設(shè)有排漿管(9)、注漿管(10)和動(dòng)力管線(11),排漿管(9)通過(guò)安裝在驅(qū)動(dòng)固定架(3)上的渣漿泵(6)與刀盤(pán)(2)上的吸漿口(7)相連接,注漿管(10)的一端位于井筒(12)中、另一端與渣漿分離系統(tǒng)(400)相連接;

所述井筒(12)包括底部管節(jié)(12?1)和標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)(12?2),底部管節(jié)(12?1)和標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)(12?2)相配合;標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)(12?2)的管壁內(nèi)設(shè)有注漿道(12?3),注漿道(12?3)與管外壁上的注漿口(12?4)相連通;通過(guò)注漿管向底部管節(jié)內(nèi)部注入泥漿,調(diào)控泥漿深度可以平衡底層壓力,避免涌砂涌水,泥漿循環(huán)時(shí)可以將開(kāi)挖的渣土隨排漿管攜帶至渣漿分離系統(tǒng),分離后的泥漿經(jīng)注漿管重新注入井筒中循環(huán)使用;當(dāng)下沉達(dá)到一定深度,井筒外壁的摩擦大于井壁自重時(shí),開(kāi)啟輔助加壓機(jī)構(gòu)或通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)內(nèi)部的注漿道和注漿口向井筒壁與地層之間的空隙內(nèi)壓注潤(rùn)滑泥漿,用來(lái)減小井筒下沉阻力;

井筒提放機(jī)構(gòu)(300)通過(guò)鋼絞線(13)與井筒(12)相連接,輔助加壓機(jī)構(gòu)(500)位于井筒(12)的一側(cè)且與井筒(12)相對(duì)應(yīng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沉井法豎井掘進(jìn)機(jī),其特征在于:所述井筒提放機(jī)構(gòu)(300)包括提升支架(14)、提升千斤頂(15)和提升泵站(161),提升千斤頂(15)與提升泵站(161)相連接,提升支架(14)上設(shè)有用于纏繞鋼絞線(13)的線盤(pán)(151),鋼絞線(13)穿過(guò)提升千斤頂(15)與井筒(12)底部的底部管節(jié)(12?1)相連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的沉井法豎井掘進(jìn)機(jī),其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)固定架(3)外圓周上均勻設(shè)有多個(gè)進(jìn)給裝置(4),進(jìn)給裝置(4)與底部管節(jié)(12?1)相配合,進(jìn)給裝置(4)包括進(jìn)給油缸(4?1)和安裝在底部管節(jié)(12?1)上的固定板(4?2),進(jìn)給油缸(4?1)的一端與底部管節(jié)(12?1)相連接、另一端與驅(qū)動(dòng)固定架(3)相連接,驅(qū)動(dòng)固定架(3)與固定板(4?2)上的導(dǎo)向槽(4?3)相配合。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的沉井法豎井掘進(jìn)機(jī),其特征在于:所述進(jìn)給油缸(4?1)上均設(shè)有行程傳感器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沉井法豎井掘進(jìn)機(jī),其特征在于:所述輔助加壓機(jī)構(gòu)(500)包括加壓支架(16),加壓支架(16)底部設(shè)有加壓油缸(17),加壓油缸(17)的伸縮端設(shè)有壓板(18),壓板(18)伸出加壓支架(16)且與井筒(12)相對(duì)應(yīng)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沉井法豎井掘進(jìn)機(jī),其特征在于:所述掘進(jìn)殼體(1)內(nèi)設(shè)有刀盤(pán)油缸(19),刀盤(pán)油缸(19)的伸縮端與刀盤(pán)(2)相連接。

7.一種如權(quán)利要求1 6任一項(xiàng)所述沉井法豎井掘進(jìn)機(jī)的施工方法,其特征在于:包括如~

下步驟:S1:開(kāi)挖能夠安裝底部管節(jié)的始發(fā)豎井,并對(duì)井口周邊部位進(jìn)行硬化,形成井口圈梁;在始發(fā)豎井內(nèi)安裝底部管節(jié),并在井口圈梁上固定安裝輔助加壓機(jī)構(gòu)和井筒提放機(jī)構(gòu);

S2:在S1中的底部管節(jié)內(nèi)部安裝刀盤(pán)、驅(qū)動(dòng)固定架、進(jìn)給裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、渣漿泵井內(nèi)工作部件;在地面安裝排管機(jī)構(gòu)、渣漿分離系統(tǒng),并設(shè)置泥漿池;連接注漿管和排漿管,連接各動(dòng)力管線和控制管線;

S3:安裝調(diào)試好S2中各組成模塊后,通過(guò)注漿管向底部管節(jié)內(nèi)部注入泥漿;泥漿循環(huán)時(shí)可以將開(kāi)挖的渣土隨排漿管攜帶至渣漿分離系統(tǒng);調(diào)控泥漿深度可以平衡底層壓力,避免涌砂涌水;泥漿循環(huán)時(shí)可以將驅(qū)動(dòng)裝置散發(fā)的熱量帶出,避免驅(qū)動(dòng)裝置過(guò)熱;

S4:在S3中的底部管節(jié)的上部安裝一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)管節(jié),啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)刀盤(pán)旋轉(zhuǎn),同時(shí)操控進(jìn)給裝置進(jìn)給,并控制刀盤(pán)周邊刀盤(pán)油缸伸出,實(shí)現(xiàn)對(duì)底部管節(jié)下部的巖土進(jìn)行掘進(jìn)開(kāi)挖;

S5:當(dāng)?shù)侗P(pán)進(jìn)給深度達(dá)到S4中進(jìn)給裝置的進(jìn)給油缸的設(shè)定行程后,刀盤(pán)停止掘進(jìn),并縮回進(jìn)給裝置的進(jìn)給油缸,控制井筒提放機(jī)構(gòu)通過(guò)鋼絞線將底部管節(jié)緩慢下放,使底部管節(jié)和標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)同步下沉;

S6:重復(fù)S4和S5,進(jìn)行豎井掘進(jìn)并下沉管節(jié),井筒下沉過(guò)程中,始終保持井筒內(nèi)泥漿的液位高于地下水的水位,避免開(kāi)挖面涌水涌砂;當(dāng)下沉達(dá)到一定深度,井筒外壁的摩擦大于井壁自重時(shí),開(kāi)啟輔助加壓機(jī)構(gòu)或通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)內(nèi)部的注漿道和注漿口向井筒壁與地層之間的空隙內(nèi)壓注潤(rùn)滑泥漿,用來(lái)減小井筒下沉阻力;下沉過(guò)程中,可以分別控制不同方位進(jìn)給裝置的進(jìn)給量和進(jìn)給速度,同時(shí)配合井筒提放機(jī)構(gòu)的下放長(zhǎng)度,對(duì)井壁下沉的方向進(jìn)行調(diào)控;

S7:當(dāng)井筒下沉至設(shè)計(jì)深度后,對(duì)井底進(jìn)行清渣,縮回刀盤(pán)周邊的刀盤(pán)油缸,使刀盤(pán)直徑小于井筒內(nèi)壁的直徑,同時(shí)縮回進(jìn)給裝置的進(jìn)給油缸,使刀盤(pán)與開(kāi)挖面之間留出一定距離;然后用導(dǎo)管通過(guò)刀盤(pán)的開(kāi)口向井底開(kāi)挖面輸送混凝土,并控制混凝土深度小于進(jìn)給裝置的行程,避免混凝土埋到刀盤(pán);

S8:待井底混凝土凝固后,排出井筒內(nèi)部泥漿,拆除井內(nèi)和地面除管節(jié)外其它裝置,即完成整個(gè)豎井的施工作業(yè)。

說(shuō)明書(shū): 一種沉井法豎井掘進(jìn)機(jī)及其施工方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及地下豎井的建造裝備及其施工方法技術(shù)領(lǐng)域,特別是指一種沉井法豎井掘進(jìn)機(jī)及其施工方法。背景技術(shù)[0002] 沉井法豎井掘進(jìn)機(jī),是一種豎井掘進(jìn)的專用工程機(jī)械,具有開(kāi)挖切削土體、輸送渣土、井壁構(gòu)筑、豎井測(cè)量糾偏等功能,涉及地質(zhì)、土木、機(jī)械、力學(xué)、液壓、電氣、控制、測(cè)量等多門(mén)學(xué)科技術(shù)。[0003] 目前,在地下工程建造,比如盾構(gòu)始發(fā)接受豎井、采礦豎井、隧道通風(fēng)豎井、地下防御工事豎井、地下停車(chē)場(chǎng)等地下工事建造中,豎井是最方便的一種通道。當(dāng)前豎井建造,大多采用人工在井底開(kāi)挖,邊開(kāi)挖邊制作井壁或下沉井壁進(jìn)行支護(hù);該法開(kāi)挖土速度慢,機(jī)械化程度低,施工人員安全性風(fēng)險(xiǎn)大,施工成本高。發(fā)明內(nèi)容[0004] 針對(duì)上述背景技術(shù)中的不足,本發(fā)明提出了一種沉井法豎井掘進(jìn)機(jī)及其施工方法,解決了現(xiàn)有技術(shù)中裝備及施工方法中機(jī)械化程度低、高風(fēng)險(xiǎn)、效率低等問(wèn)題。[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種沉井法豎井掘進(jìn)機(jī),包括驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng),還包括相互連接的掘進(jìn)機(jī)構(gòu)、排管機(jī)構(gòu)、井筒提放機(jī)構(gòu)和渣漿分離系統(tǒng)以及輔助加壓機(jī)構(gòu),排管機(jī)構(gòu)、井筒提放機(jī)構(gòu)和渣漿分離系統(tǒng)以及輔助加壓機(jī)構(gòu)均位于地面上的井口圈梁上;其中,掘進(jìn)機(jī)構(gòu)包括位于井筒內(nèi)的掘進(jìn)殼體,掘進(jìn)殼體的前端部設(shè)有刀盤(pán),掘進(jìn)殼體的后端部設(shè)有驅(qū)動(dòng)固定架,驅(qū)動(dòng)固定架上設(shè)有進(jìn)給裝置和驅(qū)動(dòng)裝置,進(jìn)給裝置、刀盤(pán)分別與驅(qū)動(dòng)裝置相連接;排管機(jī)構(gòu)包括支撐架,支撐架上設(shè)有排漿管、注漿管和動(dòng)力管線,排漿管通過(guò)安裝在驅(qū)動(dòng)固定架上的渣漿泵與刀盤(pán)上的吸漿口相連接,注漿管的一端位于井筒中、另一端與渣漿分離系統(tǒng)相連接;井筒提放機(jī)構(gòu)通過(guò)鋼絞線與井筒相連接,輔助加壓機(jī)構(gòu)位于井筒的一側(cè)且與井筒相對(duì)應(yīng)。[0006] 所述井筒提放機(jī)構(gòu)包括提升支架、提升千斤頂和提升泵站,提升千斤頂與提升泵站相連接,提升支架上設(shè)有用于纏繞鋼絞線的線盤(pán),鋼絞線穿過(guò)提升千斤頂與井筒底部的底部管節(jié)相連接。[0007] 所述井筒包括底部管節(jié)和標(biāo)準(zhǔn)管節(jié),底部管節(jié)和標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)相配合;標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)的管壁內(nèi)設(shè)有注漿道,注漿道與管外壁上的注漿口相連通。[0008] 所述驅(qū)動(dòng)固定架外圓周上均勻設(shè)有多個(gè)進(jìn)給裝置,進(jìn)給裝置與底部管節(jié)相配合,進(jìn)給裝置包括進(jìn)給油缸和安裝在底部管節(jié)上的固定板,進(jìn)給油缸的一端與底部管節(jié)相連接、另一端與驅(qū)動(dòng)固定架相連接,驅(qū)動(dòng)固定架與固定板上的導(dǎo)向槽相配合。[0009] 所述進(jìn)給油缸上均設(shè)有行程傳感器。[0010] 所述輔助加壓機(jī)構(gòu)包括加壓支架,加壓支架底部設(shè)有加壓油缸,加壓油缸的伸縮端設(shè)有壓板,壓板伸出加壓支架且與井筒相對(duì)應(yīng)。[0011] 所述掘進(jìn)殼體內(nèi)設(shè)有刀盤(pán)油缸,刀盤(pán)油缸的伸縮端與刀盤(pán)相連接。[0012] 沉井法豎井掘進(jìn)機(jī)的施工方法,包括如下步驟:S1:開(kāi)挖能夠安裝底部管節(jié)的始發(fā)豎井,并對(duì)井口周邊部位進(jìn)行硬化,形成井口圈梁;在始發(fā)豎井內(nèi)安裝底部管節(jié),并在井口圈梁上固定安裝輔助加壓機(jī)構(gòu)和井筒提放機(jī)構(gòu);[0013] S2:在S1中的底部管節(jié)內(nèi)部安裝刀盤(pán)、驅(qū)動(dòng)固定架、進(jìn)給裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、渣漿泵等井內(nèi)工作部件;在地面安裝排管機(jī)構(gòu)、渣漿分離系統(tǒng),并設(shè)置泥漿池;連接注漿管和排漿管,連接各動(dòng)力管線和控制管線;[0014] S3:安裝調(diào)試好S2中各組成模塊后,通過(guò)注漿管向底部管節(jié)內(nèi)部注入泥漿;泥漿循環(huán)時(shí)可以將開(kāi)挖的渣土隨排漿管攜帶至渣漿分離系統(tǒng);調(diào)控泥漿深度可以平衡底層壓力,避免涌砂涌水;泥漿循環(huán)時(shí)可以將驅(qū)動(dòng)裝置散發(fā)的熱量帶出,避免驅(qū)動(dòng)裝置過(guò)熱;[0015] S4:在S3中的底部管節(jié)的上部安裝一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)管節(jié),啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)刀盤(pán)旋轉(zhuǎn),同時(shí)操控進(jìn)給裝置進(jìn)給,并控制刀盤(pán)周邊刀盤(pán)油缸伸出,實(shí)現(xiàn)對(duì)底部管節(jié)下部的巖土進(jìn)行掘進(jìn)開(kāi)挖;[0016] S5:當(dāng)?shù)侗P(pán)進(jìn)給深度達(dá)到S4中進(jìn)給裝置的進(jìn)給油缸的設(shè)定行程后,刀盤(pán)停止掘進(jìn),并縮回進(jìn)給裝置的進(jìn)給油缸,控制井筒提放機(jī)構(gòu)通過(guò)鋼絞線將底部管節(jié)緩慢下放,使底部管節(jié)和標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)同步下沉;[0017] S6:重復(fù)S4和S5,進(jìn)行豎井掘進(jìn)并下沉管節(jié),井筒下沉過(guò)程中,始終保持井筒內(nèi)泥漿的液位高于地下水的水位,避免開(kāi)挖面涌水涌砂;當(dāng)下沉達(dá)到一定深度,井筒外壁的摩擦大于井壁自重時(shí),開(kāi)啟輔助加壓機(jī)構(gòu)或通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)內(nèi)部的注漿道和注漿口向井筒壁與地層之間的空隙內(nèi)壓注潤(rùn)滑泥漿,用來(lái)減小井筒下沉阻力;下沉過(guò)程中,可以分別控制不同方位進(jìn)給裝置的進(jìn)給量和進(jìn)給速度,同時(shí)配合井筒提放機(jī)構(gòu)的下放長(zhǎng)度,對(duì)井壁下沉的方向進(jìn)行調(diào)控;[0018] S7:當(dāng)井筒下沉至設(shè)計(jì)深度后,對(duì)井底進(jìn)行清渣,縮回刀盤(pán)周邊的刀盤(pán)油缸,使刀盤(pán)直徑小于井筒內(nèi)壁的直徑,同時(shí)縮回進(jìn)給裝置的進(jìn)給油缸,使刀盤(pán)與開(kāi)挖面之間留出一定距離;然后用導(dǎo)管通過(guò)刀盤(pán)的開(kāi)口向井底開(kāi)挖面輸送混凝土,并控制混凝土深度小于進(jìn)給裝置的行程,避免混凝土埋到刀盤(pán);[0019] S8:待井底混凝土凝固后,排出井筒內(nèi)部泥漿,拆除井內(nèi)和地面除管節(jié)外其它裝置,即完成整個(gè)豎井的施工作業(yè)。[0020] 本發(fā)明應(yīng)用在豎井建造施工中,其具備機(jī)械化開(kāi)挖、出渣、支護(hù);地上操控,安全可靠,豎井掘進(jìn)機(jī)工作過(guò)程時(shí),井下無(wú)需作業(yè)人員;改變了傳統(tǒng)井底開(kāi)挖作業(yè)方式,大幅降低施工風(fēng)險(xiǎn),提高作業(yè)效率;采用預(yù)制管節(jié)進(jìn)行拼裝,適應(yīng)性廣,施工速度度快,施工現(xiàn)場(chǎng)整潔美觀。同時(shí)本發(fā)明中進(jìn)給裝置在底部管節(jié)內(nèi)壁沿周邊均勻分布,布置多組,每根進(jìn)給油缸上均安裝行程傳感器,進(jìn)給油缸各組分別控制,速度可調(diào);當(dāng)沉井出現(xiàn)偏斜時(shí),可通過(guò)進(jìn)給裝置的調(diào)控實(shí)現(xiàn)對(duì)刀盤(pán)切削姿態(tài)的主動(dòng)控制,調(diào)整豎井的垂直度,調(diào)節(jié)精度高,操作方便,提高了施工安全系數(shù),確保施工質(zhì)量。附圖說(shuō)明[0021] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見(jiàn)地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。[0022] 圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖。[0023] 圖2為本發(fā)明內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。[0024] 圖3為圖2中A處局部放大圖。具體實(shí)施方式[0025] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。[0026] 實(shí)施例1:如圖1?3所示,一種沉井法豎井掘進(jìn)機(jī),包括驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng),驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為整個(gè)裝置提供總動(dòng)力,控制系統(tǒng)控制整個(gè)裝置的動(dòng)作的執(zhí)行,檢測(cè)系統(tǒng)隨時(shí)監(jiān)測(cè)整體裝置的工作狀態(tài);還包括相互連接的掘進(jìn)機(jī)構(gòu)100、排管機(jī)構(gòu)200、井筒提放機(jī)構(gòu)300和渣漿分離系統(tǒng)400以及輔助加壓機(jī)構(gòu)500,排管機(jī)構(gòu)200、井筒提放機(jī)構(gòu)300和渣漿分離系統(tǒng)400以及輔助加壓機(jī)構(gòu)500均位于地面101上的井口圈梁102上,輔助加壓機(jī)構(gòu)500可對(duì)標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)施加向下的加壓力,使其順利下沉,井筒提放機(jī)構(gòu)控制井筒的下沉速度;沉井井口周邊設(shè)置排管機(jī)構(gòu)200,跟隨驅(qū)動(dòng)的下沉速度,同步下放動(dòng)力管線、控制管線和泥漿管。其中,掘進(jìn)機(jī)構(gòu)100包括位于井筒12內(nèi)的掘進(jìn)殼體1,掘進(jìn)殼體1的前端部設(shè)有刀盤(pán)2,掘進(jìn)殼體

1內(nèi)設(shè)有刀盤(pán)油缸19,刀盤(pán)油缸19的伸縮端與刀盤(pán)2相連接,刀盤(pán)對(duì)開(kāi)挖面進(jìn)行全斷面開(kāi)挖時(shí),刀盤(pán)周邊的刀盤(pán)油缸19伸出,此時(shí)刀盤(pán)伸出對(duì)周邊和底面地面進(jìn)行掘進(jìn);完成掘進(jìn)作業(yè)后,刀盤(pán)油缸19縮回,此時(shí)刀盤(pán)直徑小于井筒內(nèi)壁直徑,便于刀盤(pán)的移出。掘進(jìn)殼體1的后端部設(shè)有驅(qū)動(dòng)固定架3,驅(qū)動(dòng)固定架3上設(shè)有進(jìn)給裝置4和驅(qū)動(dòng)裝置5,進(jìn)給裝置4、刀盤(pán)2分別與驅(qū)動(dòng)裝置5相連接,刀盤(pán)與驅(qū)動(dòng)裝置連接,驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)驅(qū)動(dòng)固定架與進(jìn)給裝置連接,進(jìn)給裝置與底部管節(jié)連接,通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)刀盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)給裝置4帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)固定架3移動(dòng),實(shí)現(xiàn)刀盤(pán)進(jìn)給,刀盤(pán)沉在泥漿中,驅(qū)動(dòng)裝置上部及旋轉(zhuǎn)部位均設(shè)置密封結(jié)構(gòu)。排管機(jī)構(gòu)200包括支撐架8,支撐架8上設(shè)有排漿管9、注漿管10和動(dòng)力管線11,排漿管9通過(guò)安裝在驅(qū)動(dòng)固定架

3上的渣漿泵6與刀盤(pán)2上的吸漿口7相連接,注漿管10的一端位于井筒12中、另一端與渣漿分離系統(tǒng)400相連接,渣漿泵6將切削的渣土攜帶至井口,由泥水分離裝置進(jìn)行泥水分離。循環(huán)泥漿經(jīng)過(guò)沉淀池后經(jīng)注漿管重新注入井筒內(nèi)。井筒提放機(jī)構(gòu)300通過(guò)鋼絞線13與井筒12相連接,實(shí)現(xiàn)井筒的下沉,輔助加壓機(jī)構(gòu)500位于井筒12的一側(cè)且與井筒12相對(duì)應(yīng),井筒外壁的摩擦大于井壁自重時(shí),開(kāi)啟輔助加壓機(jī)構(gòu),通過(guò)輔助加壓機(jī)構(gòu)將井筒向下壓,便于井筒的順利下沉。

[0027] 所述井筒12包括底部管節(jié)12?1和標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)12?2,底部管節(jié)12?1和標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)12?2相配合;底部管節(jié)設(shè)置刃角,底部管節(jié)設(shè)置提放連接口,用于固定鋼絞線;標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)12?2的管壁內(nèi)設(shè)有注漿道12?3,注漿道12?3與管外壁上的注漿口12?4相連通,當(dāng)井筒壁與地面的摩擦力較大時(shí),通過(guò)注漿道與注漿口將潤(rùn)滑泥漿壓注至井壁與地層的周向間隙內(nèi),使標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)外周邊形成液體潤(rùn)滑膜可大幅減小井壁的下沉阻力,使其順利下沉。[0028] 進(jìn)一步,所述驅(qū)動(dòng)固定架3外圓周上均勻設(shè)有多個(gè)進(jìn)給裝置4,進(jìn)給裝置4與底部管節(jié)12?1相配合,進(jìn)給裝置4包括進(jìn)給油缸4?1和安裝在底部管節(jié)12?1上的固定板4?2,進(jìn)給油缸4?1的一端與底部管節(jié)12?1相連接、另一端與驅(qū)動(dòng)固定架3相連接,驅(qū)動(dòng)固定架3與固定板4?2上的導(dǎo)向槽4?3相配合,通過(guò)進(jìn)給油缸實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)固定架3沿固定板4?2上的導(dǎo)向槽4?3上下移動(dòng)。所述進(jìn)給油缸4?1上均設(shè)有行程傳感器;進(jìn)給裝置在沉井管節(jié)內(nèi)部沿周邊均勻分布,進(jìn)給油缸上安裝行程傳感器,進(jìn)給油缸分組控制,速度可調(diào)控。

[0029] 沉井法豎井掘進(jìn)機(jī)的施工方法,包括如下步驟:S1:開(kāi)挖能夠安裝底部管節(jié)的始發(fā)豎井,并對(duì)井口周邊部位進(jìn)行硬化,形成井口圈梁;在始發(fā)豎井內(nèi)安裝底部管節(jié),并在井口圈梁上固定安裝輔助加壓機(jī)構(gòu)和井筒提放機(jī)構(gòu);[0030] S2:在S1中的底部管節(jié)內(nèi)部安裝刀盤(pán)、驅(qū)動(dòng)固定架、進(jìn)給裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、渣漿泵等井內(nèi)工作部件;在地面安裝排管機(jī)構(gòu)、渣漿分離系統(tǒng),并設(shè)置泥漿池20;連接注漿管和排漿管,連接各動(dòng)力管線和控制管線;[0031] S3:安裝調(diào)試好S2中各組成模塊后,通過(guò)注漿管向底部管節(jié)內(nèi)部注入泥漿;泥漿有以下作用:泥漿循環(huán)時(shí)可以將開(kāi)挖的渣土隨排漿管攜帶至渣漿分離系統(tǒng),分離后的泥漿經(jīng)注漿管重新注入井筒中循環(huán)使用;調(diào)控泥漿深度可以平衡底層壓力,避免涌砂涌水;泥漿循環(huán)時(shí)可以將驅(qū)動(dòng)裝置散發(fā)的熱量帶出,避免驅(qū)動(dòng)裝置過(guò)熱;[0032] S4:在S3中的底部管節(jié)的上部安裝一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)管節(jié),啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)刀盤(pán)旋轉(zhuǎn),同時(shí)操控進(jìn)給裝置進(jìn)給,并控制刀盤(pán)周邊刀盤(pán)油缸伸出,實(shí)現(xiàn)對(duì)底部管節(jié)下部的巖土進(jìn)行掘進(jìn)開(kāi)挖;[0033] S5:當(dāng)?shù)侗P(pán)進(jìn)給深度達(dá)到S4中進(jìn)給裝置的進(jìn)給油缸的設(shè)定行程后,刀盤(pán)停止掘進(jìn),并縮回進(jìn)給裝置的進(jìn)給油缸,控制井筒提放機(jī)構(gòu)通過(guò)鋼絞線將底部管節(jié)緩慢下放,使底部管節(jié)和標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)同步下沉;[0034] S6:重復(fù)S4和S5,進(jìn)行豎井掘進(jìn)并下沉管節(jié),井筒下沉過(guò)程中,始終保持井筒內(nèi)泥漿的液位高于地下水的水位,避免開(kāi)挖面涌水涌砂;當(dāng)下沉達(dá)到一定深度,井筒外壁的摩擦大于井壁自重時(shí),開(kāi)啟輔助加壓機(jī)構(gòu)或通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)內(nèi)部的注漿道和注漿口向井筒壁與地層之間的空隙內(nèi)壓注潤(rùn)滑泥漿,用來(lái)減小井筒下沉阻力;下沉過(guò)程中,可以分別控制不同方位進(jìn)給裝置的進(jìn)給量和進(jìn)給速度,同時(shí)配合井筒提放機(jī)構(gòu)的下放長(zhǎng)度,對(duì)井壁下沉的方向進(jìn)行調(diào)控;[0035] S7:當(dāng)井筒下沉至設(shè)計(jì)深度后,對(duì)井底進(jìn)行清渣,縮回刀盤(pán)周邊的刀盤(pán)油缸,使刀盤(pán)直徑小于井筒內(nèi)壁的直徑,同時(shí)縮回進(jìn)給裝置的進(jìn)給油缸,使刀盤(pán)與開(kāi)挖面之間留出一定距離;然后用導(dǎo)管通過(guò)刀盤(pán)的開(kāi)口向井底開(kāi)挖面輸送混凝土,并控制混凝土深度小于進(jìn)給裝置的行程,避免混凝土埋到刀盤(pán);[0036] S8:待井底混凝土凝固后,排出井筒內(nèi)部泥漿,拆除井內(nèi)和地面除管節(jié)外其它裝置,即完成整個(gè)豎井的施工作業(yè)。[0037] 實(shí)施例2,如圖1?3所示,一種沉井法豎井掘進(jìn)機(jī),所述井筒提放機(jī)構(gòu)300包括提升支架14、提升千斤頂15和提升泵站161,提升千斤頂15與提升泵站161相連接,提升支架14上設(shè)有用于纏繞鋼絞線13的線盤(pán)151,鋼絞線13穿過(guò)提升千斤頂15與井筒12底部的底部管節(jié)12?1相連接,可以間歇式的連續(xù)提升較大的重物直至設(shè)計(jì)所需的高度,系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)同步提升,本裝置具有提升平穩(wěn)、安全、速度可調(diào)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,吊裝靈活,維修方便等特點(diǎn),使井筒平穩(wěn)下沉,操作簡(jiǎn)單,調(diào)節(jié)精度高。

[0038] 進(jìn)一步,所述輔助加壓機(jī)構(gòu)500包括加壓支架16,加壓支架16底部設(shè)有加壓油缸17,加壓油缸17的伸縮端設(shè)有壓板18,壓板18伸出加壓支架16且與井筒12相對(duì)應(yīng),井筒外壁的摩擦大于井壁自重時(shí),啟動(dòng)加壓油缸17,將壓板18壓在井筒上方,對(duì)井筒壁施加向下的壓力,使井筒壁順利下滑。

[0039] 其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同。[0040] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。



聲明:
“沉井法豎井掘進(jìn)機(jī)及其施工方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
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