CN106193080A - 一种沉井下沉装置及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种沉井下沉装置及其施工方法，该装置包括沉井本体、中心立柱、导架总成、进刀装置、高压喷水装置及气举反循环装置，中心立柱设置在沉井本体内且开设有多个排浆孔，导架总成上下移动的设置在中心立柱上，进刀装置安装在中心立柱上且与导架总成相连接，高压喷水装置与进刀装置相连接，气举反循环装置与中心立柱的内部空间相连通。本发明沉井下沉装置，将刀具切削和高压水喷射二者有机结合，挖掘出来的泥浆通过气举反循环输送到地面，从地面上可以直接控制沉井下沉的状况。

Description

一种沉井下沉装置及其施工方法

技术领域

本发明涉及地下建筑施工技术领域，具体涉及一种沉井下沉装置及其施工方法。

背景技术

随着城市化进程加快，城市人口高度密集，生产与交通工具密集，使得北京、上海、广州等大中型城市停车难的矛盾日益突出，在中心城区和一些重点保护建筑密集的地区增建多层地下停车库是值得研究的热门问题；其次，我国蓄水弱的城市如上海、北京、武汉等，急需建立深部地下蓄水工程，然而，当前国内各种公共地下停车库及综合管廊深井工程处于起步阶段，可以借鉴的工程经验较少，针对超深大直径预制装配井壁结构施工还处于试验阶段，更也没有相应可行的井壁结构沉放装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种沉井下沉装置，将刀具切削和高压水喷射二者有机结合，挖掘出来的泥浆通过气举反循环输送到地面，从地面上可以直接控制沉井下沉的状况。

为解决以上技术问题，本发明采取的一种技术方案是：

一种沉井下沉装置，包括沉井本体、中心立柱、导架总成、进刀装置、高压喷水装置及气举反循环装置，中心立柱设置在沉井本体内且开设有多个排浆孔，导架总成上下移动的设置在中心立柱上，进刀装置安装在中心立柱上且与导架总成相连接，高压喷水装置与进刀装置相连接，气举反循环装置与中心立柱4的内部空间相连通。

优选地，导架总成包括上夹紧油缸、上夹紧装置、上导架、上回装轴承、下导架、带齿回转轴承、支撑钢管、刀架，上夹紧油缸控制上夹紧装置的夹紧和松开，上夹紧装置与上导架相连接，上导架通过螺栓与上回转轴承的外侧相连接，下导架通过螺栓与带齿回转轴承的带齿侧相连接，上回转轴承的内侧与带齿回转轴承的内侧通过上下导架连接板相连接，带齿回转轴承的内侧通过连接板与销轴与刀架相连接，支撑钢管的一端部与上回转轴承的内侧相连接，另一端部与刀架相连接，中心立柱的外侧具有三根T型导轨，上导架嵌在导轨内，带齿回转轴承上连接有回转马达、齿轮箱，回转马达、齿轮箱通过上下导架连接板与刀架相连接。

优选地，进刀装置包括下夹紧油缸、下夹紧装置、进刀同步油缸、切削刀盘、刀盘马达，下加紧油缸控制下夹紧装置的夹紧和松开，进刀同步油缸的一端部与下夹紧装置相连接，另一端部与下导架相连接，切削刀盘及刀盘马达均设置在刀架上。

优选地，高压喷水装置包括高压水泵及高压喷头，高压喷头分别安装在刀架的内侧和外侧。

优选地，刀架作125°旋转摆动。

优选地，刀架倾斜设置，刀架的外侧高于刀架的内侧。

优选地，刀架上设置刀盘清洗喷头。

优选地，气举反循环装置包括导管和空压机，导管垂直沉放在中心立柱中，并置于沉井本体底部土层表面。

优选地，沉井本体的内壁上设有垂直度传感器，中心立柱的下部与混凝土桩基相连接，上端部与固定支架相连接。

为解决以上技术问题，本发明采取的一种技术方案是：一种沉井下沉装置的施工方法，包括如下步骤：

（1）、提供沉井下沉装置，沉井下沉装置包括沉井本体、中心立柱、导架总成、进刀装置、高压喷水装置及气举反循环装置，中心立柱设置在沉井本体内且开设有多个排浆孔，导架总成上下移动的设置在中心立柱上，进刀装置安装在中心立柱上且与导架总成相连接，高压喷水装置与进刀装置相连接，气举反循环装置与中心立柱的内部空间相连通，导架总成包括上夹紧油缸、上夹紧装置、上导架、上回装轴承、下导架、带齿回转轴承、支撑钢管、刀架，上夹紧油缸控制上夹紧装置的夹紧和松开，上夹紧装置与上导架相连接，上导架与上回转轴承的外侧相连接，下导架与带齿回转轴承的带齿侧相连接，上回转轴承的内侧与带齿回转轴承的内侧通过上下导架连接板相连接，带齿回转轴承的内侧通过连接板与销轴与刀架相连接，支撑钢管的一端部与上回转轴承的内侧相连接，另一端部与刀架相连接，中心立柱的外侧具有三根T型导轨，上导架嵌在导轨内，带齿回转轴承上连接有回转马达、齿轮箱，回转马达、齿轮箱通过上下导架连接板与刀架相连接，进刀装置包括下夹紧油缸、下夹紧装置、进刀同步油缸、切削刀盘、刀盘马达，下加紧油缸控制下夹紧装置的夹紧和松开，进刀同步油缸的一端部与下夹紧装置相连接，另一端部与下导架相连接，切削刀盘及刀盘马达均设置在刀架上；

（2）夹紧下夹紧油缸，进刀同步油缸活塞杆伸出，将导架总成和刀架向下推送，此时上夹紧油缸是松开的，控制进刀同步油缸活塞杆伸出的速度控制切削的进刀量，当进刀同步油缸活塞杆全部伸出，完成一次切削；

（3）将泥浆水通过气举反循环装置排出；

（4）夹紧上夹紧油缸，下夹紧油缸松开，使活塞杆缩回，下夹紧装置向下移动；若夹紧上夹紧油缸，下夹紧油缸松开，将活塞杆伸出，再将下夹紧油缸夹紧，上夹紧油缸松开，将活塞杆缩回，就可以通过油缸的力将导架总成和刀架向上移动，反复循环这个工作顺序就可以达到装置自动爬升回地面。

由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、本发明三个刀架由经过校正后的中心立柱导向，沉井垂直精度较高；

2、本发明采用旋转刀具切削与高压喷射相结合的方式，沉井的沉降速度较快；

3、本发明挖掘产生的泥浆水通过气举反循环的方式排出，沉井底部只淤积了少量泥浆水，从地面上可以直接控制沉井下降的状况，便于对设备的维修和保养；

4、本发明刀架作125°的旋转变动，省去了水管和油管的转换接头；

5、本发明可通过中心立柱上的上下夹紧装置与进刀同步油缸自动爬升回地面；

6、本发明泥浆水通过浓缩过滤可以重复使用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的局部结构示意图；

其中：1、沉井本体；2、垂直度传感器；3、固定支架；4、中心立柱；41、排浆孔；42、T型导轨；5、导管；6、上夹紧油缸；7、上夹紧装置；8、上导架；9、上回装轴承；10、下导架；11、带齿回转轴承；12、上下导架连接板；13、支撑钢管；14、刀架；15、回转马达；16、下夹紧油缸；17、下夹紧装置；18、进刀同步油缸；19、切削刀盘；20、刀盘马达；21、高压喷头；22、刀盘清洗喷头。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明。其中靠近中心立柱的一侧定义为内侧，反之定义为外侧。

如附图1至附图2所示，本发明一种沉井下沉装置，包括沉井本体1、中心立柱4、导架总成、进刀装置、高压喷水装置及气举反循环装置，中心立柱4设置在沉井本体1内且开设有多个排浆孔41，导架总成上下移动的设置在中心立柱4上，进刀装置安装在中心立柱4上且与导架总成相连接，高压喷水装置与进刀装置相连接，气举反循环装置与中心立柱4的内部空间相连通。

在本实施例中，导架总成包括上夹紧油缸6、上夹紧装置7、上导架8、上回装轴承9、下导架10、带齿回转轴承11、支撑钢管13、刀架14，上夹紧油缸6控制上夹紧装置7的夹紧和松开，上夹紧装置7与上导架8相连接，上导架8通过螺栓与上回转轴承9的外侧相连接，下导架10通过螺栓与带齿回转轴承11的带齿侧相连接，上回转轴承9的内侧与带齿回转轴承11的内侧通过上下导架连接板12相连接，带齿回转轴承11的内侧通过连接板与销轴与刀架14相连接，支撑钢管13的一端部与上回转轴承9的内侧相连接，另一端部与刀架14相连接，中心立柱4的外侧具有三根T型导轨42，上导架8嵌在导轨内，带齿回转轴承11上连接有回转马达15、齿轮箱，回转马达15、齿轮箱通过上下导架连接板12与刀架14相连接。

在本实施例中，进刀装置包括下夹紧油缸16、下夹紧装置17、进刀同步油缸18、切削刀盘19、刀盘马达20，下加紧油缸16控制下夹紧装置17的夹紧和松开，进刀同步油缸18的一端部与下夹紧装置17相连接，另一端部与下导架10相连接，切削刀盘19及刀盘马达20均设置在刀架14上。

在本实施例中，高压喷水装置包括高压水泵及高压喷头21，高压喷头21分别安装在刀架14的内侧和外侧，外侧高压喷头21的作用为对沉井底部边缘土层用高压喷头喷射高压水柱进行切削，达到沉井下沉的作用，内侧高压喷头21的作用为中心立柱周围刀具切削不到的部分可由内侧高压喷头喷出的水柱切削，同时可对中心立柱上的排浆孔进行疏通，防止堵塞。

在本实施例中，刀架14作125°旋转摆动，省去了水管和油管的转换接头；刀架14倾斜设置，刀架14的外侧高于内侧，切削过程中产生的泥浆容易流入中心立柱4一侧，通过中心立柱4的排浆孔41流入中心立柱4内腔底部，通过气举反循环装置排出；刀架14上设置刀盘清洗喷头22，刀具清洗喷头22喷出的水柱可对刀具进行清洗。

在本实施例中，气举反循环装置包括导管5和空压机，导管5垂直沉放在中心立柱4中，并置于沉井本体1底部土层表面。

在本实施例中，沉井本体1的内壁上设有垂直度传感器2，中心立柱4的下部与混凝土桩基相连接，上端部与固定支架3相连接。

本发明沉井下沉装置的施工方法，包括如下步骤：

（1）、提供沉井下沉装置，沉井下沉装置包括沉井本体1、中心立柱4、导架总成、进刀装置、高压喷水装置及气举反循环装置，中心立柱4设置在沉井本体1内且开设有多个排浆孔41，导架总成上下移动的设置在中心立柱4上，进刀装置安装在中心立柱4上且与导架总成相连接，高压喷水装置与进刀装置相连接，气举反循环装置与中心立柱4的内部空间相连通，导架总成包括上夹紧油缸6、上夹紧装置7、上导架8、上回装轴承9、下导架10、带齿回转轴承11、支撑钢管13、刀架14，上夹紧油缸6控制上夹紧装置7的夹紧和松开，上夹紧装置7与上导架8相连接，上导架8与上回转轴承9的外侧相连接，下导架10与带齿回转轴承11的带齿侧相连接，上回转轴承9的内侧与带齿回转轴承11的内侧通过上下导架连接板12相连接，带齿回转轴承11的内侧通过连接板与销轴与刀架14相连接，支撑钢管13的一端部与上回转轴承9的内侧相连接，另一端部与刀架14相连接，中心立柱4的外侧具有三根T型导轨42，上导架8嵌在导轨内，带齿回转轴承11上连接有回转马达15、齿轮箱，回转马达15、齿轮箱通过上下导架连接板12与刀架14相连接，进刀装置包括下夹紧油缸16、下夹紧装置17、进刀同步油缸18、切削刀盘19、刀盘马达20，下加紧油缸16控制下夹紧装置17的夹紧和松开，进刀同步油缸18的一端部与下夹紧装置17相连接，另一端部与下导架10相连接，切削刀盘19及刀盘马达20均设置在刀架14上；

（2）夹紧下夹紧油缸16，进刀同步油缸18活塞杆伸出，将导架总成和刀架14向下推送，此时上夹紧油缸6是松开的，控制进刀同步油缸18活塞杆伸出的速度控制切削的进刀量，当进刀同步油缸18活塞杆全部伸出，完成一次切削；

（3）将泥浆水通过气举反循环装置排出；

（4）夹紧上夹紧油缸6，下夹紧油缸16松开，使活塞杆缩回，下夹紧装置17向下移动；若夹紧上夹紧油缸6，下夹紧油缸16松开，将活塞杆伸出，再将下夹紧油缸16夹紧，上夹紧油缸6松开，将活塞杆缩回，就可以通过油缸的力将导架总成和刀架14向上移动，反复循环这个工作顺序就可以达到装置自动爬升回地面。

本发明沉井下沉装置的操作过程为：当下夹紧油缸16夹紧时产生的摩擦反力，进刀同步油缸18活塞杆伸出，将导架总成和刀架14向下推送，此时上夹紧油缸6是松开的，控制进刀同步油缸18活塞杆伸出的速度就可以控制切削的进刀量，由于上夹紧装置7的存在，当刀具完成一次切削之后，刀架14定位在原来的切削位置，刀具不会着力在土层上，达到保护刀具的效果，当进刀同步油缸18活塞杆全部伸出，完成一次切削后，将上夹紧油缸6夹紧，下夹紧油缸16松开，使活塞杆缩回，由于上夹紧油缸6产生的摩擦反力，就可以将下夹紧装置17向下移动；若将上夹紧油缸6夹紧，下夹紧油缸16松开，将活塞杆伸出，再将下夹紧油缸16夹紧，上夹紧油缸6松开，将活塞杆缩回，就可以通过油缸的力将导架总成和刀架14向上移动。反复循环这个工作顺序就可以达到装置自动爬升的目的。

本发明装置采用旋转刀具切削与高压喷射相结合的方式，沉井的沉降速度较快，同时挖掘产生的泥浆水通过气举反循环的方式排出，沉井底部只淤积了少量泥浆水，从地面上可以直接控制沉井下降的状况，便于对设备的维修和保养。

以上对本发明做了详尽的描述，实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种沉井下沉装置，其特征在于：包括沉井本体、中心立柱、导架总成、进刀装置、高压喷水装置及气举反循环装置，所述中心立柱设置在所述沉井本体内且开设有多个排浆孔，所述导架总成上下移动的设置在所述中心立柱上，所述进刀装置安装在所述中心立柱上且与所述导架总成相连接，所述高压喷水装置与所述进刀装置相连接，所述气举反循环装置与所述中心立柱的内部空间相连通。

2.根据权利要求1所述的沉井下沉装置，其特征在于：所述导架总成包括上夹紧油缸、上夹紧装置、上导架、上回装轴承、下导架、带齿回转轴承、支撑钢管、刀架，所述上夹紧油缸控制所述上夹紧装置的夹紧和松开，所述上夹紧装置与所述上导架相连接，所述上导架通过螺栓与所述上回转轴承的外侧相连接，所述下导架通过螺栓与所述带齿回转轴承的带齿侧相连接，所述上回转轴承的内侧与所述带齿回转轴承的内侧通过上下导架连接板相连接，所述带齿回转轴承的内侧通过连接板与销轴与所述刀架相连接，所述支撑钢管的一端部与所述上回转轴承的内侧相连接，另一端部与所述刀架相连接，所述中心立柱的外侧具有三根T型导轨，所述上导架嵌在所述导轨内，所述带齿回转轴承上连接有回转马达、齿轮箱，所述回转马达、齿轮箱通过所述上下导架连接板与所述刀架相连接。

3.根据权利要求2所述的沉井下沉装置，其特征在于：所述进刀装置包括下夹紧油缸、下夹紧装置、进刀同步油缸、切削刀盘、刀盘马达，所述下加紧油缸控制所述下夹紧装置的夹紧和松开，所述进刀同步油缸的一端部与所述下夹紧装置相连接，另一端部与所述下导架相连接，所述切削刀盘及刀盘马达均设置在所述刀架上。

4.根据权利要求2所述的沉井下沉装置，其特征在于：所述高压喷水装置包括高压水泵及高压喷头，所述高压喷头分别安装在所述刀架的内侧和外侧。

5.根据权利要求2所述的沉井下沉装置，其特征在于：所述刀架作125°旋转摆动。

6.根据权利要求2所述的沉井下沉装置，其特征在于：所述刀架倾斜设置，所述刀架的外侧高于所述刀架的内侧。

7.根据权利要求2所述的沉井下沉装置，其特征在于：所述刀架上设置刀盘清洗喷头。

8.根据权利要求1所述的沉井下沉装置，其特征在于：所述气举反循环装置包括导管和空压机，所述导管垂直沉放在所述中心立柱中，并置于所述沉井本体底部土层表面。

9.根据权利要求1所述的沉井下沉装置，其特征在于：所述沉井本体的内壁上设有垂直度传感器，所述中心立柱的下部与混凝土桩基相连接，上端部与固定支架相连接。

10.一种沉井下沉装置的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）、提供沉井下沉装置，所述沉井下沉装置包括沉井本体、中心立柱、导架总成、进刀装置、高压喷水装置及气举反循环装置，所述中心立柱设置在所述沉井本体内且开设有多个排浆孔，所述导架总成上下移动的设置在所述中心立柱上，所述进刀装置安装在所述中心立柱上且与所述导架总成相连接，所述高压喷水装置与所述进刀装置相连接，所述气举反循环装置与所述中心立柱的内部空间相连通，所述导架总成包括上夹紧油缸、上夹紧装置、上导架、上回装轴承、下导架、带齿回转轴承、支撑钢管、刀架，所述上夹紧油缸控制所述上夹紧装置的夹紧和松开，所述上夹紧装置与所述上导架相连接，所述上导架与所述上回转轴承的外侧相连接，所述下导架与所述带齿回转轴承的带齿侧相连接，所述上回转轴承的内侧与所述带齿回转轴承的内侧通过上下导架连接板相连接，所述带齿回转轴承的内侧通过连接板与销轴与所述刀架相连接，所述支撑钢管的一端部与所述上回转轴承的内侧相连接，另一端部与所述刀架相连接，所述中心立柱的外侧具有三根T型导轨，所述上导架嵌在所述导轨内，所述带齿回转轴承上连接有回转马达、齿轮箱，所述回转马达、齿轮箱通过所述上下导架连接板与所述刀架相连接，所述进刀装置包括下夹紧油缸、下夹紧装置、进刀同步油缸、切削刀盘、刀盘马达，所述下加紧油缸控制所述下夹紧装置的夹紧和松开，所述进刀同步油缸的一端部与所述下夹紧装置相连接，另一端部与所述下导架相连接，所述切削刀盘及刀盘马达均设置在所述刀架上；

（2）夹紧下夹紧油缸，进刀同步油缸活塞杆伸出，将导架总成和刀架向下推送，此时上夹紧油缸是松开的，控制进刀同步油缸活塞杆伸出的速度控制切削的进刀量，当进刀同步油缸活塞杆全部伸出，完成一次切削；

（3）将泥浆水通过气举反循环装置排出；

（4）夹紧上夹紧油缸，下夹紧油缸松开，使活塞杆缩回，下夹紧装置向下移动；若夹紧上夹紧油缸，下夹紧油缸松开，将活塞杆伸出，再将下夹紧油缸夹紧，上夹紧油缸松开，将活塞杆缩回，就可以通过油缸的力将导架总成和刀架向上移动，反复循环这个工作顺序就可以达到装置自动爬升回地面。