CN117822944A - 一种地下连续墙拆除装置及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及地下结构拆除施工技术领域，提供了一种地下连续墙拆除装置及施工方法，包括钻进切割单元和导向架，钻进切割单元包括支撑梁，设置在导向架上，支撑梁能够移动，导向架对支撑梁的移动起限位作用；钻进切割单元还包括钻进组件和切割组件，钻进组件包括钻杆和钻头，钻杆设置在支撑梁下，钻杆内部设置传动组件，钻头设置在钻杆底部，并与传动组件连接；切割组件包括切割绳锯，切割绳锯通过绳锯导向轮与传动组件连接；导向架上设置导向环、固定环一和固定环二，导向环套设在钻杆外侧，用于对钻杆进行导向和限位。本发明可以对地下连续墙进行快速、无损地拆除，装置操作简单，减轻施工人员劳动强度，安全性好，施工效率高。

Description

一种地下连续墙拆除装置及施工方法

技术领域

本发明涉及地下结构拆除施工技术领域，具体涉及一种地下连续墙拆除装置及施工方法。

背景技术

随着现有施工技术和设计理念的不断发展，地铁基坑施工工程周边的环境变得越来越复杂。地铁车站主体与其附属结构、周边建筑施工时间先后不一，先用于工程的地连墙及封堵墙往往需要后续拆除。一般以永久结构或临时围护结构埋于地下，受场地、资金、手续等问题，分期实施，有的因间隔时间较长，无法将地下结构同期实施，造成后期主体结构间需要相互连接就必须拆除原有的围护体系，后续环境将不具备前期施工作业良好条件，受制于空间、设备、结构、时间等的影响，增加施工难度和风险。

拆除地下连续墙时会遇到：作为相邻基坑新的围护结构成为基坑支撑体系的受力点，不能随基坑开挖而清除；待后期结构建成后拆除存在作业场地限制，无作业空间；同时对原有紧贴的结构和后期建成的结构不能造成损坏等问题。工艺选择需要考虑现场实施条件的可行性和各项效益指标，常用的钢筋混凝土拆除方法主要有：机械破除、人工破除、静态爆破、绳锯切割等。如何安全、快速、经济、无损的拆除结构间地下连续墙成为一个新的难题。

因此，针对上述问题，提出一种地下连续墙拆除装置及施工方法来解决上述问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，研制一种地下连续墙拆除装置及施工方法，该发明可以对地下连续墙进行快速、无损地拆除，且装置操作简单，减轻施工人员劳动强度，安全性好，同时提高施工效率和经济性。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种地下连续墙拆除装置，包括：

钻进切割单元和导向架，所述钻进切割单元包括支撑梁，支撑梁设置在导向架上，且与导向架之间活动连接，支撑梁能够移动，导向架用以对支撑梁的移动起限位作用；

钻进切割单元还包括钻进组件和切割组件，所述钻进组件包括钻杆和钻头，钻杆设置在支撑梁下，钻杆和支撑梁内部设置传动组件，钻头设置在钻杆底部，并与传动组件连接；切割组件包括切割绳锯，切割绳锯通过绳锯导向轮与传动组件连接，用于锯切地下连续墙；

导向架上设置导向环、固定环一和固定环二，所述导向环套设在钻杆外侧，用于对钻杆进行导向和限位。

作为优选，导向架还包括斜撑架和固定孔，所述斜撑架设置在导向架底部的两侧，固定孔设置在斜撑架底部，斜撑架用于对导向架和钻进切割单元进行支撑，固定孔用于将导向架固定住，提高了装置使用时的安全性和稳定性。

作为优选，传动组件包括主动轴、主动齿轮、从动齿轮、钻杆轴、钻杆轴齿轮、定位轴齿轮，钻进组件还包括钻进动力件和限位盘，所述主动轴的一端设置在钻进动力件的输出端，主动轴另一端设置主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮啮合，从动齿轮设置在钻杆轴的一端，钻杆轴的另一端连接钻头，钻杆轴齿轮设置在钻杆轴上，且与钻杆轴同轴线设置，定位轴齿轮与钻杆轴齿轮啮合，限位盘设置在钻杆内并套设在钻杆轴上，限位盘用以对钻杆进行支撑和限位，且在限位盘和钻杆之间设置轴承，以减小钻杆转动时与限位盘间的摩擦，传动组件为钻进组件传递动力，提高了装置的实用性。

作为优选，切割组件还包括导向轮定位轴，所述导向轮定位轴设置在钻杆内壁上，绳锯导向轮与定位轴齿轮连接且均同轴线地设置在导向轮定位轴上，定位轴齿轮带动绳锯导向轮转动，切割绳锯绕设在绳锯导向轮上，在绳锯导向轮转动带动下切割地下连续墙，通过钻杆轴齿轮带动定位轴齿轮转动，定位轴齿轮与绳锯导向轮连接且能够同时转动，以带动切割绳锯切割，提高了装置的实用性。

作为优选，钻杆和钻头均设置两组，分别设置在支撑梁的两侧，每组钻杆内的限位盘、钻杆轴齿轮、定位轴齿轮、绳锯导向轮和导向轮定位轴均设置两组，切割绳锯贯穿过限位盘和钻杆外壁，绕设在四个绳锯导向轮上，两侧的钻头进行同时钻孔洞，并在绳锯导向轮作用下带动切割绳锯切割两孔洞之间的混凝土，成孔与切割并行作业，提高了施工的效率。

作为优选，固定环一设置在导向架下方，位于导向环的一侧，固定环二设置在导向架上方，用于钻进切割单元和导向架的连接。

作为优选，还包括拉紧组件，包括驱动动力件，驱动动力件设置在支撑梁内，驱动动力件输出端设置主动带，主动带连接绞绳传动轴，绞绳传动轴设置在支撑梁上并与绞绳轮一和绞绳轮二均同轴连接，绞绳一的一端绕设在绞绳轮一上，另一端连接固定环一；绞绳二的一端绕设在绞绳轮二上，另一端连接固定环二，绞绳轮一旋转使得绞绳一对固定环一有拉力，进而带动钻进切割单元整体进给，以进行钻进和切割；绞绳轮二反向旋转使得绞绳二对固定环二有拉力，进而带动钻进切割单元整体回退，以便进行下一次钻进切割，提高了装置的实用性和施工效率。

本发明还提供了一种地下连续墙拆除施工方法，包括上述的一种地下连续墙拆除装置，还包括以下步骤：

S1、确定需要拆除的地下连续墙区段的具体位置，并进行测量放线；

S2、将地下连续墙拆除装置移动至拆除位置，先进行竖向切割，切割出多个竖向钻孔和竖向临空面；

S3、然后将地下连续墙拆除装置设置在地下连续墙的侧面，进行横向切割，切割出多个横向钻孔和多个横向临空面，且竖向钻孔与横向钻孔连通，横向临空面与竖向临空面交汇；

S4、通过连通的竖向钻孔和横向钻孔连入自由绳锯，将待拆除的地下连续墙分割为若干独立的分离块体，在每一分离块体上沿地下连续墙临空面一侧斜向引孔，作为吊装穿绳孔；

S5、吊车移动到位，吊装绳穿过吊装穿绳孔，吊车将分离块体吊离原位置，完成地下连续墙的拆除。

发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案具有如下优点：

1、本发明通过设置钻进切割单元，使得施工中钻孔和绳锯切割同时进行，创造临空面，实现切割的分离块体与既有建筑结构分离，施工过程中不易产生破碎渣块，减轻施工人员的劳动强度，提高了施工效率；

2、本发明的装置为小型设备，占地空间小，操作简单，与原有紧贴的建筑结构间无过多接触，对原有紧贴建筑结构不会造成伤害，施工质量好，经济性好；

3、本发明通过设置拉紧组件，拉紧组件带动钻进切割单元整体进行移动，在钻进切割单元钻孔切割时通过拉力提供进给的动力，在钻孔切割完成后将钻进切割单元拉回原位置，提高了装置的实用性和施工质量。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

图1为本发明实施例的拆除装置的结构示意图；

图2为本发明实施例的钻进切割单元和导向架的分体结构示意图；

图3为本发明实施例的拆除装置的使用过程示意图；

图4为图1中A处内部的局部结构示意图；

图5为图1中B处内部的局部结构示意图；

图6为本发明实施例的支撑梁内部的部分结构示意图；

图7为本发明实施例的施工方法竖向施工的示意图；

图8为本发明实施例的施工方法横向施工的示意图；

图9为本发明实施例的分离块体吊运的示意图。

图中，1、钻进切割单元；2、导向架；3、钻杆；4、钻头；5、切割绳锯；6、支撑梁；71、绞绳一；72、绞绳二；8、地下连续墙；9、车站主体结构；10、自由绳锯；11、吊装绳；201、斜撑架；202、固定孔；203、导向环；2041、固定环一；2042、固定环二；301、钻杆轴；302、限位盘；303、钻杆轴齿轮；304、定位轴齿轮；305、绳锯导向轮；306、导向轮定位轴；307、轴承；601、主动轴；602、主动齿轮；603、从动齿轮；6041、绞绳轮一；6042、绞绳轮二；605、绞绳传动轴；606、主动带；607、驱动动力件；608、钻进动力件； 801、竖向钻孔；802、竖向临空面；803、横向钻孔；804、横向临空面；805、切割线；806、分离块体；807、内部钢筋；808、吊装穿绳孔。

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。

实施例1

如图1-6所示，一种地下连续墙拆除装置及施工方法，包括：

钻进切割单元1和导向架2，所述钻进切割单元1包括支撑梁6，支撑梁6设置在导向架2上，且与导向架2之间活动连接，支撑梁6能够移动，导向架2用以对支撑梁6的移动起限位作用；钻进切割单元1还包括钻进组件和切割组件，所述钻进组件包括钻杆3和钻头4，钻杆3设置在支撑梁6下，钻杆3和支撑梁6内部设置传动组件，钻头4设置在钻杆3底部，并与传动组件连接；切割组件包括切割绳锯5，切割绳锯5通过绳锯导向轮305与传动组件连接，用于锯切地下连续墙8，以将地下连续墙8与车站主体结构9分离；导向架2上设置导向环203、固定环一2041和固定环二2042，所述导向环203套设在钻杆3外侧，用于对钻杆3进行导向和限位。

在本实施例中，导向架2还包括斜撑架201和固定孔202，所述斜撑架201设置在导向架2底部的两侧，固定孔202设置在斜撑架201底部，优选的设置多个，斜撑架201用于对导向架2和钻进切割单元1进行支撑，固定孔202内设置地钉，用于将导向架2固定住，提高了装置使用时的安全性和稳定性。

在另一实施例中，所述导向架2与支撑梁6接触的侧面设置导向槽，支撑梁6与导向槽滑动设置，导向槽长度方向与钻进切割单元1进给方向一致，为支撑梁6和钻进切割单元1的移动进行支撑和导向，提高了装置使用的稳定性和实用性。

在本实施例中，传动组件包括主动轴601、主动齿轮602、从动齿轮603、钻杆轴301、钻杆轴齿轮303、定位轴齿轮304，钻进组件还包括钻进动力件608和限位盘302，所述主动轴601的一端设置在钻进动力件608的输出端，主动轴601另一端设置主动齿轮602，主动齿轮602与从动齿轮603啮合，从动齿轮603设置在钻杆轴301的一端，钻杆轴301的另一端连接钻头4，钻杆轴齿轮303设置在钻杆轴301上，且与钻杆轴301同轴线设置，定位轴齿轮304与钻杆轴齿轮303啮合，限位盘302设置在钻杆3内并套设在钻杆轴301上，限位盘302用以对钻杆3进行支撑和限位，且在限位盘302和钻杆3之间设置轴承307，以减小钻杆3转动时与限位盘302间的摩擦，传动组件为钻进组件传递动力，提高了装置的实用性。

在本实施例中，切割组件还包括导向轮定位轴306，所述导向轮定位轴306设置在钻杆3内壁上，绳锯导向轮305与定位轴齿轮304连接且均同轴线地设置在导向轮定位轴306上，定位轴齿轮304带动绳锯导向轮305转动，切割绳锯5绕设在绳锯导向轮305上，在绳锯导向轮305转动带动下切割地下连续墙，通过钻杆轴齿轮303带动定位轴齿轮304转动，定位轴齿轮304与绳锯导向轮305连接且能够同时转动，以带动切割绳锯5切割，提高了装置的实用性。

在本实施例中，钻杆3和钻头4均设置两组，分别设置在支撑梁6的两侧，每组钻杆3内的限位盘302、钻杆轴齿轮303、定位轴齿轮304、绳锯导向轮305和导向轮定位轴306均设置两组，切割绳锯5贯穿过限位盘302和钻杆3外壁，绕设在四个绳锯导向轮305上，同时将切割绳锯5张紧，以更好地切割；两侧的钻头4进行同时钻孔洞，并在绳锯导向轮305作用下带动切割绳锯5切割两孔洞之间的混凝土，成孔与切割并行作业，提高了施工的效率。

在本实施例中，固定环一2041设置在导向架2下方，位于导向环203的一侧，固定环二2042设置在导向架2上方，用于钻进切割单元1和导向架2的连接。

在本实施例中，还包括拉紧组件，包括驱动动力件607，驱动动力件607设置在支撑梁6内，驱动动力件607输出端设置主动带606，主动带606连接绞绳传动轴605，绞绳传动轴605设置在支撑梁6上并与绞绳轮一6041和绞绳轮二6042均同轴连接，绞绳一71的一端绕设在绞绳轮一6041上，另一端连接固定环一2041；绞绳二72的一端绕设在绞绳轮二6042上，另一端连接固定环二2042，绞绳轮一6041旋转使得绞绳一71对固定环一2041有拉力，进而带动钻进切割单元1整体进给，以进行钻进和切割；绞绳轮二6042反向旋转使得绞绳二72对固定环二2042有拉力，进而带动钻进切割单元1整体回退，以便进行下一次钻进切割，提高了装置的实用性和施工效率。

在本实施例中，首先将本装置移动至需要拆除的地下连续墙的施工地点，先对地下连续墙进行竖向钻孔切割，通过地钉穿过固定孔202，将导向架2暂时固定，然后启动钻进动力件608，带动主动轴601转动，主动轴601带动主动齿轮602，主动齿轮602带动从动齿轮603转动，从动齿轮603带动钻杆轴301转动，钻杆轴301带动其底部的钻头4转动，从而对地下连续墙进行钻孔施工，钻杆轴301转动同时带动钻杆轴齿轮303转动，钻杆轴齿轮303带动定位轴齿轮304转动，定位轴齿轮304带动绳锯导向轮305转动，绳锯导向轮305转动使得绕在其上的切割绳锯5进行切割；同时启动驱动动力件607，驱动动力件607输出端通过主动带606带动绞绳传动轴605转动，绞绳传动轴605带动绞绳轮一6041和绞绳轮二6042转动，绞绳轮一6041转动使得绞绳一71对固定环一2041有拉力，从而带动支撑梁6和钻进切割单元1一起向地下连续墙方向移动，钻进切割单元1移动的同时对地下连续墙进行钻孔和切割的同步施工，在支撑梁6到达导向架2底部后，将驱动动力件607反转，则绞绳轮一6041和绞绳轮二6042也反转，绞绳轮二6042反转使得绞绳二72对固定环二2042有拉力，从而带动支撑梁6和钻进切割单元1一起回到原位置，完成一次竖向的钻孔切割施工；然后取出地钉，移动本装置至下一个施工位置，重复以上动作，进行下一次竖向施工；竖向钻孔切割完成后，进行横向钻孔切割；将本装置吊至待拆除地下连续墙的侧面，和竖向钻孔切割步骤一样进行横向钻孔切割，完成本装置的施工操作。

实施例2

如图7至9所示，一种地下连续墙拆除施工方法，包括上述的一种地下连续墙拆除装置，还包括以下步骤：

S1、确定需要拆除的地下连续墙区段的具体位置，并进行测量放线；

S2、将地下连续墙拆除装置移动至拆除位置，先进行竖向切割，切割出多个竖向钻孔801和竖向临空面802；

S3、然后将地下连续墙拆除装置设置在地下连续墙的侧面，进行横向切割，切割出多个横向钻孔803和多个横向临空面804，且竖向钻孔801与横向钻孔803连通，横向临空面804与竖向临空面802交汇；

S4、通过连通的竖向钻孔801和横向钻孔803连入自由绳锯10，自由绳锯10的切割为常规的技术，以竖向钻孔801和横向钻孔803共同在的平面作切割线805，沿切割线805将待拆除的地下连续墙分割为若干独立的分离块体806，在每一分离块体806上沿地下连续墙临空面一侧斜向引通孔，作为吊装穿绳孔808，并使得吊装穿绳孔808被地下连续墙8的内部钢筋807围绕，提高吊运的稳定性；

S5、吊车移动到位，吊装绳11穿过吊装穿绳孔808，吊车将分离块体806一一吊离原位置，完成地下连续墙的拆除。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

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。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种地下连续墙拆除装置，其特征在于，包括：

钻进切割单元（1）和导向架（2），所述钻进切割单元（1）包括支撑梁（6），设置在导向架（2）上，且与导向架（2）连接；

钻进切割单元（1）还包括钻进组件和切割组件，所述钻进组件包括钻杆（3）和钻头（4），钻杆（3）设置在支撑梁（6）下，钻杆（3）和支撑梁（6）内设置传动组件，钻头（4）设置在钻杆（3）底部，并与传动组件连接；切割组件包括切割绳锯（5），切割绳锯（5）通过绳锯导向轮（305）与传动组件连接，用于锯切地下连续墙；

导向架（2）上设置导向环（203）、固定环一（2041）和固定环二（2042），所述导向环（203）套设在钻杆（3）外侧，用于对钻杆（3）进行导向和限位。

2.根据权利要求1所述的一种地下连续墙拆除装置，其特征在于：导向架（2）还包括斜撑架（201）和固定孔（202），所述斜撑架（201）设置在导向架（2）底部的两侧，固定孔（202）设置在斜撑架（201）底部。

3.根据权利要求2所述的一种地下连续墙拆除装置，其特征在于：传动组件包括主动轴（601）、主动齿轮（602）、从动齿轮（603）、钻杆轴（301）、钻杆轴齿轮（303）、定位轴齿轮（304），钻进组件还包括钻进动力件（608）和限位盘（302），所述主动轴（601）的一端设置在钻进动力件（608）的输出端，主动轴（601）另一端设置主动齿轮（602），主动齿轮（602）与从动齿轮（603）啮合，从动齿轮（603）设置在钻杆轴（301）的一端，钻杆轴（301）的另一端连接钻头（4），钻杆轴齿轮（303）设置在钻杆轴（301）上，且与钻杆轴（301）同轴线设置，定位轴齿轮（304）与钻杆轴齿轮（303）啮合，限位盘（302）设置在钻杆（3）内并套设在钻杆轴（301）上，且在限位盘（302）和钻杆（3）之间设置轴承（307）。

4.根据权利要求3所述的一种地下连续墙拆除装置，其特征在于：切割组件还包括导向轮定位轴（306），所述导向轮定位轴（306）设置在钻杆（3）内壁上，绳锯导向轮（305）与定位轴齿轮（304）连接且均同轴线地设置在导向轮定位轴（306）上，定位轴齿轮（304）带动绳锯导向轮（305）转动，切割绳锯（5）绕设在绳锯导向轮（305）上，在绳锯导向轮（305）转动带动下切割地下连续墙。

5.根据权利要求4所述的一种地下连续墙拆除装置，其特征在于：钻杆（3）和钻头（4）均设置两组，分别设置在支撑梁（6）的两侧，每组钻杆（3）内的限位盘（302）、钻杆轴齿轮（303）、定位轴齿轮（304）、绳锯导向轮（305）和导向轮定位轴（306）均设置两组，切割绳锯（5）贯穿过限位盘（302）和钻杆（3）外壁，绕设在四个绳锯导向轮（305）上。

6.根据权利要求5所述的一种地下连续墙拆除装置，其特征在于：固定环一（2041）设置在导向架（2）下方，位于导向环（203）的一侧，固定环二（2042）设置在导向架（2）上方。

7.根据权利要求6所述的一种地下连续墙拆除装置，其特征在于：还包括拉紧组件，包括驱动动力件（607），驱动动力件（607）设置在支撑梁（6）内，驱动动力件（607）输出端设置主动带（606），主动带（606）连接绞绳传动轴（605），绞绳传动轴（605）设置在支撑梁（6）上并与绞绳轮一（6041）和绞绳轮二（6042）均同轴连接，绞绳一（71）的一端绕设在绞绳轮一（6041）上，另一端连接固定环一（2041）；绞绳二（72）的一端绕设在绞绳轮二（6042）上，另一端连接固定环二（2042）。

8.一种地下连续墙拆除施工方法，包括权利要求7所述的一种地下连续墙拆除装置，其特征在于，还包括以下步骤：

S1、确定需要拆除的地下连续墙区段的具体位置；

S2、将地下连续墙拆除装置移动至拆除位置，先进行竖向切割，切割出多个竖向钻孔（801）和竖向临空面（802）；

S3、然后将地下连续墙拆除装置设置在地下连续墙的侧面，进行横向切割，切割出多个横向钻孔（803）和多个横向临空面（804），且竖向钻孔（801）与横向钻孔（803）连通，横向临空面（804）与竖向临空面（802）交汇；

S4、通过连通的竖向钻孔和横向钻孔连入自由绳锯（10），将待拆除的地下连续墙分割为若干独立的分离块体（806）；

S5、吊车移动到位，吊车将若干分离块体（806）吊离原位置，完成地下连续墙的拆除。