CN106759593A - 一种用于地下建筑的切槽装置及其施工法 - Google Patents

一种用于地下建筑的切槽装置及其施工法 Download PDF

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Abstract

本发明提出的是一种用于地下建筑的切槽装置及其施工法，其包括如下步骤：1）在两端工作井内搭建作业平台。2）安装切槽装置，使切槽装置的两端分别在两个工作井内。3）切槽装置沿着地下建筑截面的轮廓线进行切槽。4）挖掘轮廓线内的岩土切槽装置由挖掘装置和平动装置组成；挖掘装置主要由机架、链刀和传动装置组成；机架由槽内机架和槽外的两端机架组成，两端机架分别与两工作井内的平动装置相连，两端机架安装有传动装置，两端工作井内均设有平动装置。本发明的优点：在四工作井内搭建作业平台，切槽装置可以边挖掘岩土，后部边灌注混凝土，形成一个封闭的腔体后，再在腔体内施工，对周围环境影响小,施工简单，质量好，施工周期短，成本低。

Description

一种用于地下建筑的切槽装置及其施工法
技术领域
本发明涉及的是一种用于地下建筑的切槽装置及其施工法,属于土木工程基础施工技术领域。
背景技术
现有地下建筑物施工有明挖后施工，也有顶管或者盾构的暗挖施工；明挖施工开挖土方量大，施工周期长，造价昂贵；现有暗挖施工造价都比较昂贵。
发明内容
本发明提出的是一种用于地下建筑的切槽装置及其施工法，其目的旨在克服现有技术存在的缺陷，其主要优点：在四工作井内搭建作业平台，切槽装置可以边挖掘岩土，后部边灌注混凝土，形成一个封闭的腔体后，再在腔体内施工，对周围环境影响小,施工简单，质量好，施工周期短，成本低。
本发明的技术解决方案：切槽装置施工法，包括如下步骤：
1）在两端工作井内搭建作业平台。
2）安装切槽装置，使切槽装置的两端分别在两个工作井内，分两种方法：
（a）打孔，穿切槽装置；
（b）从外部（如上方或山体侧面）直接切槽；
3）切槽装置沿着地下建筑截面的轮廓线进行切槽，分两种方法：
（1）切槽的同时灌注混凝土；
（2）只切槽不灌注混凝土；
4）挖掘轮廓线内的岩土 。
切槽装置由挖掘装置和平动装置组成；挖掘装置主要由机架、链刀和传动装置组成，链刀由链条和固定于链条上的刀具组成；机架由槽内机架和槽外的两端机架组成，槽内机架由前部机架和后部机架组成，前部机架的前端设有链刀运行的轨道，两端机架分别与两工作井内的平动装置相连，两端机架安装有传动装置，传动装置由驱动装置和链轮组成，两端工作井内均设有平动装置；施工时，两端工作井内的平动装置同时带动各自的两端机架按设定的建筑物轮廓线轨迹运动，两端机架带动槽内机架前端轨道上的链刀也按相同轨迹运动，驱动装置驱动链刀运行，前部机架的前端轨道上的刀具挖掘岩土进行切槽，同时链刀将所挖掘的岩土带至工作井内；槽内机架有两种结构：
1）前部机架前端轨道的后部设有链刀运行的轨道，用于链条返回形成封闭回路，前部机架在槽内与后部机架相连，有两种方式：
（A）挖掘面链刀与非掘面链刀的刀具总宽度相等，多排链刀在非挖掘面错位排列的，前部机架通过错位处的空间与后部机架连成一体；
（B）链刀的中心线是空间曲线，非挖掘面的相邻返回链刀的刀具在链条长度方向是错位互相嵌入布置或重叠布置，即非挖掘面的刀具总宽度小于挖掘面的刀具总宽度，利用此宽度差使前部部机架与后部机架连成一体；
2）两套挖掘装置共用链刀，即两链刀的链条串联在一起形成封闭回路。
本发明的优点：在四工作井内搭建作业平台，切槽装置可以边挖掘岩土，后部边灌注混凝土，形成一个封闭的腔体后，再在腔体内施工，对周围环境影响小,施工简单，质量好，施工周期短，成本低。
附图说明
图1是既切槽又灌注混凝土的挖掘装置1的结构示意图，也是组成机架1-1的槽内机架1-1-1和槽外的两端机架1-1-2的结构示意图；也是组成传动装置1-2的驱动装置1-2-1、张紧装置1-2-2、链轮1-2-3的结构示意图；
图2是图1的A-A视图，也是挖掘装置1工作时前面切槽后面灌注混凝土和钢筋布置装置5布置钢筋的结构示意图，也是组成槽内机架1-1-1的前部机架1-1-1-1和后部机架1-1-1-2的结构示意图；
图3是图2的B-B视图，也是挖掘装置1的钢筋布置装置5的结构示意图；
图4是图2的C-C视图，也是挖掘装置1的非挖掘面的相邻返回链刀3的刀具在链条长度方向是错位互相嵌入布置的结构示意图，链刀3的轨道是在两端位置向内收缩，中间平行的轨道，所以挖掘装置1的非挖掘面的宽度小于挖掘面的宽度；
图5是图2的C向视图，也是挖掘装置1的挖掘面的多排链刀3的结构示意图；
图6是挖掘装置1的双排链刀3在非挖掘面错位排列的结构示意图；
图7是链刀3的结构示意图，（a）是链条3-1和刀具3-2的结构示意图，也是由A十字节3-1-1和B十字节3-1-2组成的链条3-1的十字节的结构示意图；也是链条3-1实现空间弯曲的结构示意图。（b）是链刀3由柔性带3-1B和刀具3-2B组成的结构示意图；也是柔性带3-1B和刀具3-2B的结构示意图；
图8是只切槽不灌注混凝土的挖掘装置1的结构示意图，也是组成传动装置1-2的驱动装置1-2-1、张紧装置1-2-2、链轮1-2-3的结构示意图；
图9是图8的A-A视图，也是挖掘装置1只切槽不灌注混凝土工作时的结构示意图，也是两套挖掘装置1共用一根链刀3的结构示意图；
图10是挖掘两端工作井的示意图；
图11是在两端工作井打孔穿钢丝绳6的示意图；
图12是利用钢丝绳6穿好两根链刀3,安装平动装置2，穿挖掘装置1的示意图；
图13是图12的A-A视图，也是平动装置2的结构示意图，平动装置2会驱动挖掘装置1沿建筑物轮廓线运动，切槽装置1在沿轮廓线运动的同时，平动装置2会驱动切槽装置1旋转；
图14是挖掘装置1边切槽边灌注混凝土完成部分切槽后的平动装置2的位置示意图；
图15是挖掘装置1位于图14位置时的中间剖视图，也是挖掘装置1边切槽边灌注时形成的轮廓的结构示意图；
图16是挖掘装置1按设定轨迹行走结束时的中间剖视图，也是挖掘装置1边切槽边灌注形成完整轮廓的结构示意图；
图17是将图16轮廓线内的岩土全部清理后的示意图；
图18是只切槽不灌注混凝土的挖掘装置1完成部分切槽后的平动装置2位置的示意图；
图19是挖掘装置1位于图18位置时的中间剖视图，也是挖掘装置1切槽不灌注形成的轮廓的结构示意图；
图20是挖掘装置1按设定轨迹行走结束时的中间剖视图，也是挖掘装置1切槽不灌注形成完整轮廓的结构示意图；
图21是将图20轮廓线内的岩土清除后的示意图；
图22是切槽装置的链刀轨道的结构示意图，轨道的类型包括A、B、C1、C2和D共5种，其中A是平面型，B是凸型，C1、C2是凹型；
图23是D为纵向多排轨道错开成锥型的结构示意图；
图24是D型轨道和多排链刀的结构示意图；
图中的1是组成切槽装置的挖掘装置，由机架1-1、传动装置1-2和链刀3组成；1-1是挖掘装置1的机架，由槽内机架1-1-1和槽外的两端机架1-1-2组成；1-1-1是挖掘装置1-1的槽内机架，由前部机架1-1-1-1和后部机架1-1-1-2组成；1-1-1-1是槽内机架1-1-1的前部机架；1-1-1-2是槽内机架1-1-1的后部机架；1-1-2是挖掘装置1-1的槽外两端机架；1-2是挖掘装置1的传动装置，由驱动装置1-2-1、张紧装置1-2-2、链轮1-2-3等组成；2是组成切槽装置的平动装置，带动挖掘装置1的两端机架1-1-2沿建筑物轮廓线运动，两端机架1-1-2在沿轮廓线运动的同时，平动装置2会驱动挖掘装置1的槽内机架1-1-1旋转；3是组成切槽装置的链刀，由链条3-1和刀具3-2组成；3-1是组成链刀3的链条，包括履带、绳索和柔性带；3-1-1是组成链条十字节的A十字节；3-1-2是组成链条十字节的B十字节；3-1B是组成链刀3的柔性带；3-2是固定在链条3-1上的挖掘岩土的刀具；3-2B是固定在柔性带3-1B上的挖掘岩土的刀具；4是后部机架1-1-1-2尾端上的混凝土喷嘴；5是后部机架1-1-1-2尾端上的钢筋布置装置；6是钢丝绳。
具体实施方式
一种用于地下建筑的切槽装置施工法主要包括如下步骤：
1）在两端工作井内搭建作业平台。
2）安装切槽装置，使切槽装置的两端分别在两个工作井内，分两种方法：
（a）打孔，穿切槽装置；
（b）从外部（如上方或山体侧面）直接切槽；
3）切槽装置沿着地下建筑截面的轮廓线进行切槽，分两种方法：
（1）切槽的同时灌注混凝土；
（2）只切槽不灌注混凝土；
4）挖掘轮廓线内的岩土。
所述的切槽装置由挖掘装置和平动装置组成；挖掘装置主要由机架、链刀和传动装置组成，链刀由链条和固定于链条上的刀具组成；机架由槽内机架和槽外的两端机架组成，槽内机架由前部机架和后部机架组成，前部机架的前端设有链刀运行的轨道，两端机架分别与两工作井内的平动装置相连，两端机架安装有传动装置，传动装置由驱动装置和链轮组成，两端工作井内均设有平动装置；施工时，两端工作井内的平动装置同时带动各自的两端机架按设定的建筑物轮廓线轨迹运动，两端机架带动槽内机架前端轨道上的链刀也按相同轨迹运动，驱动装置驱动链刀运行，前部机架的前端轨道上的刀具挖掘岩土进行切槽，同时链刀将所挖掘的岩土带至工作井内；槽内机架有两种结构：
1）前部机架前端轨道的后部设有链刀运行的轨道，用于链条返回形成封闭回路，前部机架在槽内与后部机架相连，有两种方式：
（A）挖掘面链刀与非掘面链刀的刀具总宽度相等，多排链刀在非挖掘面错位排列的，前部机架通过错位处的空间与后部机架连成一体；
（B）链刀的中心线是空间曲线，非挖掘面的相邻返回链刀的刀具在链条长度方向是错位互相嵌入布置或重叠布置，即非挖掘面的刀具总宽度小于挖掘面的刀具总宽度，利用此宽度差使前部部机架与后部机架连成一体；
2）两套挖掘装置共用链刀，即两链刀的链条串联在一起形成封闭回路。
所述的链刀是多排链刀，刀具是自磨结构。
所述的链刀的链条中心线是空间曲线。
所述的链刀是在工作井内更换链条和刀具的，以适应不同的地质条件和满足不同的厚度要求。
所述的链刀为多排链刀，多排链刀根据需要进行同时挖掘或分别挖掘。
所述的多排链刀在挖掘面布置成锥形。
所述的施工法分A法和B法。
所述的A法，切槽的同时灌注混凝土，后部机架的尾端设有混凝土喷嘴。
所述的B法，只切槽不灌注混凝土。
所述的A法，后部机架的后部还设有钢筋布置装置，使灌注后的混凝土内含有钢筋。
所述的工作井是已有建筑。
下面结合附图进一步描述本发明
如图1～图7所示，切槽装置由挖掘装置1和平动装置2组成；挖掘装置1主要由机架1-1、传动装置1-2和链刀3组成，链刀3由链条3-1和固定于链条上的刀具3-2组成；机架1-1由槽内机架1-1-1和槽外的两端机架1-1-2组成，槽内机架1-1-1由前部机架1-1-1-1和后部机架1-1-1-2组成，前部机架1-1-1-1的前端设有链刀运行的轨道，两端机架1-1-2分别与两工作井内的平动装置2相连，两端机架1-1-2安装有传动装置，传动装置1-2由驱动装置1-2-1、张紧装置1-2-2和链轮1-2-3组成，两端工作井内均设有平动装置2；施工时，两端工作井内的平动装置2同时带动各自的两端机架1-1-2按设定的建筑物轮廓线轨迹运动，两端机架1-1-2带动槽内机架前端轨道上的链刀3也按相同轨迹运动，驱动装置1-2-1驱动链条3-1，链条3-1带动刀具3-2运行，前部机架1-1-1-1的前端轨道上的刀具3-2挖掘岩土进行切槽，后部机架1-1-1-2尾端的混凝土喷嘴灌注混泥土，同时后部机架1-1-1-2尾端的钢筋布置装置5布置钢筋，也就是A施工法。
如图8～图9所示，切槽装置的挖掘装置1只切槽不灌注混凝土,而且两套挖掘装置1共用一根链刀3，也就是B施工法。
如图2、图4和图5所示，挖掘装置1的非挖掘面的相邻返回链刀3的刀具3-2在链条长度方向是错位互相嵌入布置或重叠布置，即非挖掘面的刀具总宽度小于挖掘面的刀具总宽度，利用此宽度差使前部机架1-1-1-1与后部机架1-1-1-2连成一体。
如图6所示，挖掘装置1的挖掘面链刀3与非掘面链刀3的刀具总宽度相等，多排链刀在非挖掘面错位排列的，前部机架1-1-1-1通过错位处的空间与后部机架1-1-1-2连成一体。
如图10～图13所示，在两端工作井内搭建作业平台及平动装置2，打孔，利用钢丝绳6穿链刀3，然后穿挖掘装置1；平动装置2带动挖掘装置1从底部沿建筑物轮廓线运动，挖掘装置1在沿轮廓线运动的同时动挖掘装置1旋转。
如图14～图17所示，切槽装置A施工法：切槽装置的挖掘装置1沿着地下建筑截面的轮廓线进行切槽时，切槽的同时灌注混凝土, 最后清理混凝土轮廓线内的岩土。
如图18～图21所示，切槽装置B施工法：切槽装置的挖掘装置1沿着地下建筑截面的轮廓线进行切槽时，切槽的同时灌注混凝土,最后清理轮廓线内的岩土。

Claims (10)

1.一种用于地下建筑的切槽装置施工法，其特征主要包括如下步骤：
1）在两端工作井内搭建作业平台；
2）安装切槽装置，使切槽装置的两端分别在两个工作井内，分两种方法：
（a）打孔，穿切槽装置；
（b）从外部（如上方或山体侧面）直接切槽；
3）切槽装置沿着地下建筑截面的轮廓线进行切槽，分两种方法：
（1）切槽的同时灌注混凝土；
（2）只切槽不灌注混凝土；
4）挖掘轮廓线内的岩土 。
2.根据权利要求1所述的一种用于地下建筑的切槽装置，其特征是所述的切槽装置由挖掘装置和平动装置组成；挖掘装置主要由机架、链刀和传动装置组成，链刀由链条和固定于链条上的刀具组成；机架由槽内机架和槽外的两端机架组成，槽内机架由前部机架和后部机架组成，前部机架的前端设有链刀运行的轨道，两端机架分别与两工作井内的平动装置相连，两端机架安装有传动装置，传动装置由驱动装置和链轮组成，两端工作井内均设有平动装置；施工时，两端工作井内的平动装置同时带动各自的两端机架按设定的建筑物轮廓线轨迹运动，两端机架带动槽内机架前端轨道上的链刀也按相同轨迹运动，驱动装置驱动链刀运行，前部机架的前端轨道上的刀具挖掘岩土进行切槽，同时链刀将所挖掘的岩土带至工作井内；槽内机架有两种结构：
1）前部机架前端轨道的后部设有链刀运行的轨道，用于链条返回形成封闭回路，前部机架在槽内与后部机架相连，有两种方式：
（A）挖掘面链刀与非掘面链刀的刀具总宽度相等，多排链刀在非挖掘面错位排列的，前部机架通过错位处的空间与后部机架连成一体；
（B）链刀的中心线是空间曲线，非挖掘面的相邻返回链刀的刀具在链条长度方向是错位互相嵌入布置或重叠布置，即非挖掘面的刀具总宽度小于挖掘面的刀具总宽度，利用此宽度差使前部部机架与后部机架连成一体；
2）两套挖掘装置共用链刀，即两链刀的链条串联在一起形成封闭回路。
3.根据权利要求2所述的一种用于地下建筑的切槽装置，其特征是所述的链刀是多排链刀，刀具是自磨结构。
4.根据权利要求2所述的一种用于地下建筑的切槽装置，其特征是所述的链刀的链条中心线是空间曲线。
5.根据权利要求2所述的一种用于地下建筑的切槽装置，其特征是所述的链刀是在工作井内更换链条和刀具的，以适应不同的地质条件和满足不同的厚度要求。
6.根据权利要求2、3所述的一种用于地下建筑的切槽装置，其特征是所述的链刀为多排链刀，多排链刀根据需要进行同时挖掘或分别挖掘。
7.根据权利要求6所述的一种用于地下建筑的切槽装置,其特征是所述的多排链刀在挖掘面布置成锥形。
8.根据权利要求1、2所述的一种用于地下建筑的切槽装置施工法，其特征是所述的施工法分A法和B法：
所述的A法，切槽的同时灌注混凝土，后部机架的尾端设有混凝土喷嘴：
所述的B法，只切槽不灌注混凝土。
9.根据权利要求6所述的一种用于地下建筑的切槽装置，其特征是所述的A法，后部机架的后部还设有钢筋布置装置，使灌注后的混凝土内含有钢筋。
10.根据权利要求1所述的一种用于地下建筑的切槽装置，其特征是所述的工作井是已有建筑。
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