CN105887907B - 用于软土基沉井下沉取土机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种应用于软土基沉井下沉取土机，两个液压式升降卷扬机分别安装在龙门架上的升降卷扬机座上，龙门架通过连接在机架主梁上的操作主平台上，操作主平台与机架主梁之间连接有滑移油缸，液压升降卷扬机通过钢丝绳连接护套管扁担和螺旋机连接梁，螺旋机连接梁上装有螺旋掘泥机，潜水吸砂泵固定连接在螺旋机连接梁上，并与螺旋掘泥机的出泥仓相连；机架主梁通过主梁托轮连接座与托轮组连接，托轮组安装在圈梁轨道上，圈梁焊接在圈梁立柱上；主梁回转导架通过铰座与主梁机架一侧相连接，主梁回转导向架通过主梁回转导架托轮及托轮安装在圈梁轨道上，两台液压回转卷扬机安装在主梁机架上的回转卷扬机座上，并通过钢缆连接机架主梁和圈梁上的钢缆导轮组。

Description

用于软土基沉井下沉取土机

技术领域

本发明涉及一种沉井施工，尤其是一种用于在软土地基或者深水沉井下沉施工的取土设备。

背景技术

随着我国经济的发展，特别是沿海经济发达地区地下工程施工应用越来越广泛。沿海地区广泛分布着深厚的第四纪泻湖相、溺谷相与滨海相等海相沉积软土层。软土地基具有含水量高、压缩性高、强度低、透水性差及地下水位高等特点,所以在软土地基中的深基础常常会选择沉井法施工。沉井施工与基坑放坡施工相比,具有占地面积小,不需要围护结构,技术上比较稳妥可靠,与大开挖相比挖土量少,对邻近建构筑物影响比较小,无需特殊的专业设备,而且操作简便等优点,在各类地下构筑物中沉井结构又可作为地下构筑物的围护结构,沉井内部空间亦可得到充分利用。

沉井是地基深基础施工方法之一，沉井的下沉施工方法与地质条件有直接关系,设计时应根据工程地质、水文气象等资料与施工条件等合理选择。沉井下沉施工方法一般有以下几种:①排水下沉；②不排水下沉；③一次或分段下沉；④配重下沉等。

因此，需要一种适用于大口径沉井，能纠偏迅速，下沉过程可控，可以有效控制沉井下沉速度，防止突然下沉和倾斜的用于软土基沉井下沉取土机

发明内容

本发明是要提供一种用于软土基沉井下沉取土机，其目的就是为了沉井施工中，遇到复合土质条件，可通过螺旋机螺杆头部的高压旋喷装置，用高压水喷嘴冲散坚硬土质，然后螺旋掘泥机的刀盘切削改良过的土壤，达到能够顺利切削土层。螺旋掘泥机通过钢丝绳吊装在龙门架上，靠自重压在切削土层上完成土体切削与螺旋提升出泥，螺旋掘泥机可随主平台上滑移组件完成沉井中心到沉井边缘任意位置的切削掘泥；在取土沉井过程中，螺旋机输送泥土到出泥仓，经潜水吸砂泵排出井外；沉井在自身重力下下沉，螺旋掘泥机随卷扬机放绳下降，从而进一步掘泥。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于软土基沉井下沉取土机，包括：液压升降卷扬机，龙门架，带高压旋喷与切削刀头的螺旋掘泥机，液压回转卷扬机、主梁回转导架、潜水吸砂泵、机架主梁、圈梁、操作主平台，两个所述液压升降卷扬机分别安装在龙门架上的升降卷扬机座上，龙门架通过铰座固定连接在机架主梁上的操作主平台上，操作主平台与机架主梁之间连接有滑移油缸，操作主平台由滑移油缸牵引在机架主梁上移动；所述液压升降卷扬机通过钢丝绳连接护套管扁担，护套管扁担通过钢丝绳连接着护套管，护套管底端连接螺旋机连接梁，螺旋机连接梁上装有螺旋掘泥机，潜水吸砂泵固定连接在螺旋机连接梁上，并穿过螺旋机连接梁与螺旋掘泥机的出泥仓相连；所述的机架主梁通过主梁托轮连接座与托轮组连接，所述的托轮组安装在圈梁轨道上，圈梁焊接在圈梁立柱上；所述的主梁回转导架通过铰座与机架主梁一侧相连接，主梁回转导向架通过主梁回转导架托轮安装在圈梁轨道上，两台所述液压回转卷扬机安装在机架主梁上的回转卷扬机座上，并通过钢缆连接机架主梁和圈梁上的钢缆导轮组，液压回转卷扬机通过放钢缆和收钢揽控制机架主梁的旋转。

所述机架主梁共有两根，两根机架主梁中间通过主梁联系架固定连接；每根机架主梁两端底部均装有主梁托轮连接座和托轮组。

所述的操作主平台共个，每个操作主平台内都装有两根滑移油缸。

所述圈梁焊接在十二个圈梁立柱上，圈梁上焊接一对钢缆导轮组，圈梁为机架主梁和主梁回转导架的行走轨道。

与现有施工技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：

(1)本发明通过采用高压旋喷加螺旋掘泥的的方式可以较好的完成软土基或者水下沉井取土，这样可以实现机械操作取代人工潜水操作，机械化程度高，施工安全，节约生产成本。

(2)本发明利用螺旋机刀头掘泥、在软土层中可以顺利掘进，在遇到较硬土层掘泥不畅时，在螺旋机螺杆头部位有2个高压喷嘴，可以随着螺旋机旋转高压旋喷切削较硬土层。两种方式有效配合可以保证沉井的正常掘进施工。

(3)本发明与一般的水利机械取土相比更加适用于大口径沉井，这种机械取土位置明确，纠偏迅速，下沉过程可控，可以有效控制沉井下沉速度，防止突然下沉和倾斜。

由于以上特点，本发明在软土基沉井施工领域具有很强的实用价值。

附图说明

图1是本发明的用于软土基沉井下沉取土机的总体结构示意图；

图2是图1沿B-B的剖视图；

图3是龙门架和液压卷扬机座结构示意图；

图4是图3的左视图；

图5是带高压旋喷头的螺旋掘泥机结构示意图；

图6是机架主梁结构示意图；

图7是主梁回转导架结构示意图；

图8是图7的俯视图；

图9是圈梁结构示意图；

图10是图9中沿A-A的剖视图；

图11是操作主平台结构示意图；

图12是图11的俯视图；

图13是机架主梁开始工作工况示意图；

图14是机架主梁旋转90°工况示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

如图1至图11所示，一种应用于软土基沉井下沉取土螺旋掘泥机械装置，包括液压升降卷扬机1、升降卷扬机座2、龙门架3、护套管吊绳扁担4、操作主平台5、机架主梁6、主梁托轮连接座7、托轮组8、圈梁9、圈梁立柱10、螺旋机连接梁11、潜水吸砂泵12、螺旋掘泥机13、液压回转卷扬机14、主梁回转导架15。

两台液压升降卷扬机1安装在升降卷扬机座2上，升降卷扬机座和龙门架3固定连接。护套管扁担4上方通过钢丝绳与液压升降卷扬机1相连，下方通过钢丝绳连接着护套管的法兰，护套管底端用销轴与螺旋机连接梁11相连，螺旋掘泥机13用销轴与螺旋机连接梁11连接，螺旋机连接梁11上装有螺旋掘泥机13，潜水吸砂泵12固接在螺旋机连接梁11上，穿过螺旋机连接梁11与螺旋掘泥机13的出泥仓相连。

操作主平台5坐在机架主梁6上，操作主平台的滑移油缸一端销接在机架主梁6上，另一端销接在操作主平台5内，机架主梁6和主梁托轮连接座7和托轮组8连接，托轮组8安装在圈梁9的轨道上带动机架主梁6转动，圈梁9焊接在圈梁立柱10上。主梁回转导架 15通过铰座25与机架主梁6一侧相连接，主梁回转导架15通过主梁回转导架托轮16安装在圈梁9轨道上，两台所述液压回转卷扬机14安装在机架主梁6上的回转卷扬机座上，并通过钢缆连接机架主梁6和圈梁9上的钢缆导轮组27，液压回转卷扬机14通过放钢缆和收钢揽控制机架主梁6的旋转，使安装在机架主梁6上的操作主平台5可以在机架主梁6上平做移运动同时也随着机架主梁6一起做回转运动，螺旋掘泥机13随着操作主平台5的旋转可平移可以在平面上进行切削掘泥。

如图7，8所示，主梁回转导架15后端连接铰座25，后端下在装有主梁回转导架托轮16，中部下面装有主梁回转导向滑轮26，主梁回转导架15随机架主梁6转动而同步转动，在转动过程中，主梁回转导架15下的钢缆导轮组会逐渐接触放缆的卷扬机钢丝绳并起旋转导向的作用。

如图6所示，机架主梁6共有2根，中间通过主梁联系架17固定连接，每根机架主梁6两端底部都装有主梁托轮连接座7和托轮组8，两侧装有主梁钢缆导轮18，托轮组8可以行走在圈梁9上，两根机架主梁6在圈梁9上旋转依靠机架主梁6上的液压回转卷扬机14通过钢丝绳牵引，可以实现180°正反转。

如图9，10所示，圈梁9焊接在十二个圈梁立柱10上，包括一对焊接在圈梁9上的钢缆导轮组，圈梁9是机架主梁6和主梁回转导架15的行走轨道。

如图11，12所示，操作主平台5共2个，每个操作主平台5内都装有两根滑移油缸，操作主平台5可以随滑移油缸在机架主梁6的轨道上伸缩滑移。

如图5所示，螺旋掘泥机13包括掘泥机出泥仓闸门20、厚壁空心螺杆21、掘泥机刀头加水仓22，高压单向喷头23，掘泥机出泥仓上设有掘泥机出泥仓闸门，厚壁空心螺杆下端设有掘泥机刀头加水仓和高压单向喷头。

本发明的一种应用于软土基沉井工艺的新型取土装置在沉井下沉施工过程中的五个阶段。

阶段一，请参阅图1，2，5，13，安装在龙门架的升降卷扬机座上的2台10t液压升降卷扬机分别控制钢丝绳升降将螺旋掘泥机竖直放到预定工作位置，螺旋机液压马达带动刀头旋转在垂直工作面上进行切削取土。

阶段二，请参阅图1，2，5，13，14，安装在机架主梁上的回转卷扬机座上的2台10t液压回转卷扬机通过放缆和收揽控制机架主梁的旋转，安装在机架主梁上的操作主平台可以在机架主梁上平做移运动同时也随着机架主梁一起做回转运动，螺旋掘泥机随着操作主平台的旋转可平移可以在平面上进行切削掘泥。

阶段三，取土过程先中间逐步向外扩展的取土程序，严格控制刃脚处土基保证沉井均匀受力，做到均匀对称、层层剥离，循序渐进。控制潜水吸砂泵吸泥的浓度，控制降水，严防井底涌砂现象。

阶段四，沉井下沉到粘土层时或者掘泥不畅时，打开高压旋喷装置破坏土层，使高压旋喷切削和螺旋掘泥相配合。

阶段五，切削完成一个工作平面的切削，液压升降卷扬机放缆，使螺旋掘泥机到下一个工作位置，液压回转卷扬机带动主梁旋转完成下一个平面的旋转取土，依次循环类推，直到完成沉井下沉。

Claims (4)

1.一种用于软土基沉井下沉取土机，包括液压升降卷扬机(1)，龙门架(3)，带高压旋喷与切削刀头的螺旋掘泥机(13)，液压回转卷扬机(14)、主梁回转导架(15)、潜水吸砂泵(12)、机架主梁(6)、圈梁(9)、操作主平台(5)，其特征在于：两个所述液压升降卷扬机(1)分别安装在龙门架(3)上的升降卷扬机座(2)上，龙门架(3)通过铰座固定连接在机架主梁(6)上的操作主平台(5)上，操作主平台(5)与机架主梁(6)之间连接有滑移油缸，操作主平台(5)由滑移油缸牵引在机架主梁(6)上移动；所述液压升降卷扬机(1)通过钢丝绳连接护套管扁担(4)，护套管扁担(4)通过钢丝绳连接着护套管，护套管底端连接螺旋机连接梁(11)，螺旋机连接梁(11)上装有螺旋掘泥机(13)，潜水吸砂泵(12)固定连接在螺旋机连接梁(11)上，并穿过螺旋机连接梁(11)与螺旋掘泥机(13)的出泥仓相连；所述的机架主梁(6)通过主梁托轮连接座(7)与托轮组(8)连接，所述的托轮组(8)安装在圈梁(9)轨道上，圈梁(9)焊接在圈梁立柱(10)上；所述的主梁回转导架(15)通过铰座与机架主梁(6)一侧相连接，主梁回转导架(15)通过主梁回转导架托轮(16)安装在圈梁(9)轨道上，两台所述液压回转卷扬机(14)安装在机架主梁(6)上的回转卷扬机座上，并通过钢缆连接机架主梁(6)和圈梁(9)上的钢缆导轮组(27)，液压回转卷扬机(14)通过放钢缆和收钢揽控制机架主梁(6)的旋转。

2.根据权利要求1所述的用于软土基沉井下沉取土机，其特征在于：所述机架主梁(6)共有两根，两根机架主梁(6)中间通过主梁联系架(17)固定连接；每根机架主梁(6)两端底部均装有主梁托轮连接座(7)和托轮组(8)。

3.根据权利要求1所述的用于软土基沉井下沉取土机，其特征在于：所述的操作主平台(5)共2个，每个操作主平台(5)内都装有两根滑移油缸。

4.根据权利要求1所述的用于软土基沉井下沉取土机，其特征在于：所述圈梁(9)焊接在十二个圈梁立柱(10)上，圈梁(9)上焊接一对钢缆导轮组，圈梁(9)为机架主梁(6)和主梁回转导架(15)的行走轨道。