本發(fā)明涉及的是一種用于地下建筑的切槽裝置及其施工法,屬于土木工程基礎(chǔ)施工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有地下建筑物施工有明挖后施工，也有頂管或者盾構(gòu)的暗挖施工；明挖施工開挖土方量大，施工周期長，造價昂貴；現(xiàn)有暗挖施工造價都比較昂貴。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出的是一種用于地下建筑的切槽裝置及其施工法，其目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，其主要優(yōu)點(diǎn)：在四工作井內(nèi)搭建作業(yè)平臺，切槽裝置可以邊挖掘巖土，后部邊灌注混凝土，形成一個封閉的腔體后，再在腔體內(nèi)施工，對周圍環(huán)境影響小,施工簡單，質(zhì)量好，施工周期短，成本低。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案：切槽裝置施工法，包括如下步驟：

1）在兩端工作井內(nèi)搭建作業(yè)平臺。

2）安裝切槽裝置，使切槽裝置的兩端分別在兩個工作井內(nèi)，分兩種方法：

（a）打孔，穿切槽裝置；

（b）從外部（如上方或山體側(cè)面）直接切槽；

3）切槽裝置沿著地下建筑截面的輪廓線進(jìn)行切槽，分兩種方法：

（1）切槽的同時灌注混凝土；

（2）只切槽不灌注混凝土；

4）挖掘輪廓線內(nèi)的巖土 。

切槽裝置由挖掘裝置和平動裝置組成；挖掘裝置主要由機(jī)架、鏈刀和傳動裝置組成，鏈刀由鏈條和固定于鏈條上的刀具組成；機(jī)架由槽內(nèi)機(jī)架和槽外的兩端機(jī)架組成，槽內(nèi)機(jī)架由前部機(jī)架和后部機(jī)架組成，前部機(jī)架的前端設(shè)有鏈刀運(yùn)行的軌道，兩端機(jī)架分別與兩工作井內(nèi)的平動裝置相連，兩端機(jī)架安裝有傳動裝置，傳動裝置由驅(qū)動裝置和鏈輪組成，兩端工作井內(nèi)均設(shè)有平動裝置；施工時，兩端工作井內(nèi)的平動裝置同時帶動各自的兩端機(jī)架按設(shè)定的建筑物輪廓線軌跡運(yùn)動，兩端機(jī)架帶動槽內(nèi)機(jī)架前端軌道上的鏈刀也按相同軌跡運(yùn)動，驅(qū)動裝置驅(qū)動鏈刀運(yùn)行，前部機(jī)架的前端軌道上的刀具挖掘巖土進(jìn)行切槽，同時鏈刀將所挖掘的巖土帶至工作井內(nèi)；槽內(nèi)機(jī)架有兩種結(jié)構(gòu)：

1）前部機(jī)架前端軌道的后部設(shè)有鏈刀運(yùn)行的軌道，用于鏈條返回形成封閉回路，前部機(jī)架在槽內(nèi)與后部機(jī)架相連，有兩種方式：

（A）挖掘面鏈刀與非掘面鏈刀的刀具總寬度相等，多排鏈刀在非挖掘面錯位排列的，前部機(jī)架通過錯位處的空間與后部機(jī)架連成一體；

（B）鏈刀的中心線是空間曲線，非挖掘面的相鄰返回鏈刀的刀具在鏈條長度方向是錯位互相嵌入布置或重疊布置，即非挖掘面的刀具總寬度小于挖掘面的刀具總寬度，利用此寬度差使前部部機(jī)架與后部機(jī)架連成一體；

2）兩套挖掘裝置共用鏈刀，即兩鏈刀的鏈條串聯(lián)在一起形成封閉回路。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：在四工作井內(nèi)搭建作業(yè)平臺，切槽裝置可以邊挖掘巖土，后部邊灌注混凝土，形成一個封閉的腔體后，再在腔體內(nèi)施工，對周圍環(huán)境影響小,施工簡單，質(zhì)量好，施工周期短，成本低。

附圖說明

圖1是既切槽又灌注混凝土的挖掘裝置1的結(jié)構(gòu)示意圖，也是組成機(jī)架1-1的槽內(nèi)機(jī)架1-1-1和槽外的兩端機(jī)架1-1-2的結(jié)構(gòu)示意圖；也是組成傳動裝置1-2的驅(qū)動裝置1-2-1、張緊裝置1-2-2、鏈輪1-2-3的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的A-A視圖，也是挖掘裝置1工作時前面切槽后面灌注混凝土和鋼筋布置裝置5布置鋼筋的結(jié)構(gòu)示意圖，也是組成槽內(nèi)機(jī)架1-1-1的前部機(jī)架1-1-1-1和后部機(jī)架1-1-1-2的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖2的B-B視圖，也是挖掘裝置1的鋼筋布置裝置5的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是圖2的C-C視圖，也是挖掘裝置1的非挖掘面的相鄰返回鏈刀3的刀具在鏈條長度方向是錯位互相嵌入布置的結(jié)構(gòu)示意圖，鏈刀3的軌道是在兩端位置向內(nèi)收縮，中間平行的軌道，所以挖掘裝置1的非挖掘面的寬度小于挖掘面的寬度；

圖5是圖2的C向視圖，也是挖掘裝置1的挖掘面的多排鏈刀3的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是挖掘裝置1的雙排鏈刀3在非挖掘面錯位排列的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是鏈刀3的結(jié)構(gòu)示意圖，（a）是鏈條3-1和刀具3-2的結(jié)構(gòu)示意圖，也是由A十字節(jié)3-1-1和B十字節(jié)3-1-2組成的鏈條3-1的十字節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖；也是鏈條3-1實(shí)現(xiàn)空間彎曲的結(jié)構(gòu)示意圖。（b）是鏈刀3由柔性帶3-1B和刀具3-2B組成的結(jié)構(gòu)示意圖；也是柔性帶3-1B和刀具3-2B的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是只切槽不灌注混凝土的挖掘裝置1的結(jié)構(gòu)示意圖，也是組成傳動裝置1-2的驅(qū)動裝置1-2-1、張緊裝置1-2-2、鏈輪1-2-3的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是圖8的A-A視圖，也是挖掘裝置1只切槽不灌注混凝土工作時的結(jié)構(gòu)示意圖，也是兩套挖掘裝置1共用一根鏈刀3的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是挖掘兩端工作井的示意圖；

圖11是在兩端工作井打孔穿鋼絲繩6的示意圖；

圖12是利用鋼絲繩6穿好兩根鏈刀3,安裝平動裝置2，穿挖掘裝置1的示意圖；

圖13是圖12的A-A視圖，也是平動裝置2的結(jié)構(gòu)示意圖，平動裝置2會驅(qū)動挖掘裝置1沿建筑物輪廓線運(yùn)動，切槽裝置1在沿輪廓線運(yùn)動的同時，平動裝置2會驅(qū)動切槽裝置1旋轉(zhuǎn)；

圖14是挖掘裝置1邊切槽邊灌注混凝土完成部分切槽后的平動裝置2的位置示意圖；

圖15是挖掘裝置1位于圖14位置時的中間剖視圖，也是挖掘裝置1邊切槽邊灌注時形成的輪廓的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖16是挖掘裝置1按設(shè)定軌跡行走結(jié)束時的中間剖視圖，也是挖掘裝置1邊切槽邊灌注形成完整輪廓的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖17是將圖16輪廓線內(nèi)的巖土全部清理后的示意圖；

圖18是只切槽不灌注混凝土的挖掘裝置1完成部分切槽后的平動裝置2位置的示意圖；

圖19是挖掘裝置1位于圖18位置時的中間剖視圖，也是挖掘裝置1切槽不灌注形成的輪廓的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖20是挖掘裝置1按設(shè)定軌跡行走結(jié)束時的中間剖視圖，也是挖掘裝置1切槽不灌注形成完整輪廓的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖21是將圖20輪廓線內(nèi)的巖土清除后的示意圖；

圖22是切槽裝置的鏈刀軌道的結(jié)構(gòu)示意圖，軌道的類型包括A、B、C1、C2和D共5種，其中A是平面型，B是凸型，C1、C2是凹型；

圖23是D為縱向多排軌道錯開成錐型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖24是D型軌道和多排鏈刀的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中的1是組成切槽裝置的挖掘裝置，由機(jī)架1-1、傳動裝置1-2和鏈刀3組成；1-1是挖掘裝置1的機(jī)架，由槽內(nèi)機(jī)架1-1-1和槽外的兩端機(jī)架1-1-2組成；1-1-1是挖掘裝置1-1的槽內(nèi)機(jī)架，由前部機(jī)架1-1-1-1和后部機(jī)架1-1-1-2組成；1-1-1-1是槽內(nèi)機(jī)架1-1-1的前部機(jī)架；1-1-1-2是槽內(nèi)機(jī)架1-1-1的后部機(jī)架；1-1-2是挖掘裝置1-1的槽外兩端機(jī)架；1-2是挖掘裝置1的傳動裝置，由驅(qū)動裝置1-2-1、張緊裝置1-2-2、鏈輪1-2-3等組成；2是組成切槽裝置的平動裝置，帶動挖掘裝置1的兩端機(jī)架1-1-2沿建筑物輪廓線運(yùn)動，兩端機(jī)架1-1-2在沿輪廓線運(yùn)動的同時，平動裝置2會驅(qū)動挖掘裝置1的槽內(nèi)機(jī)架1-1-1旋轉(zhuǎn)；3是組成切槽裝置的鏈刀，由鏈條3-1和刀具3-2組成；3-1是組成鏈刀3的鏈條，包括履帶、繩索和柔性帶；3-1-1是組成鏈條十字節(jié)的A十字節(jié)；3-1-2是組成鏈條十字節(jié)的B十字節(jié)；3-1B是組成鏈刀3的柔性帶；3-2是固定在鏈條3-1上的挖掘巖土的刀具；3-2B是固定在柔性帶3-1B上的挖掘巖土的刀具；4是后部機(jī)架1-1-1-2尾端上的混凝土噴嘴；5是后部機(jī)架1-1-1-2尾端上的鋼筋布置裝置；6是鋼絲繩。

具體實(shí)施方式

一種用于地下建筑的切槽裝置施工法主要包括如下步驟：

1）在兩端工作井內(nèi)搭建作業(yè)平臺。

2）安裝切槽裝置，使切槽裝置的兩端分別在兩個工作井內(nèi)，分兩種方法：

（a）打孔，穿切槽裝置；

（b）從外部（如上方或山體側(cè)面）直接切槽；

3）切槽裝置沿著地下建筑截面的輪廓線進(jìn)行切槽，分兩種方法：

（1）切槽的同時灌注混凝土；

（2）只切槽不灌注混凝土；

4）挖掘輪廓線內(nèi)的巖土。

所述的切槽裝置由挖掘裝置和平動裝置組成；挖掘裝置主要由機(jī)架、鏈刀和傳動裝置組成，鏈刀由鏈條和固定于鏈條上的刀具組成；機(jī)架由槽內(nèi)機(jī)架和槽外的兩端機(jī)架組成，槽內(nèi)機(jī)架由前部機(jī)架和后部機(jī)架組成，前部機(jī)架的前端設(shè)有鏈刀運(yùn)行的軌道，兩端機(jī)架分別與兩工作井內(nèi)的平動裝置相連，兩端機(jī)架安裝有傳動裝置，傳動裝置由驅(qū)動裝置和鏈輪組成，兩端工作井內(nèi)均設(shè)有平動裝置；施工時，兩端工作井內(nèi)的平動裝置同時帶動各自的兩端機(jī)架按設(shè)定的建筑物輪廓線軌跡運(yùn)動，兩端機(jī)架帶動槽內(nèi)機(jī)架前端軌道上的鏈刀也按相同軌跡運(yùn)動，驅(qū)動裝置驅(qū)動鏈刀運(yùn)行，前部機(jī)架的前端軌道上的刀具挖掘巖土進(jìn)行切槽，同時鏈刀將所挖掘的巖土帶至工作井內(nèi)；槽內(nèi)機(jī)架有兩種結(jié)構(gòu)：

1）前部機(jī)架前端軌道的后部設(shè)有鏈刀運(yùn)行的軌道，用于鏈條返回形成封閉回路，前部機(jī)架在槽內(nèi)與后部機(jī)架相連，有兩種方式：

（A）挖掘面鏈刀與非掘面鏈刀的刀具總寬度相等，多排鏈刀在非挖掘面錯位排列的，前部機(jī)架通過錯位處的空間與后部機(jī)架連成一體；

（B）鏈刀的中心線是空間曲線，非挖掘面的相鄰返回鏈刀的刀具在鏈條長度方向是錯位互相嵌入布置或重疊布置，即非挖掘面的刀具總寬度小于挖掘面的刀具總寬度，利用此寬度差使前部部機(jī)架與后部機(jī)架連成一體；

2）兩套挖掘裝置共用鏈刀，即兩鏈刀的鏈條串聯(lián)在一起形成封閉回路。

所述的鏈刀是多排鏈刀，刀具是自磨結(jié)構(gòu)。

所述的鏈刀的鏈條中心線是空間曲線。

所述的鏈刀是在工作井內(nèi)更換鏈條和刀具的，以適應(yīng)不同的地質(zhì)條件和滿足不同的厚度要求。

所述的鏈刀為多排鏈刀，多排鏈刀根據(jù)需要進(jìn)行同時挖掘或分別挖掘。

所述的多排鏈刀在挖掘面布置成錐形。

所述的施工法分A法和B法。

所述的A法，切槽的同時灌注混凝土，后部機(jī)架的尾端設(shè)有混凝土噴嘴。

所述的B法，只切槽不灌注混凝土。

所述的A法，后部機(jī)架的后部還設(shè)有鋼筋布置裝置，使灌注后的混凝土內(nèi)含有鋼筋。

所述的工作井是已有建筑。

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明

如圖1～圖7所示，切槽裝置由挖掘裝置1和平動裝置2組成；挖掘裝置1主要由機(jī)架1-1、傳動裝置1-2和鏈刀3組成，鏈刀3由鏈條3-1和固定于鏈條上的刀具3-2組成；機(jī)架1-1由槽內(nèi)機(jī)架1-1-1和槽外的兩端機(jī)架1-1-2組成，槽內(nèi)機(jī)架1-1-1由前部機(jī)架1-1-1-1和后部機(jī)架1-1-1-2組成，前部機(jī)架1-1-1-1的前端設(shè)有鏈刀運(yùn)行的軌道，兩端機(jī)架1-1-2分別與兩工作井內(nèi)的平動裝置2相連，兩端機(jī)架1-1-2安裝有傳動裝置，傳動裝置1-2由驅(qū)動裝置1-2-1、張緊裝置1-2-2和鏈輪1-2-3組成，兩端工作井內(nèi)均設(shè)有平動裝置2；施工時，兩端工作井內(nèi)的平動裝置2同時帶動各自的兩端機(jī)架1-1-2按設(shè)定的建筑物輪廓線軌跡運(yùn)動，兩端機(jī)架1-1-2帶動槽內(nèi)機(jī)架前端軌道上的鏈刀3也按相同軌跡運(yùn)動，驅(qū)動裝置1-2-1驅(qū)動鏈條3-1，鏈條3-1帶動刀具3-2運(yùn)行，前部機(jī)架1-1-1-1的前端軌道上的刀具3-2挖掘巖土進(jìn)行切槽，后部機(jī)架1-1-1-2尾端的混凝土噴嘴灌注混泥土，同時后部機(jī)架1-1-1-2尾端的鋼筋布置裝置5布置鋼筋，也就是A施工法。

如圖8～圖9所示，切槽裝置的挖掘裝置1只切槽不灌注混凝土,而且兩套挖掘裝置1共用一根鏈刀3，也就是B施工法。

如圖2、圖4和圖5所示，挖掘裝置1的非挖掘面的相鄰返回鏈刀3的刀具3-2在鏈條長度方向是錯位互相嵌入布置或重疊布置，即非挖掘面的刀具總寬度小于挖掘面的刀具總寬度，利用此寬度差使前部機(jī)架1-1-1-1與后部機(jī)架1-1-1-2連成一體。

如圖6所示，挖掘裝置1的挖掘面鏈刀3與非掘面鏈刀3的刀具總寬度相等，多排鏈刀在非挖掘面錯位排列的，前部機(jī)架1-1-1-1通過錯位處的空間與后部機(jī)架1-1-1-2連成一體。

如圖10～圖13所示，在兩端工作井內(nèi)搭建作業(yè)平臺及平動裝置2，打孔，利用鋼絲繩6穿鏈刀3，然后穿挖掘裝置1；平動裝置2帶動挖掘裝置1從底部沿建筑物輪廓線運(yùn)動，挖掘裝置1在沿輪廓線運(yùn)動的同時動挖掘裝置1旋轉(zhuǎn)。

如圖14～圖17所示，切槽裝置A施工法：切槽裝置的挖掘裝置1沿著地下建筑截面的輪廓線進(jìn)行切槽時，切槽的同時灌注混凝土, 最后清理混凝土輪廓線內(nèi)的巖土。

如圖18～圖21所示，切槽裝置B施工法：切槽裝置的挖掘裝置1沿著地下建筑截面的輪廓線進(jìn)行切槽時，切槽的同時灌注混凝土,最后清理輪廓線內(nèi)的巖土。