一种竖井机械掘进施工方法技术

本发明专利技术涉及竖井机械掘进技术领域，公开的一种竖井机械掘进施工方法，是施工准备，预挖工作坑，沉井刃脚环与竖井锁口制作，附属装备安装，初始提升与掘进机吊装，沉井壁润滑剂注浆，掘进开挖，出渣，沉井下沉与接高，沉井封底排水，沉井壁后润滑剂置换；本发明专利技术能够提升地下大直径竖井施工安全，提高施工效率和机械化程度。

A Construction Method for Mechanical Driving of Shaft

The invention relates to the technical field of mechanical excavation of shaft, and discloses a construction method of mechanical excavation of shaft, which includes construction preparation, pre-excavation of working pit, manufacture of caisson blade foot ring and shaft lock, installation of accessory equipment, hoisting of initial hoisting and roadheader, lubricant grouting of caisson wall, excavation, dregs extraction, sinking and joining height of caisson, drainage of caisson bottom, lubricant replacement after caisson wall. The invention can improve the safety of underground large diameter shaft construction, improve the construction efficiency and mechanization degree.

【技术实现步骤摘要】
一种竖井机械掘进施工方法
本专利技术涉及竖井机械掘进
，尤其涉及一种竖井机械掘进施工方法。
技术介绍
近年来，随着城市的土地资源紧缺和规划理念升级，城市地下空间领域发展十分迅速。在城市地下空间工程中，盾构、TBM等水平向施工装备发展已较为成熟，但在地下停车库、盾构始发井、深隧竖井等地下竖向工程施工中，几乎仍采用人工井下开挖的传统施工方式，生产方式粗放，工作效率低，且施工人员的安全隐患极大。亟待研发一种全新的竖井机械施工方法，实现地下竖井建设中打井不下井、施工快速的目的。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术提出了一种竖井机械掘进施工方法。能够提升地下大直径竖井施工安全，提高施工效率和机械化程度。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种竖井机械掘进施工方法，其步骤如下：（1）施工准备，分析工程地质和水文地质情况，制订掘进施工方案和措施；（2）预挖工作坑，利用长臂挖掘机，在地面沿井口锁口外边界开挖工作坑，一方面作为沉井刃脚环与竖井锁口的制作工作面，另一方面用于减少沉井下沉深度；（3）沉井刃脚环与竖井锁口制作，a.沉井刃脚环为钢筋混凝土结构，沉井刃脚环内壁面上设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种竖井机械掘进施工方法，取特征是：其步骤如下：（1）施工准备，分析工程地质和水文地质情况，制订掘进施工方案和措施；（2）预挖工作坑，利用长臂挖掘机，在地面沿井口锁口外边界开挖工作坑，一方面作为沉井刃脚环与竖井锁口的制作工作面，另一方面用于减少沉井下沉深度；（3）沉井刃脚环与竖井锁口制作，a.沉井刃脚环为钢筋混凝土结构，沉井刃脚环内壁面上设置有3个固定滑槽，作为掘进机架向下滑动的导向；滑槽焊接到沉井刃脚环内壁面上，内壁面需预埋钢板；沉井刃脚环采用现场浇筑混凝土的制作方法，在刃脚环内部预留有提吊钢绞线穿束的孔道，孔道与沉井外壁相接的部位做成圆弧状，用于保证提吊钢绞线的线形过渡，不至于产生过大...

【技术特征摘要】
1.一种竖井机械掘进施工方法，取特征是：其步骤如下：（1）施工准备，分析工程地质和水文地质情况，制订掘进施工方案和措施；（2）预挖工作坑，利用长臂挖掘机，在地面沿井口锁口外边界开挖工作坑，一方面作为沉井刃脚环与竖井锁口的制作工作面，另一方面用于减少沉井下沉深度；（3）沉井刃脚环与竖井锁口制作，a.沉井刃脚环为钢筋混凝土结构，沉井刃脚环内壁面上设置有3个固定滑槽，作为掘进机架向下滑动的导向；滑槽焊接到沉井刃脚环内壁面上，内壁面需预埋钢板；沉井刃脚环采用现场浇筑混凝土的制作方法，在刃脚环内部预留有提吊钢绞线穿束的孔道，孔道与沉井外壁相接的部位做成圆弧状，用于保证提吊钢绞线的线形过渡，不至于产生过大的应力集中；并且沉井刃脚斜面上预留有提吊钢绞线锚固端凹槽，沉井的外壁设置有台阶，台阶宽度优选为10~20cm作为沉井壁后润滑剂的储浆台阶；台阶的高度优选为2~3m，用于增大润滑剂的渗流路径，防止润滑剂与沉井内部泥浆贯通；储浆台阶在提吊钢绞线孔道位置减小高度，用于保证提吊钢绞线能从沉井外壁面穿出；沉井刃脚环上设置有润滑剂注浆孔和排浆孔，注浆孔和排浆孔优选的设置为两层，按设定间距呈梅花型布置；其中沉井刃脚环外径与掘进机械的开挖直径相等，内径用于满足掘进设备机架的安装尺寸；沉井刃脚环做成与掘进机械开挖尺寸配套的构件，刃脚环上方的井壁结构的厚度做成与刃脚厚度不同，实现井内净空变直径，达到同一台掘进设备能够施工不同内径竖井的效果；b.刃脚环制作完成后，施工钢筋混凝土竖井锁口结构，竖井锁口顶端在提吊钢绞线通过的部位做成圆弧状边角，用于保证提吊钢绞线的线形过渡，不至于产生过大的应力集中；（4）附属装备安装，附属装备包括装备基座、管线导架、穿芯式液压缸和液压绞车；装备基座为钢结构，安装于竖井锁口之上，作为穿芯式液压缸和液压绞车的基座；穿芯式液压缸和液压绞车下的基座做成与周边基座独立的块体，能够根据不同尺寸沉井沿直径方向内外平移；其中独立块体的基座做成设定直径的圆环弧体，达到重复使用的效果；并且在井口布置6台穿芯式液压缸和3台液压绞车；（5）初始提升与掘进机吊装，掘进机吊装，根据掘进机刀盘工作特点，始终在刃脚环底部的设定距离切削岩土体；掘进机吊装之前，须将已制作好的刃脚环，通过穿芯式液压缸提升至距预挖工作坑底设定的距离的位置；设定距离取1.3m--1.9m；提升完成后，利用地面轮吊和液压绞车，共同将掘进机吊装至井内滑槽中；（6）沉井壁后润滑剂注浆，润滑剂通过注浆孔注入沉井壁后的沟槽内，起到减小沉井下沉阻力和维持土壁稳定的作用；（7）掘进开挖，采用下沉式竖井掘进机，通过掘进机架上的公转驱动带动钻臂进行公转，同时钻臂上的2个自转驱动带动刀盘自转；通过两个自转驱动180°的对称布置，及刀盘的自转和钻臂的公转，实现全断面掘进；掘进所需压力由掘进机的自重提供，依靠液压绞车来实现减压钻进，通过重力来保证掘进竖井的垂直度；当钻臂公转180°~182°时，完成一次全断面掘进，在刀盘的重力作用下，继续向下掘进；掘进时，掘进机沿滑槽完成掘进行程；掘进开挖时，沉井刃脚底部在下放提吊装置的作用下，与掘进刀盘间始终保持900mm的安全距离；掘进开挖过程中，井内始终充满泥浆，起到平衡竖井水压的作用，并且在井底无井壁位置起到护壁防止坍塌的作用；（8）出渣，采用多吸收口的泵吸气举混合式洗井排渣系统和泥浆泵出渣；泥浆泵布置到掘进机的三臂式掘进机架上；工作时刀盘开始在重力的作用下向下掘进，掘进产生的泥渣与注入井内的水，在刀盘的搅动下形成泥浆液；在泥浆泵的作用下，泥浆由吸渣口进入泥浆管路；泥浆随后进入出浆主管，再通过泥浆泵及出渣通道，将泥浆排出到地面泥浆净化池中；当竖井钻进至吸渣口处泥浆压力足够大而可以采用气举法出渣时，停止泥浆泵运行或直接将其拆除；在出渣通道中注入压缩空气，降低出浆主管内泥浆的密度，使出浆主管内外形成压差，利用气举方式进行洗井排渣；通过泵吸和气举出井的泥浆，经分离沉淀后返回井内循环使用；（9）沉井下沉与接高，与竖井掘进机械配套的井壁提放装置；该井壁提放装置是由穿芯式液...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑立宁，王占军，荆伟，苗军克，朱文汇，赵智峰，胡熠，孟永红，巫晨笛，胡国辉，
申请(专利权)人：中建地下空间有限公司，中信重工机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51