[发明专利]基于微顶管摇管井技术的钢沉井施工系统及方法

说明书

本发明公开了基于微顶摇管井技术的钢沉井施工系统及方法，它包括用于驱动金属钢环转动并实现微顶管施工的摇管机，所述摇管机的驱动环套装固定在金属钢环的外部；所述金属钢环的底端固定有用于切割土体的锯齿钢环；所述锯齿钢环的底端加工有锯齿结构；还包括用于对金属钢环内部的土体进行铲出的长臂反铲。此系统将微顶摇管井工艺和沉井施工工艺相结合，进而实现了城市排污管网改造过程中的竖井施工，最大限度降低施工影响，提高施工效率。

技术领域

本发明涉及沉井施工领域，特别是涉及基于微顶摇管井技术的钢沉井施工系统及方法。

背景技术

常规沉井是指钢筋混凝土沉井，有井壁、隔墙和刃脚组成。沉井是水中施工常用的一种施工工艺。在桥梁基础施工中居多，有方形、圆形、椭圆形等形式，施工时提前浇筑首节，凝固达到一定强度后掏空下方，混凝土块开始下沉，随后继续浇筑上方，完成后再掏空，依次循环，直至开挖到基础底部，由壁、隔墙、支撑组成。沉井施工，实质上就是将一个在地面上事先浇制好的构筑物通过挖土沉入到地下一定深度后成为地下构筑物的施工过程。

目前，使用最多的沉井是钢筋混凝土井或钢护筒井，主要适用于土质类地基基础，且在进行沉井施工前，需采取一定的止水或支护措施，且沉井前需刃脚或井壁达到一定的强度。钢筋混凝土沉井是最常见的沉井工艺，采用该方式施工时需匹配进行止水或支护措施，且需沉井强度达到要求，下沉过程中需要不断纠偏，施工周期、施工成本及施工技术要求均较大；钢护筒井是利用摇管机切割土体，不断压入的工艺，主要适用于土质地基，也可适用于杂填土地基（遇障碍物需进行清掏处理），不适用于软岩地基施工。

而在进行某个市政工程的排污管网改造升降施工过程中，该区域多为中风化岩层，周边建筑物密集。如果，直接采用传统的钢筋混凝土沉井施工工艺，其施工占用的场地较大，而且对工地周围的居民和交通造成一定的干扰；而且传统钢筋混凝土工作井于顶管后在地底下形成永久结构物，庞大体积影响其他市政管线改造更新。如果，完全采用微顶摇管井施工工艺，在遇到风化岩层的软岩地基时，又无法很好的使用。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供基于微顶摇管井技术的钢沉井施工系统及方法，此系统将微顶摇管井工艺和沉井施工工艺相结合，进而实现了城市排污管网改造过程中的竖井施工，最大限度降低施工影响，提高施工效率。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：基于微顶摇管井技术的钢沉井施工系统，它包括用于驱动金属钢环转动并实现微顶管施工的摇管机，所述摇管机的驱动环套装固定在金属钢环的外部；所述金属钢环的底端固定有用于切割土体的锯齿钢环；所述锯齿钢环的底端加工有锯齿结构；

还包括用于对金属钢环内部的土体进行铲出的长臂反铲。

所述金属钢环根据所需要施工的沉井的深度采用多根独立钢筒组合而成，相邻的独立钢筒之间通过环形焊缝焊接而成。

所述锯齿结构采用均布的梯形齿，所述梯形齿与金属钢环的轴线呈一定的夹角，相邻的两个梯形齿之间夹角方向相反。

所述金属钢环的顶端加工有用于对其进行吊装的吊装孔。

所述锯齿钢环和金属钢环之间通过搭接，并采用焊接缝焊接固定。

还包括用于对硬质岩层进行清理的破碎锤。

基于微顶摇管井技术的钢沉井施工系统进行钢沉井施工的方法，包括以下步骤：

步骤一：现场测量定位钢沉井的施工位置后，现场破除、清除井筒范围内表层混凝土或障碍物后，现场安装摇管机；

步骤二：吊装带有锯齿钢环的首节独立钢筒，并将独立钢筒与摇管机的驱动环套装相连，并调试摇管机；

步骤三：利用挖机和长臂反铲配合摇管机进行施工，挖机挖除独立钢筒下部土、杂填土或岩石，摇管机控制独立钢筒下沉及角度，持续进行沉井施工；