CN111980092B - 一种深基坑挖掘装置及操作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种深基坑挖掘装置，包括基层和机头，基层的表面设置有垫板，垫板的表面设置有牵拉架，牵拉架的外壁上设置有制动组件，且牵拉架的外壁与垫板之间设置有斜拉杆，牵拉架的内壁上设置有防下坠组件，牵拉架的顶板上插接有蜗旋柱，蜗旋柱的上端设置有延伸组合杆；本发明还公开了一种深基坑挖掘装置的操作方法，包含以下步骤：基层处理，架体安装，基坑开挖，延长牵引件，上提机头；有益效果为：本发明提出的深基坑挖掘装置采用可拼接的延伸组合杆与蜗旋杆连接，根据机头的挖掘深度加设延伸组合杆提升牵引高度，牵引结构被驱动齿轮驱动实现垂直移动，且牵引结构漏出底面的距离短不会被沿海风力吹拂摆动。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工技术领域，具体为一种深基坑挖掘装置及操作方法。
背景技术
近年来，中国建了不少的隧道，其中，海底隧道最令人瞩目，尤其是2018年10月24日正式通车的港珠澳大桥，其全长6.7公里的海底隧道，是世界最长的公路沉管隧道，也是我国第一条外海沉管隧道；隧道施工过程中需要在陆地上建设隧道入口，隧道入口建设需要进行基坑开挖；
现有技术中，隧道入口处的基坑深度大，传统的深基坑开挖时，需要多台挖机预先挖掘台阶型的递进基坑结构，然后最底层的挖机将挖掘的土层依次向上输送，经多台挖机协同工作后完成深基坑挖掘，如此施工协同配合性不好把控，且多台设备同时施工能耗大；如在施工现场搭接大型吊装设备对挖掘接头牵拉施工，不仅吊装设备占地大，且在沿海地区风力大，易导致吊装用的牵拉绳索摆动，存在安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种深基坑挖掘装置及操作方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种深基坑挖掘装置，包括基层和机头，所述基层的表面设置有垫板，所述垫板的表面设置有牵拉架，所述牵拉架的外壁上设置有制动组件，且牵拉架的外壁与垫板之间设置有斜拉杆，牵拉架的内壁上设置有防下坠组件，牵拉架的顶板上插接有蜗旋柱，蜗旋柱的上端设置有延伸组合杆，且牵拉架的顶面嵌入安装有驱动电机，所述驱动电机的驱动轴上设置有驱动齿轮，所述驱动齿轮与蜗旋柱啮合连接，蜗旋柱的底端设置有机头，所述机头处于基坑中，所述基坑开设在基层的表面上。
优选的，所述制动组件包括外延固定架，外延固定架固定在牵拉架的外壁上，外延固定架的表面设置有第一电动液压杆，所述第一电动液压杆的轴体底端设置有对接柱，对接柱插接在套管中，套管插接在预留孔中，预留孔开设在基层的表面上。
优选的，所述防下坠组件包括搭接架，搭接架的表面设置有第二电动液压杆，第二电动液压杆的端部设置有定位插头，定位插头插接在定位孔中，定位孔开设在蜗旋柱的表面上。
优选的，所述蜗旋柱和延伸组合杆的顶端均设置有拼接块，拼接块插接在拼接槽中，拼接槽开设在延伸组合杆的底面上，延伸组合杆的外壁上螺接有锁定螺杆，锁定螺杆同时贯穿延伸组合杆和拼接块，锁定螺杆的端面上通过磁铁片吸附有橡胶封片。
一种深基坑挖掘装置的操作方法，包含以下步骤：
步骤一：基层处理，预先在基层表面挖设可以埋置机头的基坑，然后在基坑边缘外侧开设预留孔，并在预留孔内部埋设套管；
步骤二：架体安装，将垫板连同上部结构吊装至基层上，垫板的内环口与基坑相对，此时机头插入基坑中，启动第一电动液压杆将对接柱顶推入套管中，如此，避免垫板在基层表面滑动；
步骤三：基坑开挖，启动机头的驱动设备对基坑向下扩挖，启动驱动电机驱动驱动齿轮转动，驱动齿轮与蜗旋柱结合带动蜗旋柱垂直移动，且蜗旋柱对机头进行牵拉；
步骤四：延长牵引件，牵引件延长时，首先制动驱动电机，驱动电机制动后，转动蜗旋柱，使蜗旋柱表面的定位孔与定位插头对应，接着启动第二电动液压杆将定位插头顶推入定位孔中，避免蜗旋柱随意转动或者被机头向下牵拉下坠，然后将延伸组合杆底面的拼接槽与蜗旋柱顶端的拼接块对接，然后借助锁定螺杆连接固定，最后将橡胶封片插入延伸组合杆表面的螺接口中，橡胶封片吸附在锁定螺杆的表面，此时橡胶封片对锁定螺杆的端部遮盖防护，避免锁定螺杆端面的扳手对接槽口处被腐蚀；
步骤五：上提机头，施工完成后，驱动电机反向转动，此时蜗旋柱连同连接的多根延伸组合杆向上移动，每隔三个延伸组合杆从基坑中扯出后，停止驱动电机，然后将定位插头插接在定位孔中，对伸出的延伸组合杆拆卸，拆卸后继续提升机头，直到蜗旋柱突出基坑。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构设置合理，功能性强，具有以下优点：
1.本发明提出的深基坑挖掘装置采用可拼接的延伸组合杆与蜗旋杆连接，根据机头的挖掘深度加设延伸组合杆提升牵引高度，牵引结构被驱动齿轮驱动实现垂直移动，且牵引结构漏出底面的距离短不会被沿海风力吹拂摆动；
2.本发明提出的深基坑挖掘装置的牵拉架体积小，牵拉架对牵引结构围护，并且牵拉架通过制动组件连接在地面上，避免牵拉架在地面表面滑动而导致牵引结构偏移；
3.本发明提出的深基坑挖掘装置的操作方法简单便捷，对工人的技能要求低，采用此方法施工节省施工投入。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明蜗旋柱与延伸组合杆连接结构示意图；
图3为图1中A处结构放大示意图；
图4为图1中B处结构放大示意图；
图5为图2中C处结构放大示意图。
图中：基层1、基坑1001、垫板2、牵拉架3、外延固定架4、第一电动液压杆5、对接柱6、套管7、预留孔8、斜拉杆9、搭接架10、第二电动液压杆11、定位插头12、定位孔13、蜗旋柱14、拼接块15、拼接槽16、延伸组合杆17、锁定螺杆18、橡胶封片19、磁铁片191、驱动电机20、驱动齿轮21、机头22。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图5，本发明提供一种技术方案：一种深基坑挖掘装置，包括基层1和机头22，基层1的表面设置有垫板2，垫板2的表面焊接有牵拉架3，牵拉架3的外壁上设置有制动组件，制动组件包括外延固定架4，外延固定架4固定在牵拉架3的外壁上，外延固定架4的表面设置有第一电动液压杆5，第一电动液压杆5的轴体底端设置有对接柱6，对接柱6插接在套管7中，套管7插接在预留孔8中，预留孔8开设在基层1的表面上，将垫板2连同上部结构吊装至基层1上，垫板2的内环口与基坑1001相对，此时机头22插入基坑1001中，启动第一电动液压杆5将对接柱6顶推入套管7中，如此，避免垫板2在基层1表面滑动；
且牵拉架3的外壁与垫板2之间焊接有斜拉杆9，牵拉架3的内壁上设置有防下坠组件，防下坠组件包括搭接架10，搭接架10的表面设置有第二电动液压杆11，第二电动液压杆11的端部设置有定位插头12，定位插头12插接在定位孔13中，定位孔13开设在蜗旋柱14的表面上，制动驱动电机20，驱动电机20制动后，转动蜗旋柱14，使蜗旋柱14表面的定位孔13与定位插头12对应，接着启动第二电动液压杆11将定位插头12顶推入定位孔13中，避免蜗旋柱14随意转动或者被机头22向下牵拉下坠；
牵拉架3的顶板上插接有蜗旋柱14，蜗旋柱14的上端设置有延伸组合杆17，且牵拉架3的顶面嵌入安装有驱动电机20，驱动电机20的驱动轴上焊接有驱动齿轮21，驱动齿轮21与蜗旋柱14啮合连接，且延伸组合杆17的表面与蜗旋柱14表面相同均设置有蜗旋螺纹，蜗旋柱14和延伸组合杆17的顶端均设置有拼接块15，拼接块15插接在拼接槽16中，拼接槽16开设在延伸组合杆17的底面上，延伸组合杆17的外壁上螺接有锁定螺杆18，锁定螺杆18同时贯穿延伸组合杆17和拼接块15，锁定螺杆18的端面上通过磁铁片191吸附有橡胶封片19，将延伸组合杆17底面的拼接槽16与蜗旋柱14顶端的拼接块15对接，然后借助锁定螺杆18连接固定，最后将橡胶封片19插入延伸组合杆17表面的螺接口中，橡胶封片19吸附在锁定螺杆18的表面，此时橡胶封片19对锁定螺杆18的端部遮盖防护，避免锁定螺杆18端面的扳手对接槽口处被腐蚀，蜗旋柱14的底端焊接有机头22，机头22处于基坑1001中，基坑1001开设在基层1的表面上。
一种深基坑挖掘装置的操作方法，包含以下步骤：
步骤一：基层处理，预先在基层1表面挖设可以埋置机头22的基坑1001，然后在基坑1001边缘外侧开设预留孔8，并在预留孔8内部埋设套管7；
步骤二：架体安装，将垫板2连同上部结构吊装至基层1上，垫板2的内环口与基坑1001相对，此时机头22插入基坑1001中，启动第一电动液压杆5将对接柱6顶推入套管7中，如此，避免垫板2在基层1表面滑动；
步骤三：基坑开挖，启动机头22的驱动设备对基坑1001向下扩挖，启动驱动电机20驱动驱动齿轮21转动，驱动齿轮21与蜗旋柱14结合带动蜗旋柱14垂直移动，且蜗旋柱14对机头22进行牵拉；
步骤四：延长牵引件，牵引件延长时，首先制动驱动电机20，驱动电机20制动后，转动蜗旋柱14，使蜗旋柱14表面的定位孔13与定位插头12对应，接着启动第二电动液压杆11将定位插头12顶推入定位孔13中，避免蜗旋柱14随意转动或者被机头22向下牵拉下坠，然后将延伸组合杆17底面的拼接槽16与蜗旋柱14顶端的拼接块15对接，然后借助锁定螺杆18连接固定，最后将橡胶封片19插入延伸组合杆17表面的螺接口中，橡胶封片19吸附在锁定螺杆18的表面，此时橡胶封片19对锁定螺杆18的端部遮盖防护，避免锁定螺杆18端面的扳手对接槽口处被腐蚀；
步骤五：上提机头，施工完成后，驱动电机20反向转动，此时蜗旋柱14连同连接的多根延伸组合杆17向上移动，每隔三个延伸组合杆17从基坑1001中扯出后，停止驱动电机20，然后将定位插头12插接在定位孔13中，对伸出的延伸组合杆17拆卸，拆卸后继续提升机头22，直到蜗旋柱14突出基坑1001。
工作原理：实际施工时，预先在基层1表面挖设可以埋置机头22的基坑1001，然后在基坑1001边缘外侧开设预留孔8，并在预留孔8内部埋设套管7；将垫板2连同上部结构吊装至基层1上，垫板2的内环口与基坑1001相对，此时机头22插入基坑1001中，启动第一电动液压杆5将对接柱6顶推入套管7中，如此，避免垫板2在基层1表面滑动；启动机头22的驱动设备对基坑1001向下扩挖，启动驱动电机20驱动驱动齿轮21转动，驱动齿轮21与蜗旋柱14结合带动蜗旋柱14垂直移动，且蜗旋柱14对机头22进行牵拉；牵引件延长时，首先制动驱动电机20，驱动电机20制动后，转动蜗旋柱14，使蜗旋柱14表面的定位孔13与定位插头12对应，接着启动第二电动液压杆11将定位插头12顶推入定位孔13中，避免蜗旋柱14随意转动或者被机头22向下牵拉下坠，然后将延伸组合杆17底面的拼接槽16与蜗旋柱14顶端的拼接块15对接，然后借助锁定螺杆18连接固定，最后将橡胶封片19插入延伸组合杆17表面的螺接口中，橡胶封片19吸附在锁定螺杆18的表面，此时橡胶封片19对锁定螺杆18的端部遮盖防护，避免锁定螺杆18端面的扳手对接槽口处被腐蚀；施工完成后，驱动电机20反向转动，此时蜗旋柱14连同连接的多根延伸组合杆17向上移动，每隔三个延伸组合杆17从基坑1001中扯出后，停止驱动电机20，然后将定位插头12插接在定位孔13中，对伸出的延伸组合杆17拆卸，拆卸后继续提升机头22，直到蜗旋柱14突出基坑1001。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种深基坑挖掘装置，包括基层(1)和机头(22)，其特征在于：所述基层(1)的表面设置有垫板(2)，所述垫板(2)的表面设置有牵拉架(3)，所述牵拉架(3)的外壁上设置有制动组件，且牵拉架(3)的外壁与垫板(2)之间设置有斜拉杆(9)，牵拉架(3)的内壁上设置有防下坠组件，牵拉架(3)的顶板上插接有蜗旋柱(14)，蜗旋柱(14)的上端设置有延伸组合杆(17)，且牵拉架(3)的顶面嵌入安装有驱动电机(20)，所述驱动电机(20)的驱动轴上设置有驱动齿轮(21)，所述驱动齿轮(21)与蜗旋柱(14)啮合连接，蜗旋柱(14)的底端设置有机头(22)，所述机头(22)处于基坑(1001)中，所述基坑(1001)开设在基层(1)的表面上，所述制动组件包括外延固定架(4)，外延固定架(4)固定在牵拉架(3)的外壁上，外延固定架(4)的表面设置有第一电动液压杆(5)，所述第一电动液压杆(5)的轴体底端设置有对接柱(6)，对接柱(6)插接在套管(7)中，套管(7)插接在预留孔(8)中，预留孔(8)开设在基层(1)的表面上，所述防下坠组件包括搭接架(10)，搭接架(10)的表面设置有第二电动液压杆(11)，第二电动液压杆(11)的端部设置有定位插头(12)，定位插头(12)插接在定位孔(13)中，定位孔(13)开设在蜗旋柱(14)的表面上，且延伸组合杆(17)的表面与蜗旋柱(14)表面相同均设置有蜗旋螺纹。
2.根据权利要求1所述的一种深基坑挖掘装置，其特征在于：所述蜗旋柱(14)和延伸组合杆(17)的顶端均设置有拼接块(15)，拼接块(15)插接在拼接槽(16)中，拼接槽(16)开设在延伸组合杆(17)的底面上，延伸组合杆(17)的外壁上螺接有锁定螺杆(18)，锁定螺杆(18)同时贯穿延伸组合杆(17)和拼接块(15)，锁定螺杆(18)的端面上通过磁铁片(191)吸附有橡胶封片(19)。
3.一种如权利要求2所述的一种深基坑挖掘装置的操作方法，其特征在于：此产品的操作流程包含以下步骤：
步骤一：基层处理，预先在基层(1)表面挖设可以埋置机头(22)的基坑(1001)，然后在基坑(1001)边缘外侧开设预留孔(8)，并在预留孔(8)内部埋设套管(7)；
步骤二：架体安装，将垫板(2)连同上部结构吊装至基层(1)上，垫板(2)的内环口与基坑(1001)相对，此时机头(22)插入基坑(1001)中，启动第一电动液压杆(5)将对接柱(6)顶推入套管(7)中，如此，避免垫板(2)在基层(1)表面滑动；
步骤三：基坑开挖，启动机头(22)的驱动设备对基坑(1001)向下扩挖，启动驱动电机(20)驱动驱动齿轮(21)转动，驱动齿轮(21)与蜗旋柱(14)结合带动蜗旋柱(14)垂直移动，且蜗旋柱(14)对机头(22)进行牵拉；
步骤四：延长牵引件，牵引件延长时，首先制动驱动电机(20)，驱动电机(20)制动后，转动蜗旋柱(14)，使蜗旋柱(14)表面的定位孔(13)与定位插头(12)对应，接着启动第二电动液压杆(11)将定位插头(12)顶推入定位孔(13)中，避免蜗旋柱(14)随意转动或者被机头(22)向下牵拉下坠，然后将延伸组合杆(17)底面的拼接槽(16)与蜗旋柱(14)顶端的拼接块(15)对接，然后借助锁定螺杆(18)连接固定，最后将橡胶封片(19)插入延伸组合杆(17)表面的螺接口中，橡胶封片(19)吸附在锁定螺杆(18)的表面，此时橡胶封片(19)对锁定螺杆(18)的端部遮盖防护，避免锁定螺杆(18)端面的扳手对接槽口处被腐蚀；
步骤五：上提机头，施工完成后，驱动电机(20)反向转动，此时蜗旋柱(14)连同连接的多根延伸组合杆(17)向上移动，每隔三个延伸组合杆(17)从基坑(1001)中扯出后，停止驱动电机(20)，然后将定位插头(12)插接在定位孔(13)中，对伸出的延伸组合杆(17)拆卸，拆卸后继续提升机头(22)，直到蜗旋柱(14)突出基坑(1001)。
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