CN100567662C - 深基坑自动挖土施工装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及挖掘类，具体的讲是涉及一种深基坑自动挖土施工装置，该装置在互相垂直方向上设置多道轨道梁，在动力控制的情况下，通过沿轨道梁的移动以及轨道梁的自身移动，使安装在轨道梁上的液压抓斗挖土装置能够在挖掘区域内的任何地方进行挖掘，完成自动挖土，其优点是，施工效率高、挖土均匀、安全性强、对环境影响小，非常适合于深基坑开挖施工，有利于现场施工管理。

Description

深基坑自动挖土施工装置

技术领域

本发明涉及挖掘类，具体的讲是涉及一种深基坑自动挖土施工装置。

背景技术

在软土地层中，一般采用地下连续墙工法进行深基坑的施工，成槽后进行深基坑开挖施工，主要采用多台小型履带式挖机在基坑内挖土并堆放到基坑内的一定位置，再由地面上的几台履带式起重机和钢丝绳抓斗直接将土抓到运输车上运离施工现场。在深基坑开挖施工时，需要采用边开挖边支护的方法，对已开挖部分的围护结构及时采用钢支撑进行支护。这种基坑开挖方式一般采用放坡开挖的施工顺序，不仅施工效率低下，占去了基坑施工的相当多的作业时间，而且由于有不同的挖土设备和作业人员分管不同的挖土区域，在放坡开挖过程中，易造成挖土量不均、局部欠挖和局部超挖的现象，从而对基坑围护结构的稳定性产生不良影响。由于需要施工人员在基坑内操作设备作业，对现场安全施工管理也带来了一定的困难。另外，基坑内大部分施工设备采用柴油发动机动力，施工时噪音大、废气排放量大，易对环境产生不利影响。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种深基坑自动挖土施工装置，该装置在互相垂直方向上设置多道轨道梁，在动力控制的情况下，通过沿轨道梁的移动以及轨道梁的自身移动，使安装在轨道梁上的液压抓斗挖土装置能够在挖掘区域内的任何地方进行挖掘，完成自动挖土。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种深基坑自动挖土施工装置，包括深基坑以及液压抓斗挖土装置，其特征在于该施工装置还包括至少两根轨道梁和行走梁，其中轨道梁固定于深基坑坑壁，在轨道梁与轨道梁之间至少设置一根行走梁，行走梁的两端支撑于轨道梁，并可沿轨道梁移动，液压抓斗挖土装置安装在行走梁的下方，可随行走梁共同沿轨道梁移动。

所述行走梁上固定设置有轨道，液压抓斗挖土装置可沿该轨道移动。

至少设置两根或两根以上数量的行走梁时，相邻的行走梁之间通过连接梁连接固定，使所有的行走梁形成整体框架结构。

所述行走梁的两端各装有行走轮，可沿轨道梁移动。

所述行走轮的驱动是通过安装在行走梁上的电机驱动齿轮与安装在轨道梁上的齿条啮合传动实现的。

所述齿条两端设置有弹性限位块。

所述轨道梁两端设置有弹性限位块。

本发明的优点是，施工效率高、挖土均匀、安全性强、对环境影响小，非常适合于深基坑开挖施工，有利于现场施工管理。

附图说明

图1为本发明实施例装置平面示意图；

图2为本发明实施例挖排土装置A-A剖面图；

图3为本发明实施例液压抓斗挖土装置和设备台车(E放大图)；

图4为本发明实施例自爬降装置和挖排土装置(B-B剖面图)；

图5为本发明实施例横向行走轨道驱动装置(D放大图)；

图6为图5的A-A剖面图；

图7为本发明实施例自爬降装置(F向放大图)；

图8为图7的侧面示意图；

图9为图7的G-G剖面图；

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-9所示，标号1-57分别表示：地下连续墙1、弹性限位块2、自爬降装置3、轨道梁4、行走梁5、连接梁6、皮带输送机7、液压抓斗挖土装置8、弹性限位块9、机械式抓斗10、履带式起重机11、预埋销座12、液压软管13、液压动力设备14、电气控制箱15、无线遥控接收装置16、铰座17、液压动力装置18、齿条19、电动机20、减速器21、齿轮22、弹性限位块23、齿条24、行走轮25、轨道26、筋板27、设备车架28、轨道29、销30、行走轮31、行走轮32、齿轮33、连接梁34、防尘橡胶密封套35、压板36、销37、抓斗斗体38、销39、抓斗启闭油缸40、销41、销42、抓斗伸缩油缸43、伸缩臂44、导套45、机架46、电动机47、减速器48、销轴49、爬降油缸50、销轴51、活动连接块52、固定板53、杆端54、固定连接块55、钢垫圈56、活塞杆57。

地下连续墙1所形成的矩形围护结构是采用本实施例施工的作业区域。

本实施例中液压抓斗挖土装置8安装在行走梁5的下方，并可沿行走梁5的轨道26前后移动，相邻的行走梁5之间通过两根连接梁6连接，使所有的行走梁5形成整体框架结构。每根行走梁5的两端各装有一个行走轮25，使整体框架结构可沿轨道梁4横向移动，由安装在行走梁上部的4台电动机20和4台减速器21的同步运转，通过与减速器21输出轴端连接的齿轮22和安装在轨道梁4上部的齿条19的啮合传动进行驱动，横向移动的距离等于齿条19的长度，其长度稍大于相邻行走梁5之间的平行距离，使只能作前后移动的液压抓斗挖土装置8，通过行走梁5整体框架结构的横向左右移动，可以挖掘以轨道梁4长度和基坑宽度形成的矩形区域，安装在轨道梁4两端的弹性限位块2和安装在齿条19两端的弹性限位块23将整体框架结构的横向移动控制在此区域内。

本实施例设置有六根行走梁5，相应在其上设置有六套液压抓斗挖土装置8，每套装置主要由下部挖土和上部行走两部分机构组成。

下部挖土机构由机架46、抓斗伸缩油缸43、导套45、伸缩臂44、一对抓斗斗体38和两对抓斗启闭油缸40等组成。抓斗伸缩油缸43安装在机架46的箱体内部，上端通过销30与机架46相连接，下端通过销42与伸缩臂44相连接，导套45由耐磨材料(如铜合金)加工而成，固定在机架46的内壁，与伸缩臂44的接触面加工可加注润滑油脂的油槽，在机架46和导套45的下部端面装有防尘橡胶密封套35，由压板36和螺栓固定，在机架46和导套45的抓斗伸缩油缸43的油口对应的一侧，开一个腰形通孔，以便于抓斗伸缩油缸43的接管安装和维修。一对抓斗体38通过4个销39与机架46下方的铰座连接，两对抓斗启闭油缸43的一端通过4个销41和机架46下方的铰座连接，另一端通过4个销37与一对抓斗体38相连，由两对抓斗启闭油缸43的伸缩操控一对抓斗体38的启闭，抓斗体38的两侧开口端加工成锯齿形，底部开口端装有可拆换的铲齿。

上部行走机构由两组电动机47、减速器48、齿轮33、齿条24、轨道26和4个行走轮32等组成。两组电动机47和减速器48对称固定在机架46的上部两侧，齿轮33安装在减速器48的输出轴端，与其上部安装在行走梁5两侧中部的齿条24啮合，驱动机架46的前后移动，齿条24安装底板与行走梁焊接，上部间隔一定距离焊接加强筋板27，并与上部设备车架28的轨道29相焊接，两组共4个行走轮32分别对称固定安装在机架46上部的内侧，其轮子部分放置在轨道26内，两条平行轨道26加工成槽形结构，对称焊接固定在行走梁5的下部。

液压抓斗挖土装置8采用液压和无线遥控控制，其液压动力设备14、电气控制箱15和无线遥控接收装置16安装在其侧邻近的设备车架28的上部平台上，液压抓斗挖土装置8和液压动力设备14之间液压管路的连接，采用液压软管，动力电缆和控制电缆，则采用电缆架和挂绳。

设备车架28安装在行走梁5之间，由型钢拼接而成，分两层平台，上层平台安装液压动力设备14、电气控制箱15和无线遥控接收装置16等，下部平台固定皮带输送机7，相邻的设备车架28之间采用两根连接梁34连接，使所有的设备车架28形成整体的框架结构。每个设备车架28的顶架两侧下方安装4个行走轮31，行走轮31沿轨道29滚动，轨道29的外侧边较轨道面高，以防止设备车架28出轨。设备车架28没有自身的动力，完全依靠液压抓斗挖土装置8的抓斗体38推动连接梁34而实现其前后移动。

在作业区域内由液压抓斗挖土装置8挖掘的土体，由可双向出土的皮带输送机7排放到轨道梁4长度以外的基坑两侧区域，该区域由地面几台履带式起重机11和机械式抓斗10直接挖土并装车。皮带输送机7由电动机、减速器及传动装置驱动，安装在行走梁5之间的设备车架28的下部平台上，可随设备车架28沿安装在行走梁5两侧的轨道29前后移动，使皮带输送机7始终与液压抓斗挖土装置8保持较近的距离，液压抓斗挖土装置8可以在皮带输送机7的任意侧挖土作业，皮带输送机7和设备车架28前后移动的最大距离是连接梁6之间的距离，轨道29的两端装有弹性限位块9。

当挖土达到一定的深度，液压抓斗挖土装置8无法继续挖土，通过安装在轨道梁4上部的若干自爬降装置3的同步工作，使轨道梁4及相关设备整体下降一定的高度，使液压抓斗挖土装置8和皮带输送机7可以继续正常挖排土作业，挖排土作业和自爬降作业交替进行，直到开挖到深基坑的设计深度。

自爬降装置由爬降油缸50、铰座17、预埋销座12、活动连接块52、固定连接块55、各种销轴等组成，铰座17焊接固定在轨道梁4上，爬降油缸50下端的铰耳通过销轴49和铰座17连接，止推板53嵌装在销轴49的平槽内，通过螺栓58与爬降油缸50下端的铰耳固定，使销轴49固定。爬降油缸50可采用单行程或双行程的形式，活塞杆57的杆端54与活塞杆57成一体，杆端54的外径较活塞杆57杆体的外径大。活动连接块52套在活塞杆57杆体外，可采用两个相同半块螺栓拼接形式，也可采用整体加工形式，后种形式在爬降油缸50装配阶段即将活动连接块52套在活塞杆57杆体外，固定连接块55与爬降油缸50的外缸体成一体。

预埋销座12在地下连续墙1施工阶段根据预定的位置焊接固定在钢筋笼上，为防止混凝土侵入，在预埋销座12的孔口加塑料盖密封，在下降操作时，取走塑料盖。

在下降操作过程中，固定连接块55和活动连接块52中间插入和拔出销轴51是交替进行的，当活动连接块52插入销轴51时，爬降油缸50的活塞杆57从缩回到底位置起逐渐伸出，此时，整体设备同时下降，固定连接块55的销轴处于拔出状态，当下降到一定位置时，固定连接块55的销轴孔与下一个预埋销座12对齐时，在固定连接块55插入销轴51并固定，然后拔出上部活动连接块52内的销轴51，缩回活塞杆，此时整体设备不同时下降，等待下一次的下降操作。销轴51的结构，前端是螺纹，在其插到位时固定，防止销轴受外力退出，中段是销轴本体，承受载荷，后端是方形结构，用于拧紧或松开螺纹连接。在固定连接块55或活动连接块52与销轴51之间，放置了钢垫圈56。

自爬降装置采用了液压动力，液压动力装置18放置在地面上，管路通过液压软管13连接到爬降油缸50的前后腔。

Claims (6)

1.一种深基坑自动挖土施工装置，包括深基坑以及液压抓斗挖土装置，其特征在于该施工装置还包括至少两根轨道梁和行走梁，其中轨道梁固定于深基坑坑壁，在轨道梁与轨道梁之间至少设置一根行走梁，行走梁的两端支撑于轨道梁，并可沿轨道梁移动，液压抓斗挖土装置安装在行走梁的下方，可随行走梁共同沿轨道梁移动，至少设置两根或两根以上数量的行走梁时，相邻的行走梁之间通过连接梁连接固定，使所有的行走梁形成整体框架结构。

2.根据权利要求1所述的一种深基坑自动挖土施工装置，其特征在于所述行走梁上固定设置有轨道，液压抓斗挖土装置可沿该轨道移动。

3.根据权利要求1或2所述的一种深基坑自动挖土施工装置，其特征在于所述行走梁的两端各装有行走轮，可沿轨道梁移动。

4.根据权利要求3所述的一种深基坑自动挖土施工装置，其特征在于所述行走轮的驱动是通过安装在行走梁上的电机驱动齿轮与安装在轨道梁上的齿条啮合传动实现的。

5.根据权利要求4所述的一种深基坑自动挖土施工装置，其特征在于所述齿条两端设置有弹性限位块。

6.根据权利要求3所述的一种深基坑自动挖土施工装置，其特征在于所述轨道梁两端设置有弹性限位块。

Images