[发明专利]一种由地下向上施工的竖井盾构机及其施工方法

说明书

本发明公开了一种由地下向上施工的竖井盾构机及其施工方法，解决了现有技术中竖井施工机械化程度低、工序繁琐、工作效率低的问题。本发明包括设置在初始管片上的盾体，始发竖井的下部设有始发密封钢筒，始发密封钢筒与初始管片之间设有密封结构，盾体的上端设有刀盘，盾体内设有主驱动、中心排渣装置、管片拼装机和管片吊机，主驱动与刀盘固定连接，主驱动的下方设有推进油缸，推进油缸沿盾体内壁设置，中心排渣装置设置在盾体的中心轴位置，中心排渣装置的上端与主驱动固定连接，管片拼装机和管片吊机均设置在中心排渣装置上。本发明可用于盾构法进行大直径竖井施工和顶管法进行小直径竖井施工，施工方式灵活，节约人力物力，工作效率高。

技术领域

本发明涉及竖井施工技术领域，特别是指一种由地下向上施工的竖井盾构机及其施工方法。

背景技术

随着国民经济的发展，近年来城市轨道交通建设和城市地下管廊建设发展迅猛。竖井的建设也在快速增长，但是竖井挖掘装置并没有随着竖井建设工程的增长而改进，现有技术中的竖井挖掘装置依然比较落后。目前的竖井一般都是人工自上而下掘进，当够一定深度以后，再由下向上砌壁，掘进和砌壁交替进行，有时在砌壁之前还需要向井壁上喷浆，工序众多，施工繁琐，并且效率极低，另外，人工进行竖井的建设，一旦发生意外，容易造成人员的伤亡。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种由地下向上施工的竖井盾构机及其施工方法，解决了现有技术中竖井施工机械化程度低、工序繁琐、工作效率低的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种由地下向上施工的竖井盾构机，包括设置在初始管片上的盾体，盾体竖直设置在始发竖井内，始发竖井的下部设有始发密封钢筒，始发密封钢筒与初始管片之间设有密封结构，盾体的上端设有刀盘，盾体内设有主驱动、中心排渣装置、管片拼装机和管片吊机，主驱动与刀盘固定连接，主驱动的下方设有推进油缸，推进油缸沿盾体内壁固定设置，中心排渣装置设置在盾体的中心轴位置，中心排渣装置的上端与主驱动固定连接，管片拼装机和管片吊机均设置在中心排渣装置上，管片拼装机的下方设有操作平台，操作平台与中心排渣装置固定连接，主驱动、推进油缸、管片拼装机和管片吊机均通过管线与设置在隧道内的动力控制系统相连接。

所述中心排渣装置的内部竖直设有中心渣土改良管，中心渣土改良管的上端穿过主驱动与刀盘相连接，中心渣土改良管的下端伸进中心排渣装置内。

所述中心渣土改良管包括多孔管道和回转接头，多孔管道的上端与刀盘相连接，多孔管道的下端与回转接头相连通。

所述中心排渣装置包括出渣管道和柔性溜渣管，出渣管道的上端与主驱动相连接，出渣管道的下端与柔性溜渣管相连通，柔性溜渣管与运输小车相对应，出渣管道内部设有至少一个机械闸阀和至少一个挠性阀。

所述初始管片设置在钢构基础架上，钢构基础架设置在隧道底部，钢构基础架的上表面为平面，钢构基础架的底部为弧形架，弧形架与隧道内壁配合接触。

所述运输小车设置在钢构基础架上，钢构基础架的后方设有主控室和动力控制系统，主控室与动力控制系统相连接。

一种由地下向上施工的竖井盾构机的施工方法，包括大直径竖井施工和小直径竖井施工；其中大直径竖井施工包括如下步骤：S1：在隧道中铺设钢构基础架和始发管片，始发管片与钢构基础架固定连接；S2：在始发竖井的下部安装始发密封钢筒，在始发密封钢筒之间安装密封结构；S3：将盾构机吊装在始发管片上，使刀盘位于钢筒井内；S4：检查设备，确保安全后启动盾构机；S5：主驱动带动刀盘转动，进行土体开挖，开挖下的渣土经中心排渣装置输送到运输小车上，在排渣的过程中，通过调节机械闸阀和挠性阀控制排渣通道的大小，进而控制排渣量的多少；S6：刀盘掘进设定距离后，管片吊机将管片吊运至拼装位置，然后通过管片拼装机进行管片的拼装；S7：推进油缸的伸缩端伸出，顶紧拼装好的管片，推进油缸带动主驱动和刀盘向上掘进；S8：重复步骤S5~S7，直至完成整个竖井施工；S9：整个盾构机可由地面直接调出，转运，也可在竖井和隧道中拆解，通过隧道转运至指定位置，完成施工动作。