[发明专利]一种拼装沉井施工系统和工艺

说明书

本发明涉及一种拼装沉井施工系统和工艺，包括拼装沉井结构、挖掘系统、出土系统和结构拼装系统，所述挖掘系统包括位于拼装沉井结构下方的壁行挖掘机，壁行挖掘机沿导轨绕井壁移动，用于沉井下沉时土体的挖掘；沉井下沉过程中挖掘系统和出土系统配合取土；所述拼装沉井施工工艺施工速度快，整体成本低，适用于城市地下停车库、盾构始发/接收井等沉井工程。

技术领域

本发明涉及一种拼装沉井施工系统和工艺，应用于土木工程中地下结构及基础工程领域。

背景技术

有效利用城市地下空间，可以缓解城市用地紧张问题。沉井工法常用于矿山、给排水、市政工程中，随着给排水和市政工程中沉井深度的增加，在井内空间受限的沉井工程中，井下的人员安全问题凸显，对掘进速度、沉井偏斜、沉井周边沉降和井壁施工工期均产生一定影响。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种拼装沉井施工系统和工艺，能够实现一种对周边环境影响小，且正常掘进过程不需要人员下井的低成本沉井解决方案。

为达到上述目的，本发明所采取的方案为：一种拼装沉井施工系统，其特征在于，包括拼装沉井结构、挖掘系统、出土系统和结构拼装系统；所述拼装沉井结构包括井壁、圈梁和刃脚，井壁由装配式管片拼装而成，井壁下方设置有圈梁，圈梁下方为刃脚；所述挖掘系统包括位于拼装沉井结构下方的壁行挖掘机，用于刃脚周边土体的挖掘；所述圈梁和/或刃脚内表面安装有导轨，壁行挖掘机沿导轨绕井壁移动；出土系统设置在井口上方，包括龙门起重机、主吊钩、抓斗，用于井内土方的提升；所述结构拼装系统包括龙门起重机、副吊钩、装配式管片吊具，用于所述拼装沉井结构的现场拼装。

进一步的，所述拼装沉井结构的装配式管片与刃脚通过圈梁连接；圈梁由型钢支座、圈梁钢筋混凝土结构和L形注浆管组成；型钢支座在组装第一环装配式管片时具有支撑装配式管片的作用；L形注浆管预埋于圈梁中，用于向装配式管片外侧注入触变泥浆和/或水泥砂浆；刃脚由刃脚保护钢板、刃脚钢筋混凝土结构和刃脚工字钢组成，用于支撑装配式管片和密封触变泥浆。

进一步的，所述挖掘系统包括壁行挖掘机，壁行挖掘机由挖掘臂、液压系统、电控柜、载板、移动管线架和自动控制系统组成；挖掘臂和液压系统安装在载板上，载板竖直放置于圈梁导轨上；载板上部与圈梁上底面导轨连接并安装有上导向轮，上导向轮上安装有电机、减速箱和刹车装置；载板下部与圈梁下底面导轨连接并安装有下导向轮，圈梁下底面导轨能够在挖掘臂工作时稳定壁行挖掘机；液压系统通过地面上的电源驱动为壁行挖掘机的挖掘臂提供动力，使壁行挖掘机在沉井底部能够径向取土；沉井井口有移动管线架固定壁行挖掘机的动力和控制电缆。

进一步的，沉井偏斜时，自动控制系统能够控制壁行挖掘机在沉井下沉缓慢侧加快挖掘速度；沉井正常下沉时，自动控制系统能够控制壁行挖掘机在井下均匀挖掘。

进一步的，所述出土系统包括龙门起重机、主吊钩、抓斗，所述龙门起重机两侧有悬臂，主吊钩和副吊钩能够移动到悬臂上；主吊钩安装在配备有绞车的游车上，作为沉井底部施工的起重设备，主吊钩的提升距离为龙门起重机高度和井筒开挖深度之和；抓斗安装在主吊钩上，作为沉井施工过程中的抓土设备。

进一步的，主吊钩能够安装液压抓斗抓取硬土。

进一步的，龙门起重机整体能够沿井壁环向转动。

进一步的，所述结构拼装系统包括龙门起重机、副吊钩、装配式管片吊具，副吊钩安装在电动葫芦上，作为井壁拼装的起重设备，副吊钩提升距离为龙门起重机高度；装配式管片吊具通过螺栓与装配式管片上的吊装孔相连，并通过配重构件调整装配式管片在吊装过程的垂直度。

进一步的，圈梁上设置定位点，用于测定刃脚偏斜率，沉井内安装有通风、照明、排水、供电、爬梯和瓦斯报警装置，沉井井口安装有固定管线架固定以上管线。

一种拼装沉井施工工艺，其特征在于，包括如下步骤：