CN101558203B - 一种产生地下基坑和/或建筑的装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种产生地下建筑的装置和方法，其包括适于从地下位置挖掘第一材料的挖掘装置，从挖掘位置清理第一材料的装置，以及将与第一材料不同的第二材料供应到挖掘留下的的空间的装置。

Description

一种产生地下基坑和/或建筑的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种产生地下基坑和/或建筑的装置和方法。在本说明书中，所述建筑包括但不限于桥墩、挡墙、管道、顶蓬、地板、栅栏和滤池。

背景技术

在本说明书中，除非在参考或讨论了技术文献、生产活动或技术术语处特别有强调，否则该技术文献、生产活动、技术术语或其任意结合不能被视为在本申请优先权日时是公众可获得、公众已知、部分公知常识，或对于企图解决该说明书涉及的任何问题的相关人员而言是已知的的。

为了某种原因，当向下挖掘到一个需要的平面，迄今都需要以大约45度挖掘挖掘点的墙，以防止土墙在挖掘点向内倒塌。只有当到达期望的基准面时，才可以开始在建筑的构造上或基坑的构造上工作。

已经发展出支撑基坑墙的方法，其允许挖掘具有垂直壁的沟或钻孔等，因此减少了基坑的尺寸和需要挖掘的泥土的数量。

支撑方法包括这样的技术，例如当基坑成形时，使用结构部件以支撑基坑，甚至用泥浆填充孔穴。

然而，这些支撑工程耗费时间并且代价昂贵。

因此，本发明的一个目的就是提供一种产生地下基坑和/或建筑的装置和方法，其充分改善前述的现有挖掘技术中存在的困难，或至少，提供给公众一种可用的选择。

本发明的另一个目的是为了提供一种产生地下基坑和/或建筑的装置和方法，其涉及挖掘尽可能少的材料。

本发明其他的目的和优点根据以下的描述将变的清晰，参考相应的附图，其中通过视图和实施例，揭示了本发明的一个实施例。

需要特别说明的是，词语“包括”表示“包括但不局限于”，词语“由什么组成”具有相应的意思。

发明内容

在一方面，公开了包括用于产生地下基坑和建筑的装置，该装置包括用于从地下位置挖掘第一材料的挖掘装置，用于从挖掘点清除第一材料的装置，将不同于第一材料的第二材料供给供应到挖掘留下的空间的装置，其中在使用时，第二材料向挖掘装置施加压力，将其移动并在挖掘方向驱动，清除挖掘材料的装置通过在流体流中夹带材料而运作。

优选的，地下位置是一个钻孔、井筒或隧道，该装置包括靠着钻孔、井筒或隧道的墙密封的装置，从而其被分成了两部分，运行在第一部分的挖掘和清除装置，用第二材料填充第二部分的装置。

优选的，清除挖掘材料的装置，在挖掘面上或靠近挖掘面处产生一个流体流，这个流能够夹带并重新安置挖掘材料。

优选的，流体流通过在钻孔、井筒或隧道的一端提供压力流体而另一端提供真空源而生成。

优选的，流体是气体。

优选的，流体是空气。

优选的，挖掘装置本质上是机械的。

优选的，挖掘装置包括至少一个挖掘齿。

优选的，挖掘装置包括一个连续的挖掘齿链条。

优选的，连续的挖掘齿链条被驱动，使齿对第一材料做切割运动。

优选的，第二材料可以凝固，至少部分形成建筑。

优选的，第二材料为粒状材料。

优选的，第二材料为水泥材料。

优选的，第二材料为混凝土泥浆。

在另一方面，公开了一种用于产生地下基坑和建筑的装置，该装置包括从地下钻孔、井筒或隧道挖掘第一材料的装置，从挖掘点清除第一材料的装置，将不同于第一材料的第二材料供给供应到挖掘留下的空间的装置，靠着钻孔、井筒或隧道的墙密封的装置，将其分成了两部分，挖掘和清除装置运行在第一部分，用第二材料填充第二部分，其中第二材料向挖掘装置施加压力，从而将其移动并在挖掘方向进行驱动，用于清除挖掘材料的装置通过在流体流中夹带材料而运作。

在另一方面，公开了包括一种利用任一在前的装置来产生地下基坑和建筑的方法，其中该方法包括从地下位置挖掘并移除第一材料，以及在移走第一材料的同时供给与第一材料不同的第二材料以回填挖掘留下的空间。

优选的，该方法还包括钻探一对空间隔离的基本垂直的钻孔，在垂直钻孔之间钻探一个基本水平的钻孔，将用于产生地下结构的装置插入水平钻孔并定向，使其在需要的方向进行挖掘，用不同于第一材料的第二材料回填挖掘留下的空间。

优选的，该方法还包括第二材料固化的步骤。

优选的，该方法还包括收回装置的步骤。

在这方面，在详细解释本发明的至少一个实施例之前，应当理解的是，本发明不局限于在下列说明书陈述的或附图中所示的建筑的细节和部件的安装的应用中。本发明能够具有所述的实施方式以外的实施方式，并以各种方法实践和执行。另外，应当理解的是，这里使用的措辞和术语，以及摘要，是为了描述的目的，而不应被认为是对本发明限制。

附图，与说明书结合并构成了说明书的一部分，表示了本发明的某些实施方式，与说明书一起，用来解释本发明的原理。

本领域技术人员能够理解，本公开基于的概念可以用来作为设计其它结构、方法和系统，执行本发明的几个目的。因此重要的是，应该认识到，权利要求应当被认为包括不脱离本发明实质和范围的相同构造。

附图说明

为了进一步理解本发明将描述相应的实施方式，其将在以下参考相应的附图进行描述，其中：

附图1是并不按比例的系统示意图；

附图2和3是附图1中通过水平钻孔的横截面图。

具体实施方式

参见图1，其中具有一对基本平行的垂直空间分离的钻孔2，称为引导钻孔，其具有紧邻它们的末端在它们之间穿过的水平或“挖掘”钻孔4。水平钻孔4被钻在需要的深度，例如，建筑在该实施例中是一堵将构造到低于水平面5米的深度的墙，水平钻孔4在该深度进行挖掘。水平钻孔4可以使用可控的挖掘机来制造。这种挖掘机是已知的，不需要在本发明的框架内进一步描述。

然后，用于形成地下建筑的设备向下径直进入钻孔并且以下列方式设置。

防磨条6通过平行钻孔4在两个垂直钻孔2之间穿过，防磨条6的尺寸使其可以沿着它的边缘密封平行钻孔4，使得在防磨条6的上方和下方各生成一个洞穴。

防磨条6将链条8支撑在它的上侧导轨10中，这样链条8相对于防磨条/密封条能以往复运动驱动。连接到链条8的是多组方向向上的挖掘齿12，当链条被驱动时，其具有切割功能。

形成在防磨条的下侧内的一对通道14，具有多个孔16，沿着它们相应的长度通过该壁。通道14的每一端都连接到管道20，其从地上的源22供给第二材料，本实施例中第二材料是混凝土。

进一步的管道向下供给垂直钻孔2至恰好在防磨条6上方的水平轴4的端部的每一个。

在使用中，混凝土通过管道20供应至在防磨条6的下部或密封侧的通道14，然后，该混凝土通过在通道的壁上的孔16，并且由外进入在防磨条6的下方的洞穴。混凝土19连续的被泵送进洞穴，直到在该低处洞穴达到足够的压力，这样混凝土开始朝着地面向上对防磨条6施加压力。

由于它这样工作，链条8被驱动，从一侧至另一侧往复运动。由于防磨条6通过在其下的混凝土19的压力而被施加向上的压力，可以说挖掘齿也被施压向上，并且由于它们连接到链条8，切割运动也是往复的。当这些挖掘齿12接触到水平钻孔4的顶部时，它们切割和挖掘泥土，泥土从钻孔4的顶部滚落。

一对管道30中的一个将压力流体，在该实施例中是空气，供应到在防磨条6上方的洞穴，并且另一个管道32提供真空源。在它们之间，它们制造了沿着水平钻孔4的上部洞穴从一端至另一端的空气运动，其能够带走其中挖掘的泥土，该废材料的带走管线32将泥土向上带至地表面。

随着混凝土19硬化，其在地面形成地下墙40而不需要挖掘多余的超出为了在第一位置形成墙40而需要转移的量的泥土。

只要混凝土19继续被泵送进在防磨条6的下面的洞穴，该防磨条6、链条8，挖掘齿12和其他相关辅助设备通过混凝土将继续向上移动，直到挖掘齿12突破地面。

一门帘式密封42从防磨条6的一端向下延伸，以阻止混凝土填充垂直钻孔2。具有这样的密封，在防磨条向上移动前，水泥不需要硬化。在该实施例中，我们在底部开始并且在上面施加压力直到达到期望的高度。固定末端直到材料固化，然后如果需要的话移走链条和密封等，填充钻孔。然而，对于该问题的另一解决办法可以是通过用第二材料填充垂直钻孔对其施加压力。此时防磨条需要在长度方向延伸，以便密封垂直钻孔2的边缘。

另一个解决的方法可以是提供一移动的密封(未示出)，其形式为在滑轮或辊子上运动的皮带。

在一供选择的应用中，提供起始位置的隧道可以在较小的深度处挖掘，该齿向下并且用第二材料从上回填，使得在用第二材料回填的时候，向下挖掘。

在又一供选择的应用中，用于回填挖掘洞穴的第二材料是市售的粒状材料，其吸引从周围地面沉积的矿物油。经过一段时间，该系统可用来在同样的平面或线上挖掘，并且移走颗粒。这些颗粒接着除油/污染物并再次用于同样的目的。那么这是用于从地面提取沉积的油的有用的技术。

在又一供选择的应用中，用于回填挖掘洞穴的第二材料是粒状材料，例如细骨料混凝土或砂浆。那么这可用于产生和发展能够调节地下水的地下含水土层和保水设备。

在又一供选择的应用中，以上所提及的过滤实施例中的第二材料可以使用在马路和建筑下，它们具有高的地下水或盐分的流出。该系统可用来将一系列粗沙插入已经存在的基础设施的下部，这样地下水将被吸进第二材料的多孔走廊并且被吸至一收集点，而不破坏马路和其它基础设施。

可以明白的是根据本发明的用于制造地下建筑的该元件和方法将特别针对那些希望建造地下建筑例如桥墩和挡墙，而不需要挖掘过多的泥土。

这里，虽然本发明示出了和描述了设想的最适用的和优选的实施例，应该意识到在本发明的范围内能作出改变，其不局限于于此所述的细节，但是符合所附的权利要求的全部范围，包括任何和全部等价的设备和装置。

Claims (13)

1.一种用于产生地下基坑和建筑的装置，该装置包括一个用于从地下位置挖掘第一材料的挖掘装置，用于从挖掘点清除第一材料的装置，将不同于第一材料的第二材料供应到挖掘留下的空间的装置，其中在使用中，在表面下的水平钻孔内，用第二材料回填挖掘留下的空间使得挖掘装置能够在水平钻孔内沿着期望的方向继续挖掘，并且用于清除挖掘材料的装置通过在流体流中夹带挖掘材料而工作。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，清除挖掘材料的装置在挖掘表面上或挖掘表面附近产生流体流，流的强度可以夹带挖掘材料并将其从挖掘点移走。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，流体流产生是通过在钻孔、井筒或隧道的一端供应压力流体，而另一端为真空源。

4.如权利要求1-3任一所述的装置，其特征在于，流体是气体。

5.如权利要求1-3任一所述的装置，其特征在于，流体是空气。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，挖掘装置本质上是机械的。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，挖掘装置包括至少一个挖掘齿。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，挖掘装置包括一个连续的挖掘齿链条。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，连续的挖掘齿链条被驱动，使得齿与第一材料发生切割作用。

10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，第二材料适于固化，并至少部分的形成了建筑。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，第二材料是粒状材料。

12.如权利要求10所述的装置，其特征在于，第二材料是水泥材料。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，第二材料是混凝土泥浆。

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