一种混凝土沉井施工方法

技术领域

本发明属于混凝土沉井施工技术领域，涉及到一种混凝土沉井施工方法。

背景技术

沉井是在建筑地下工程或者深埋基础时，由于场地或基础地层限制不宜采用明挖时，采用的一种整体下沉的方式，沉井是以井内挖土，依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到设计标高，然后经过混凝土封底并填塞井孔，使其成为桥梁墩台或其它结构物的基础。一般在施工大型桥墩的基坑，污水泵站，大型设备基础，人防掩蔽所，盾构拼装井，地下车道与车站水工基础施工围护装置时使用。

现有沉井在施工过程中存在人工开挖导致沉井下部泥土开挖不均匀，使得沉井下沉过程中发生偏沉问题，以及沉井下沉过程中无法进行沉井下沉深度的调节，并存在对沉井刃脚开挖施工时，因刃脚受力不均发生偏移，无法保证沉井刃脚开挖过程中沉井处于平衡状态，不发生偏移，缺少对沉井表面的夹持固定，进而使得沉井下沉过程中稳定性差，同时一旦沉井下沉过程中发生偏沉等问题需在沉井底部加偏压重或水平拉力的方式进行纠正，增加人力物力，并影响沉井施工进度。

发明内容

本发明的目的在于提供的一种混凝土沉井施工方法，解决了背景技术中存在的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种混凝土沉井施工方法，包括以下步骤：

步骤1、筛选位置，组装施工加固座：选择沉井预放位置，在预放位置处开挖地基，通过调节连接板将相邻的两施工加固座本体进行连接；

步骤2、沉井下沉调节：收放电机控制收集辊筒对位于沉井周侧的传动绳索同步进行松放；

步骤3、辅助防偏移调节：控制传动丝杠推动偏移夹持限位件对沉井本体外表面进行夹持；

步骤4、沉井底部泥土清理：采用衡挖取件对沉井底部泥土进行清理；

该混凝土沉井施工方法采用沉井施工装置，沉井施工装置包括施工加固座、偏移夹持限位件、下沉调节件、平衡挖取件和沉井本体，施工加固座通过定位桩固定在地基上，偏移夹持限位件滑动安装在施工加固座上表面，并对沉井本体外表面夹持，下沉调节件分别与沉井本体内部以及施工加固座上端面连接，沉井本体内部下端面安装有平衡挖取件；

沉井本体上开有若干凹槽，每个凹槽内分别安装有第一压辊和第二压辊，沉井本体内壁安装有绳索连接板；

施工加固座包括若干施工加固座本体和传动丝杠，施工加固座本体两侧开有与调节连接板配合的安装卡槽，施工加固座本体上开有限位滑槽，限位滑槽内滑动安装有偏移夹持限位件，传动丝杠一端与偏移夹持限位件连接，另一端贯穿施工加固座本体与限位夹持电机连接，传动丝杠与施工加固座本体螺纹配合；

下沉调节件包括若干位于施工加固座本体上的两固定挡板，两固定挡板间安装有收集辊筒，收集辊筒两端固定有限位挡环，收放电机的输出轴与收集辊筒连接，传动绳索一端与沉井本体内壁的绳索连接板连接，另一端从第一压辊和第二压辊间贯穿与收集辊筒连接。

进一步地，所述施工加固座本体与调节连接板通过螺栓固定连接，调节连接板由中部铰接端和可伸长端部连接端组成。

进一步地，所述偏移夹持限位件包括偏移夹持板，偏移夹持板下端通过轴承与传动丝杠端面连接，偏移夹持板内开有U型滑动导向槽以及位于U型滑动导向槽两端的限位挡槽，U型滑动导向槽内分布有若干滚球，U型滑动导向槽两端滑动安装有差位调节板，差位调节板周侧分布有与限位挡槽滑动配合的限位挡环，差位调节板上铰接有两夹持连接板，夹持连接板通过第一缓冲弹簧与差位调节板连接。

进一步地，所述夹持连接板包括夹持连接板本体和弧形夹持板，夹持连接板本体内侧开有若干导向筒，导向插接柱安装在导向筒内，第二缓冲弹簧一端与导向插接柱连接，另一端与导向筒底部连接，远离导向筒的导向插接柱一端铰接有弧形夹持板，弧形夹持板内侧设有橡胶垫。

进一步地，所述平衡挖取件包括平衡支撑板、转动电机、平衡调节单元和挖取执行单元，平衡支撑板包括行星架，行星架通过伸缩杆与弧形接触板连接，固定平衡板下端固定有转动电机，转动电机的输出轴与平衡调节单元连接，平衡调节单元与挖取执行单元连接，转动电机带动挖取执行单元沿沉井本体圆周方向进行转动挖土。

进一步地，所述平衡调节单元包括平衡调节框、调节电机、调节丝杠、动力推杆和执行调节板，平衡调节框内顶部固定有调节电机，调节电机与调节丝杠连接，平衡调节框侧面开有安装槽，安装槽内侧通过伸缩弹簧与防尘板连接，动力推杆一端与平衡调节框固定连接，另一端与限位推板连接。

进一步地，所述挖取执行单元包括挖取执行板，挖取执行板一端贯穿安装槽与调节丝杠螺纹配合，另一端固定有刃脚挖取组件，挖取执行板内开有径向挖取导通槽，径向挖取导通槽内滑动安装有径向挖取板，径向挖取板上下两端分别通过压缩弹簧与径向挖取导通槽内壁连接。

进一步地，所述径向挖取板的倾斜面与限位推板的倾斜面滑动配合，限位推板的倾斜面与径向挖取板的倾斜面所对应的倾斜角相同。

进一步地，所述刃脚挖取组件包括与挖取执行板连接的端面倾斜连接板、行径限位连板和刃脚开挖轮，刃脚挖取传动丝杠通过轴承与端面倾斜连接板上、下端连接，刃脚挖取传动丝杠通过联轴器与刃脚挖取电机连接，行径限位连板包括第一行径限位连板和第二行径限位连板，第一行径限位连板和第二行径限位连板一端分别与刃脚挖取传动丝杠螺纹配合，且第一行径限位连板和第二行径限位连板两侧分别在端面倾斜连接板两侧的凹槽内滑动，第一行径限位连板一端开有第一间距调节槽，第二行径限位连板一端开有第二间距调节槽，刃脚开挖轮两端分别滑动安装在第一间距调节槽和第二间距调节槽内。

进一步地，所述刃脚开挖轮周侧安装有若干刃脚开挖刀片，刃脚开挖轮一输出端与第一间距调节槽滑动配合且与动力电机连接，另一输出端通过轴承与第二间距调节槽滑动配合，间距调节推杆分别与位于输出轴外侧的轴承和第二间距调节槽内侧连接。

本发明的有益效果：

本发明提供的混凝土沉井施工方法，通过对位于沉井周侧的传动绳索进行同步收放调节，可保持对沉井下沉高度的调节，并保证沉井下放过程中不易发生偏移。

通过在U型滑动导向槽内设有若干滚球以及在U型滑动导向槽两端滑动安装有差位调节板，可提高对沉井外表面的夹持性能，使得偏移夹持限位件对沉井的夹持不受沉井的形状以及沉井周侧表面凹凸不平的限制，实现对沉井表面的差位压紧调节，且使得偏移夹持限位件的放置位置不受施工加固座安装的精度限制，提高了对沉井表面的夹持，避免沉井底部在开挖时，沉井发生偏沉。

通过在沉井底部采用平衡挖取件对沉井底部进行开挖，提高了沉井底部开挖深度的均匀性，降低人工开挖时沉井周侧开挖深度不一致而导致沉井施工过程中发生偏沉，影响施工效果，且实现对沉井底部泥土的均匀性开采挖掘，进而保证沉井下降高度不发生偏移，提高了沉井施工的效率，并提高了沉井施工过程中下降的稳定性，避免因沉井偏移而进行繁琐的纠正工作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中沉井施工装置示意图；

图2为本发明中图1的示意图；

图3为本发明中图2的B-B剖视图；

图4为本发明中图3的局部放大示意图；

图5为本发明中图2的A-A剖视图；

图6为本发明中图5的局部放大示意图；

图7为本发明中图2的C-C剖视图；

图8为本发明中图5的局部放大示意图；

图9为本发明中图5的局部放大示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-9所示，一种混凝土沉井施工方法，包括以下步骤：

步骤1、筛选位置，组装施工加固座1：选择沉井预放位置，在预放位置处开挖地基，通过调节连接板16将相邻的两施工加固座本体11进行连接；

步骤2、沉井下沉调节：收放电机控制收集辊筒33对位于沉井周侧的传动绳索34同步进行松放；

步骤3、辅助防偏移调节：控制传动丝杠13推动偏移夹持限位件2对沉井本体5外表面进行夹持；

步骤4、沉井底部泥土清理：采用平衡支撑板41支撑在沉井内，并在平衡支撑板41下放安装转动电机43，通过转动电机43带动平衡调节单元44转动，并通过平衡调节单元44控制挖取执行单元45进行挖土。

该混凝土沉井施工方法采用沉井施工装置，沉井施工装置包括施工加固座1、偏移夹持限位件2、下沉调节件3、平衡挖取件4和沉井本体5，在沉井预放置位置处开挖地基，地基上铺设有施工加固座1，施工加固座1通过定位桩固定在地基上，以对施工加固座1进行固定，偏移夹持限位件2滑动安装在施工加固座1上表面，并对沉井本体5外表面夹持，下沉调节件3分别与沉井本体5内部以及施工加固座1上端面连接，以对沉井进行下沉深度调节，沉井本体5内部下端面安装有平衡挖取件4，沉井本体5上端面开有若干凹槽，每个凹槽内分别安装有第一压辊51和第二压辊52，沉井本体5内壁安装有绳索连接板53。

施工加固座1包括若干施工加固座本体11和传动丝杠13，施工加固座本体11呈扇形，施工加固座本体11两侧开有与调节连接板16配合的安装卡槽15，施工加固座本体11上开有限位滑槽12，限位滑槽12内滑动安装有偏移夹持限位件2，传动丝杠13一端与偏移夹持限位件2连接，另一端贯穿施工加固座本体11与限位夹持电机14连接，传动丝杠13与施工加固座本体11螺纹配合，在限位滑槽12的作用下，传动丝杠13推动偏移夹持限位件2在限位滑槽12上进行移动，以带动偏移夹持限位件2对沉井本体5表面进行夹持。

施工加固座本体11与调节连接板16通过螺栓固定连接，调节连接板16由中部铰接端162和可伸长端部连接端161组成。

偏移夹持限位件2包括偏移夹持板21，偏移夹持板21下端通过轴承与传动丝杠13端面连接，偏移夹持板21内开有U型滑动导向槽22以及位于U型滑动导向槽22两端的限位挡槽25，U型滑动导向槽22内分布有若干滚球23，U型滑动导向槽22两端滑动安装有差位调节板24，差位调节板24周侧分布有与限位挡槽25滑动配合的限位挡环26，用于对差位调节板24的移动位置进行限位，差位调节板24上铰接有两夹持连接板27，夹持连接板27通过第一缓冲弹簧28与差位调节板24连接。

为了更好地对沉井施工过程中沉井表面的夹持，夹持连接板27的结构做进一步地改进，具体为，夹持连接板27包括夹持连接板本体271和弧形夹持板274，夹持连接板本体271内侧开有若干导向筒272，导向插接柱273安装在导向筒272内，第二缓冲弹簧275一端与导向插接柱273连接，另一端与导向筒272底部连接，远离导向筒272的导向插接柱273一端铰接有弧形夹持板274，弧形夹持板274内侧设有橡胶垫，以增加与沉井表面的摩擦。

偏移夹持限位件2可对不同直径的沉井以及不限形状的沉井表面进行夹持，且不受沉井表面凹凸不平的干扰，通过差位调节板24与滚球23的配合，能够对不同外形形状的沉井以及不同直径的沉井外表面进行夹持，实现对沉井表面的差位压紧调节，使得偏移夹持限位件2的放置位置不受施工加固座1安装的精度限制。

当限位夹持电机14工作，带动传动丝杠13转动时，推动偏移夹持限位件2向靠近沉井的方向移动，当位于偏移夹持板21内U型滑动导向槽22两端的差位调节板24与沉井外表面接触时，推动位调节板24向靠近限位夹持电机14的方向移动，动态调节内部各滚球23的相对位置，直至U型滑动导向槽22内的滚球23受差位调节板24的挤压，以动态调节U型滑动导向槽22两端的差位调节板24的位置，满足不同沉井凹凸表面以及沉井形状的限制，达到对沉井表面的夹持，提高了对沉井表面夹持性能，以避免沉井施工过程中下沉发生偏移。

下沉调节件3包括沿圆周分布固定在施工加固座本体11上的两固定挡板31，两固定挡板31间安装有收集辊筒33，收集辊筒33两端固定有限位挡环32，收放电机的输出轴与收集辊筒33连接，用于带动收集辊筒33对传动绳索34进行收、放调节，传动绳索34一端与沉井本体5内壁的绳索连接板53连接，另一端从第一压辊51和第二压辊52间贯穿与收集辊筒33连接，当需要将沉井下降时，位于施工加固座本体11上的电机同步工作，带动收集辊筒33上缠绕的传动绳索34进行松放，使得沉井周侧的下沉的高度相同，不发生偏移，当需对沉井下降时，限位夹持电机14反转，通过传动丝杠13带动偏移夹持限位件2向远离沉井的方向移动，当传动绳索34收放完成时，限位夹持电机14正转，通过传动丝杠13带动偏移夹持限位件2向靠近沉井的方向移动，直至对沉井外表面进行夹持，避免沉井施工过程中发生偏沉的问题。

平衡挖取件4包括平衡支撑板41、转动电机43、平衡调节单元44和挖取执行单元45，平衡支撑板41包括行星架411，行星架411通过伸缩杆412与弧形接触板413连接，通过调节伸缩杆412可将弧形接触板413与沉井本体5内壁接触，以起到固定平衡支撑板41的作用，固定平衡板41下端固定有转动电机43，转动电机43的输出轴与平衡调节单元44连接，平衡调节单元44与挖取执行单元45连接，转动电机43带动挖取执行单元45沿沉井本体5圆周方向进行转动挖土，以对沉井底部土进行均匀性挖采。

平衡调节单元44包括平衡调节框、调节电机441、调节丝杠442、动力推杆445和执行调节板446，平衡调节框下端面为锥形结构，平衡调节框内顶部固定有调节电机441，调节电机441与调节丝杠442连接，平衡调节框侧面开有安装槽，安装槽内侧通过伸缩弹簧443与防尘板444连接，动力推杆445一端与平衡调节框固定连接，另一端与限位推板446连接，限位推板446的端面为倾斜面。

挖取执行单元45包括挖取执行板451，挖取执行板451一端贯穿安装槽与调节丝杠442螺纹配合，另一端固定有刃脚挖取组件，挖取执行板451内开有径向挖取导通槽452，径向挖取导通槽452内滑动安装有径向挖取板453，径向挖取板453上侧面为倾斜面，径向挖取板453的倾斜面与限位推板446的倾斜面滑动配合，且倾斜角度相同，径向挖取板453上下两端分别通过压缩弹簧与径向挖取导通槽452内壁连接，当动力推杆445伸长，推动限位推板446向远离平衡支撑板41的方向移动时，限位推板446推动径向挖取板453沿径向挖取导通槽452向下移动，直至径向挖取板453伸出径向挖取导通槽452，对沉井底部的泥土进行挖取，当径向挖取板453伸出径向挖取导通槽452时，位于径向挖取导通槽452下方的挡板被推开，挡板通过弹簧与挖取执行板451底部连接，当动力推杆445缩短时，在伸缩弹簧443的作用下，径向挖取板453退入径向挖取导通槽452内，且在弹簧的恢复力作用下挡板将径向挖取导通槽452堵住，以避免泥土进入挖取执行板451内，实现对沉井底部泥土的均匀性开采挖掘，进而保证沉井下降高度不发生偏移，径向挖取的泥土通过人员输出至井外，提高了沉井施工的效率。

挖取执行板451远离调节电机441的一端固定有用于沉井刃脚处泥土挖取的刃脚挖取组件，刃脚挖取组件包括与挖取执行板451连接的端面倾斜连接板455、行径限位连板和刃脚开挖轮459，端面倾斜连接板455为矩形框，端面倾斜连接板455的倾斜角度与刃脚倾斜角度相同，刃脚挖取传动丝杠457通过轴承与端面倾斜连接板455上、下端连接，刃脚挖取传动丝杠457通过联轴器与刃脚挖取电机458连接，行径限位连板包括第一行径限位连板456a和第二行径限位连板456b，第一行径限位连板456a和第二行径限位连板456b一端分别与刃脚挖取传动丝杠457螺纹配合，且第一行径限位连板456a和第二行径限位连板456b两侧分别在端面倾斜连接板455两侧的凹槽内滑动，第一行径限位连板456a一端开有第一间距调节槽456c，第二行径限位连板456b一端开有第二间距调节槽456d，刃脚开挖轮459两端分别滑动安装在第一间距调节槽456c和第二间距调节槽456d内。

刃脚开挖轮459周侧安装有若干刃脚开挖刀片4591，刃脚开挖轮459一输出端4593与第一间距调节槽456c滑动配合且与动力电机连接，另一输出端4592通过轴承与第二间距调节槽456d滑动配合，间距调节推杆4594分别与位于输出轴4592外侧的轴承和第二间距调节槽456d内侧连接，其中，刃脚开挖刀片4591的刀片角度与刃脚的倾斜角度相同，以调节刃脚开挖轮459相对于行径限位连板上的位置，便于对沉井刃脚处的泥土进行挖取。

当转动电机43转动时，带动平衡调节单元44转动，通过调节丝杠442转动带动挖取执行板451在安装槽的限位作用下沿限位槽进行移动，以调节挖取执行单元45与沉井底部的泥土间的距离，并通过启动动力推杆445，使得限位推板446对径向挖取板453进行配合，以控制径向挖取板453伸出的径向挖取导通槽452的高度，达到对泥土开挖深度的调节，并通过控制行径限位连板控制刃脚挖取组件沿刃脚挖取传动丝杠457上的相对位置，以对沉浸刃脚处的泥土进行开挖，能够对沉井刃脚处的泥土进行有效地开挖，为沉井下降降低阻力，能够保证沉井下降过程顺利。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。