深基坑開(kāi)挖與地下車站建設(shè)的施工裝置及采用其的施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及地下建筑工程領(lǐng)域，尤其涉及深基坑開(kāi)挖與地下車站建設(shè)的施工裝置及采用其的施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的基坑開(kāi)挖通常采用挖掘機(jī)、裝載機(jī)、自卸汽車等設(shè)備并配合人工進(jìn)行施工，地鐵車站建設(shè)常采用明挖法、蓋挖法或盾構(gòu)法進(jìn)行，這些方法均存在一定的局限性，只能針對(duì)某一特殊的地質(zhì)或環(huán)境條件能夠適用，操作流程繁瑣，且施工效率較低。隨著地下工程施工技術(shù)及新型材料制作工藝的進(jìn)步，出現(xiàn)了基坑開(kāi)挖、地鐵車站建設(shè)一體化施工的新方法，該方法具有環(huán)境污染小、施工速度快、效率高等特點(diǎn)，具有廣闊的發(fā)展前景。
[0003]中國(guó)專利CN201420804753.3公開(kāi)了支撐支護(hù)形式的深基坑垂直開(kāi)挖設(shè)備，包括位于基坑內(nèi)且用于挖掘基坑內(nèi)土方并將土方推放在堆土位置的挖掘機(jī)、吊車、鋼絲繩以及用于抓取基坑內(nèi)土方的抓斗，吊車位于基坑頂部的周邊，鋼絲繩的一端連接于吊車，另一端連接于抓斗。采用鋼絲繩連接抓斗以及吊車，通過(guò)抓斗可以抓取基坑內(nèi)挖掘機(jī)挖掘的土方，實(shí)現(xiàn)垂直開(kāi)挖效果，該方法所用獨(dú)立機(jī)械設(shè)備較多，操作工序繁瑣，且功能單一。
[0004]中國(guó)專利CN102425173A發(fā)明了一種深基坑土方開(kāi)挖方法，首先根據(jù)深基坑工程情況在深基坑內(nèi)由上到下設(shè)計(jì)N層水平支撐鋼板并采用島式開(kāi)挖法逐層開(kāi)挖基坑土方，然后沿深基坑壁向下打入外側(cè)鋼板粧，之后開(kāi)挖第一層水平支撐鋼板以上的土方，將第一層水平支撐鋼板一端與外側(cè)鋼板粧焊接，在第一層水平支撐鋼板的另一端向下打入內(nèi)側(cè)鋼板粧，以此類推施工第N層水平支撐鋼板，修建坡道并開(kāi)挖第N層水平支撐鋼板以下的土方，后退行開(kāi)挖坡道，拔出內(nèi)側(cè)鋼板粧，挖除余下的土方，完成基坑開(kāi)挖。該方法施工步驟復(fù)雜，施工效率低，施工周期長(zhǎng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種深基坑開(kāi)挖與地下車站建設(shè)的施工裝置，其優(yōu)點(diǎn)是進(jìn)行深基坑支護(hù)、開(kāi)挖和車站建設(shè)一體化施工，可提高施工效率，減少環(huán)境污染，降低工程造價(jià)。
[0006]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]深基坑開(kāi)挖與地下車站建設(shè)的施工裝置，包括設(shè)有起吊機(jī)的龍門吊，龍門吊包括橫向龍門吊梁和用于支撐橫向龍門吊梁的兩個(gè)支撐架，兩個(gè)支撐架分別設(shè)于預(yù)計(jì)開(kāi)挖深基坑的兩側(cè)，在橫向龍門吊梁的下方設(shè)有可調(diào)整高度的橫梁，橫梁上固定有可橫向移動(dòng)的抓斗機(jī)和注漿機(jī)，在兩個(gè)支撐架的內(nèi)側(cè)各固定一個(gè)銑槽機(jī);通過(guò)將起吊機(jī)、抓斗機(jī)、銑槽機(jī)和注漿機(jī)均設(shè)置于一個(gè)龍門吊上，龍門吊移動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)所有裝置的移動(dòng)，節(jié)省了裝置的出入場(chǎng)時(shí)間，機(jī)器可以同時(shí)或者單個(gè)運(yùn)作，大大節(jié)約了施工工期。
[0008]進(jìn)一步地，在兩個(gè)支撐架的底部分別設(shè)有滾輪，滾輪與設(shè)于深基坑兩側(cè)的縱向軌道配合;龍門吊的移動(dòng)，帶動(dòng)龍門吊上的各個(gè)機(jī)器移動(dòng);相比于一個(gè)一個(gè)的機(jī)器來(lái)說(shuō)，方便了對(duì)這些機(jī)器的移動(dòng)，同時(shí)節(jié)約工時(shí)。
[0009]進(jìn)一步地，還包括控制裝置，控制裝置與起吊機(jī)、抓斗機(jī)、注漿機(jī)和銑槽機(jī)的控制系統(tǒng)分別單獨(dú)連接；由控制裝置統(tǒng)一對(duì)這些機(jī)器進(jìn)行統(tǒng)一控制，節(jié)省人力。
[0010]進(jìn)一步地，所述橫梁的兩端分別通過(guò)垂向軌道固定，垂向軌道內(nèi)側(cè)設(shè)有橫梁升降齒輪，橫梁與橫向龍門吊梁之間設(shè)有吊索用于控制橫梁的升降，橫梁升降齒輪用于橫梁在升降到一定位置時(shí)，橫梁兩端的固定，垂向軌道可拼接。
[0011]進(jìn)一步地，所述橫梁有兩條，一條橫梁上固定抓斗機(jī)，另一條上固定注漿機(jī)，抓斗機(jī)與注漿機(jī)分別通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置與橫梁固定。
[0012]進(jìn)一步地，還包括遙控器，遙控器與所述的控制裝置通過(guò)無(wú)線或有線連接，由遙控器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，保證施工安全。
[0013]采用采用上述施工裝置的深基坑開(kāi)挖與地下車站建設(shè)的施工裝置的施工方法，具體步驟如下:
[0014]I)架設(shè)施工裝置，利用銑槽機(jī)成槽，再利用起吊機(jī)和注漿機(jī)施作現(xiàn)澆地連墻或者采用裝配式地連墻進(jìn)行基坑支護(hù)；
[0015]2)調(diào)整橫梁高度，利用抓斗機(jī)進(jìn)行基坑分層開(kāi)挖，并逐層施作預(yù)應(yīng)力錨索或者焊接鋼梁進(jìn)行支撐；
[0016]3)拼接垂向軌道，后調(diào)整橫梁高度，繼續(xù)基坑開(kāi)挖，并逐層施作預(yù)應(yīng)力錨索或者焊接鋼梁進(jìn)行支撐；
[0017]4)按照步驟3)操作流程，繼續(xù)開(kāi)挖至基坑底；
[0018]5)基坑開(kāi)挖完成后，升起橫梁，然后利用起吊機(jī)做地下車站的拼裝或者利用起吊機(jī)及注漿機(jī)進(jìn)行地下車站的現(xiàn)澆施工；
[0019]6)車站主體建設(shè)完成后，覆土回填，完成車站施工。
[0020]進(jìn)一步地，在步驟I)中實(shí)時(shí)采用垂直度檢測(cè)裝置檢測(cè)地連墻的垂直度。
[0021]進(jìn)一步地，在現(xiàn)澆或者裝配地下車站側(cè)墻時(shí)，實(shí)時(shí)檢測(cè)側(cè)墻的高度和平整度。
[0022]進(jìn)一步地，在所述步驟I)中做裝配式地連墻時(shí)，首先需要在開(kāi)挖好的溝槽內(nèi)安裝地連墻定位架。
[0023]在步驟5)中地下車站的現(xiàn)澆順序是底板、側(cè)墻和頂拱。
[0024]本發(fā)明的工作原理是:本發(fā)明的施工裝置可進(jìn)行成槽、基坑支護(hù)、開(kāi)挖、起吊一體化作業(yè)，其中注漿機(jī)和液壓抓斗位于橫梁上，可沿橫梁進(jìn)行水平橫向移動(dòng)，橫梁可沿垂向軌道進(jìn)行垂直升降，滿足深基坑開(kāi)挖作業(yè)需求;基坑支護(hù)可采用現(xiàn)澆地連墻或者裝配式地連墻(預(yù)制粧)的方式;車站建設(shè)方案可采用現(xiàn)澆式或者裝配式車站進(jìn)行。施工順序首先利用銑槽機(jī)成槽，施作地連墻，然后根據(jù)開(kāi)挖進(jìn)度，適當(dāng)拼接加長(zhǎng)垂向軌道，適當(dāng)調(diào)整橫梁高度，利用液壓抓斗分層開(kāi)挖至基坑底，再進(jìn)行車站主體結(jié)構(gòu)建設(shè)，最后覆土回填，完成車站施工。該施工機(jī)械實(shí)現(xiàn)了基坑支護(hù)、開(kāi)挖、車站建設(shè)三維化、一體化施工作業(yè)，可提高施工速度，縮短施工工期，具有施工效率高、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)。
[0025]本發(fā)明的有益效果是:
[0026]I)通過(guò)龍門吊將銑槽機(jī)、抓斗機(jī)、起吊機(jī)和注漿機(jī)結(jié)合在一起，方便了對(duì)這些機(jī)器的移動(dòng)，同時(shí)，節(jié)約了這些機(jī)器的出入場(chǎng)時(shí)間，大大節(jié)約了施工工期。
[0027]2)通過(guò)橫梁帶動(dòng)抓斗機(jī)和注漿機(jī)橫向移動(dòng)且實(shí)現(xiàn)高度升降，滿足深基坑的施工要求，大大提高了深基坑施工工程的施工速度。
[0028]3)通過(guò)控制裝置或遙控器協(xié)調(diào)控制各個(gè)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，控制方便、簡(jiǎn)單，同時(shí)，避免了每個(gè)機(jī)器在工作時(shí)，均配有一個(gè)或多個(gè)工作人員的情況，節(jié)省人力。
[0029]4)本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)深基坑支護(hù)、開(kāi)挖、車站建設(shè)一體化作業(yè)，可提高施工速度，縮短施工工期，環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1為施工裝置的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0031]圖2(a)為垂向軌道正視圖；
[0032]圖2(b)為垂向軌道后視圖；
[0033]圖2(c)為垂向軌道連接處示意圖；
[0034]圖3(a)?圖3(d)為采用施工裝置的開(kāi)挖步驟圖；
[0035]其中:1.起吊機(jī)，2.垂向軌道，3.銑槽機(jī)，4.預(yù)應(yīng)力錨索，5.地連墻，6.橫梁，7.注漿機(jī)，8.抓斗機(jī)，I為端頭封板，Π橫梁升降齒輪，m為螺栓孔。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。
[0037]如圖1所示，深基坑開(kāi)挖與地下車站建設(shè)的施工裝置，包括設(shè)有起吊機(jī)I的龍門吊，龍門吊包括橫向龍門吊梁和用于支撐橫向龍門吊梁的兩個(gè)支撐架，兩個(gè)支撐架分別設(shè)于預(yù)計(jì)開(kāi)挖深基坑的兩側(cè)，在橫向龍門吊梁的下方設(shè)有可調(diào)整高度的橫梁6，橫梁6上固定有可橫向移動(dòng)的抓斗機(jī)8和注漿機(jī)7，在兩個(gè)支撐架的內(nèi)側(cè)各固定一個(gè)銑槽機(jī)3;通過(guò)將起吊機(jī)1、抓斗機(jī)8、銑槽機(jī)3和注漿機(jī)7均設(shè)置于一個(gè)龍門吊上，龍門吊移動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)所有裝置的移動(dòng)，節(jié)省了裝置的出入場(chǎng)時(shí)間，機(jī)器可以同時(shí)或者單個(gè)運(yùn)作，大大節(jié)約了施工工期。
[0038]在兩個(gè)支撐架的底部分別設(shè)有滾輪，滾輪與設(shè)于深基坑兩側(cè)的縱向軌道配合;龍門吊的移動(dòng)，帶動(dòng)龍門吊上的各個(gè)機(jī)器移動(dòng);相比于一個(gè)一個(gè)的機(jī)器來(lái)說(shuō)，方便了對(duì)這些機(jī)器的移動(dòng)，同時(shí)節(jié)約工時(shí)。
[0039]如圖2(a)?圖2(c)所示，橫梁6的兩端分別通過(guò)垂向軌道2固定，垂向軌道2內(nèi)側(cè)設(shè)有橫梁升降齒輪Π，橫梁6與橫向龍門吊梁之間設(shè)有吊索用于控制橫梁6的升降，橫梁升降齒輪Π用于橫梁6在升降到一定位置時(shí)，橫梁6兩端的固定，拼接的垂向軌道2通過(guò)端頭封板
1、螺栓及螺栓孔m進(jìn)行緊固。
[0040]所述橫梁6有兩條，一條橫梁6上固定抓斗機(jī)8，另一條上固定注漿機(jī)7，抓斗機(jī)8與注漿機(jī)7分別通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置與橫梁6固定?；蛘?，橫梁有一條，在橫梁上設(shè)有兩個(gè)軌道，一個(gè)軌道上設(shè)有抓斗機(jī)，另一軌道上設(shè)有注漿機(jī)。
[0041]該施工裝置還包括控制裝置，控制裝置與起吊機(jī)1、抓斗機(jī)2、注漿機(jī)3和銑槽機(jī)4的控制系統(tǒng)分別單獨(dú)連接，由控制裝置統(tǒng)一對(duì)這些機(jī)器進(jìn)行統(tǒng)一控制，節(jié)省人力;還包括遙控器，遙控器與所述的控制裝置通過(guò)無(wú)線或有線連接，由遙控器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，保證施工安全。
[0042]如圖1和圖3(a)?圖3(d)所示，采用上述施工裝置的深基坑開(kāi)挖與地下車站建設(shè)的施工方法，具體步驟如下:
[0043]I)架設(shè)組合龍門吊施工機(jī)械，利用銑槽機(jī)3成槽，再利用起吊機(jī)I和注漿機(jī)7施作現(xiàn)澆地連墻或者裝配式地連墻5進(jìn)行基坑支護(hù)；
[0044]在做裝配式地連墻時(shí)，首先需要在開(kāi)挖好的溝槽內(nèi)安裝地連墻定位架，定位架為鋼結(jié)構(gòu)支架，按照裝配式地連墻5的尺寸進(jìn)行定制，挖槽完成后，按照地連墻的壓入的精確位置，在地面固定該鋼結(jié)構(gòu)支架，然后沿著該鋼結(jié)構(gòu)支架將預(yù)制構(gòu)件壓入溝槽中；
[0045]2)調(diào)整橫梁6高度，利用液壓抓斗機(jī)8進(jìn)行基坑分層開(kāi)挖，并逐層施作預(yù)應(yīng)力錨索4或者焊接鋼梁進(jìn)行支撐，通過(guò)地連墻5與預(yù)應(yīng)力錨索4或者鋼梁支撐進(jìn)行支護(hù)，符合地下的施工環(huán)境；
[0046]3)拼接垂向軌道2，后調(diào)整橫梁6高度，繼續(xù)基坑開(kāi)挖，并逐層施作預(yù)應(yīng)力錨索4或者焊接鋼梁進(jìn)行支撐；
[0047]4)按照步驟3)操作流程，繼續(xù)開(kāi)挖至基坑底；
[0048]5)基坑開(kāi)挖完成后，升起橫梁6，然后利用起吊機(jī)I或注漿機(jī)7進(jìn)行地下車站的拼裝或現(xiàn)澆施工，在現(xiàn)澆或者裝配地下車站側(cè)墻時(shí)，實(shí)時(shí)檢測(cè)側(cè)墻的高度和平整度；
[0049]6)車站主體建設(shè)完成后，覆土回填，完成車站施工。
[0050]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.深基坑開(kāi)挖與地下車站建設(shè)的施工裝置，其特征在于，包括設(shè)有起吊機(jī)的龍門吊，龍門吊包括橫向龍門吊梁和用于支撐橫向龍門吊梁的兩個(gè)支撐架，兩個(gè)支撐架分別設(shè)于預(yù)計(jì)開(kāi)挖深基坑的兩側(cè)，在橫向龍門吊梁的下方設(shè)有可調(diào)整高度的橫梁，橫梁上固定有可橫向移動(dòng)的抓斗機(jī)和注漿機(jī)，在兩個(gè)支撐架的內(nèi)側(cè)各固定一個(gè)銑槽機(jī)。2.如權(quán)利要求1所述的施工裝置，其特征在于，在兩個(gè)支撐架的底部分別設(shè)有滾輪，滾輪與設(shè)于深基坑兩側(cè)的縱向軌道配合。3.如權(quán)利要求1或2所述的施工裝置，其特征在于，還包括控制裝置，控制裝置與起吊機(jī)、抓斗機(jī)、注漿機(jī)和銑槽機(jī)的控制系統(tǒng)分別單獨(dú)連接。4.如權(quán)利要求1所述的施工裝置，其特征在于，所述所述橫梁的兩端分別通過(guò)垂向軌道固定，垂向軌道內(nèi)側(cè)設(shè)有橫梁升降齒輪，橫梁與橫向龍門吊梁之間設(shè)有吊索用于控制橫梁的升降，橫梁升降齒輪用于橫梁在升降到一定位置時(shí)，橫梁兩端的固定，垂向軌道可拼接。5.如權(quán)利要求4所述的施工裝置，其特征在于，所述橫梁有兩條，一條橫梁上固定抓斗機(jī)，另一條上固定注漿機(jī)，抓斗機(jī)與注漿機(jī)分別通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置與橫梁固定。6.如權(quán)利要求3所述的施工裝置，其特征在于，還包括遙控器，遙控器與所述的控制裝置通過(guò)無(wú)線或有線連接。7.采用權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的施工裝置的深基坑開(kāi)挖與地下車站建設(shè)的施工裝置及采用其的施工方法，其特征在于，具體步驟如下: 1)架設(shè)施工裝置，利用銑槽機(jī)成槽，再利用起吊機(jī)和注漿機(jī)施作現(xiàn)澆地連墻或者采用裝配式地連墻進(jìn)行基坑支護(hù)； 2)調(diào)整橫梁高度，利用抓斗機(jī)進(jìn)行基坑分層開(kāi)挖，并逐層施作預(yù)應(yīng)力錨索或者焊接鋼梁進(jìn)行支撐； 3)拼接垂向軌道，后調(diào)整橫梁高度，繼續(xù)基坑開(kāi)挖，并逐層施作預(yù)應(yīng)力錨索或者焊接鋼梁進(jìn)行支撐； 4)按照步驟3)操作流程，繼續(xù)開(kāi)挖至基坑底； 5)基坑開(kāi)挖完成后，升起橫梁，然后利用起吊機(jī)做地下車站的拼裝或者利用起吊機(jī)及注漿機(jī)進(jìn)行地下車站的現(xiàn)澆施工； 6)車站主體建設(shè)完成后，覆土回填，完成車站施工。8.如權(quán)利要求7所述的施工方法，其特征在于，在步驟I)中實(shí)時(shí)采用垂直度檢測(cè)裝置檢測(cè)地連墻的垂直度。9.如權(quán)利要求7所述的施工方法，其特征在于，在現(xiàn)澆或者裝配地下車站側(cè)墻時(shí)，實(shí)時(shí)檢測(cè)側(cè)墻的高度和平整度。10.如權(quán)利要求7所述的施工方法，其特征在于，在所述步驟I)中做裝配式地連墻時(shí)，首先需要在開(kāi)挖好的溝槽內(nèi)安裝地連墻定位架。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了深基坑開(kāi)挖與地下車站建設(shè)的施工裝置及采用其的施工方法，該施工裝置包括設(shè)有起吊機(jī)的龍門吊，龍門吊包括橫向龍門吊梁和用于支撐橫向龍門吊梁的兩個(gè)支撐架，兩個(gè)支撐架分別設(shè)于預(yù)計(jì)開(kāi)挖深基坑的兩側(cè)，在橫向龍門吊梁的下方設(shè)有可調(diào)整高度的橫梁，橫梁上固定有可橫向移動(dòng)的抓斗機(jī)和注漿機(jī)，在兩個(gè)支撐架的內(nèi)側(cè)各固定一個(gè)銑槽機(jī)。本發(fā)明的有益效果是：通過(guò)控制裝置或遙控器協(xié)調(diào)控制各個(gè)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，控制方便、簡(jiǎn)單，同時(shí)，避免了每個(gè)機(jī)器在工作時(shí)，均配有一個(gè)或多個(gè)工作人員的情況，節(jié)省人力；本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)深基坑支護(hù)、開(kāi)挖、車站建設(shè)一體化作業(yè)，可提高施工速度，縮短施工工期，環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】E02D17/02, E02D17/04
【公開(kāi)號(hào)】CN105714829
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610112467
【發(fā)明人】王國(guó)富, 王伯芝, 商金華, 路林海, 曹正龍, 謝松彬
【申請(qǐng)人】濟(jì)南軌道交通集團(tuán)有限公司, 濟(jì)南重工隧道建設(shè)裝備有限公司