權(quán)利要求書： 1.一種開槽式豎井掘進(jìn)裝置，其特征在于：包括挖掘組件，以及平衡組件；所述挖掘組件包括貼豎井內(nèi)壁設(shè)置的挖槽裝置(6)；所述平衡組件包括設(shè)置在豎井(4)外側(cè)壁外側(cè)地面上的支撐裝置，所述支撐裝置的支撐方向與豎井(4)下沉方向呈直角，以及機(jī)械控制裝置(1)，所述機(jī)械控制裝置(1)包括地面拉力千斤頂(5)，連接豎井(4)底部與所述地面拉力千斤頂(5)的鋼索(7)，力感應(yīng)器(3)，以及與所述力感應(yīng)器(3)相連的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述力感應(yīng)器(3)設(shè)置在所述鋼索(7)上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開槽式豎井掘進(jìn)裝置，其特征在于：所述挖槽裝置與所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通過電信號(hào)相連。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開槽式豎井掘進(jìn)裝置，其特征在于：所述挖掘組件包括一套或多套挖槽裝置(6)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開槽式豎井掘進(jìn)裝置，其特征在于：所述機(jī)械控制裝置(1)設(shè)置在所述支撐裝置上，所述力感應(yīng)器(3)設(shè)置在所述機(jī)械控制裝置(1)上。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開槽式豎井掘進(jìn)裝置，其特征在于：所述機(jī)械控制裝置(1)包括至少三個(gè)機(jī)械控制單元，每個(gè)機(jī)械控制單元內(nèi)均設(shè)置有力感應(yīng)器(3)，所述機(jī)械控制單元均勻分布在豎井(4)口外周側(cè)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開槽式豎井掘進(jìn)裝置，其特征在于：所述支撐裝置為設(shè)置在豎井(4)側(cè)壁外側(cè)地面上的支撐環(huán)(2)，所述支撐環(huán)(2)具有一定的厚度，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，并形成有支撐面，所述支撐面支撐方向與豎井(4)下沉方向呈直角。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的開槽式豎井掘進(jìn)裝置，其特征在于：所述支撐環(huán)(2)為鋼筋混凝土或鋼結(jié)構(gòu)，所述支撐環(huán)(2)下方設(shè)置有樁基礎(chǔ)或復(fù)合基礎(chǔ)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開槽式豎井掘進(jìn)裝置，其特征在于：所述挖槽裝置(6)包括銑挖式成槽機(jī)組，或鉆吸式成槽機(jī)組，或抓斗式成槽機(jī)組，以及泥漿攪吸設(shè)備，銑槽提升設(shè)備。

說明書： 一種開槽式豎井掘進(jìn)裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本實(shí)用新型屬于機(jī)械制造及地下建筑工程領(lǐng)域，具體涉及一種開槽式豎井掘進(jìn)裝置。背景技術(shù)[0002] 隨著城市的發(fā)展，城市中心的土地資源日益緊缺。豎井技術(shù)的不斷發(fā)展，為地下空間的拓展提供了很大的便利。目前現(xiàn)有的豎井施工方法是在井壁的下端設(shè)置刃腳結(jié)構(gòu)，刃腳插入土層，利用井筒的自身重力下沉。在井筒下沉期間，將已下沉的井筒內(nèi)側(cè)土方全部挖除。由于大型豎井，如立體車庫，井筒直徑較大，豎井深度深，采用現(xiàn)有的豎井施工方法、設(shè)備施工時(shí)，井壁外側(cè)承受的土方壓力很大，井筒極易出現(xiàn)突沉、傾斜等事故，已挖掘的井底容易受力兩側(cè)壓力發(fā)生向上的土水突涌，在對(duì)大型深度豎井工程來說，施工的難度和風(fēng)險(xiǎn)很大。[0003] 因此，如何保持豎井在下沉過程中的垂直和豎井周圍土體的穩(wěn)定，避免豎井工程出現(xiàn)的突沉、傾斜等事故發(fā)生，保證超深豎井工程能夠平穩(wěn)、安全下沉，是業(yè)界亟待解決的技術(shù)難題。發(fā)明內(nèi)容[0004] 本實(shí)用新型的目的是提供一種開槽式豎井掘進(jìn)裝置。該裝置能很好的配合先進(jìn)的豎井掘進(jìn)方法，在豎井施工時(shí)，一方面能夠保持豎井在下沉過程中的垂直，另一方面也能保持豎井周圍土體的穩(wěn)定，避免豎井工程出現(xiàn)的突沉、傾斜等事故的發(fā)生。[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：[0006] 一種開槽式豎井掘進(jìn)裝置，包括挖掘組件，以及平衡組件；所述挖掘組件包括貼豎井內(nèi)壁設(shè)置的挖槽裝置；所述平衡組件包括設(shè)置在豎井外側(cè)壁外側(cè)地面上的支撐裝置，以及機(jī)械控制裝置，所述機(jī)械控制裝置包括力感應(yīng)器，以及與所述力感應(yīng)器相連的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。[0007] 豎井掘進(jìn)裝置貼豎井壁內(nèi)側(cè)設(shè)置的挖槽裝置能夠在豎井的過程中在豎井內(nèi)壁處開槽，從而減小豎井下沉?xí)r豎井壁與中間土體摩擦產(chǎn)生的阻力。同時(shí)，開槽的挖掘方法取代傳統(tǒng)的將中間所有土體挖除的處理方法，減小了豎井底部土體承受的擠壓力，進(jìn)一步降低了施工的風(fēng)險(xiǎn)。平衡組件可配合挖槽裝置，保證豎井下沉?xí)r的豎直姿態(tài)。[0008] 作為優(yōu)選，所述挖槽裝置與所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通過電信號(hào)相連。[0009] 當(dāng)挖槽裝置與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通過電信號(hào)相連時(shí)，當(dāng)豎井發(fā)生歪斜，力感應(yīng)器將數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)系統(tǒng)向挖槽裝置發(fā)送警報(bào)，挖槽裝置能夠自動(dòng)調(diào)整挖槽位置，在受力較大處停止挖槽，在受力較小處繼續(xù)挖槽，繼而調(diào)整豎井下沉姿態(tài)，直至受力數(shù)據(jù)顯示達(dá)到平衡，挖槽裝置再繼續(xù)進(jìn)行周向挖掘。[0010] 作為優(yōu)選，所述挖掘組件包括一套或多套挖槽裝置。挖掘組件中的挖槽裝置可根據(jù)豎井的大小、形狀配備合適的數(shù)量。[0011] 作為優(yōu)選，所述機(jī)械控制裝置設(shè)置在所述支撐裝置上，所述力感應(yīng)器設(shè)置在所述機(jī)械控制裝置上。[0012] 力感應(yīng)器設(shè)置在機(jī)械控制裝置上，便于力感應(yīng)器更好的感受沉井受力情況，方便機(jī)械控制裝置根據(jù)回傳的數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整豎井姿態(tài)。[0013] 作為優(yōu)選，所述機(jī)械控制裝置包括至少三個(gè)機(jī)械控制單元，每個(gè)機(jī)械控制單元內(nèi)均設(shè)置有力感應(yīng)器，所述機(jī)械控制單元均勻分布在豎井口外周側(cè)。[0014] 豎井必須有至少3個(gè)受力點(diǎn)，才能保證下沉過程中的姿態(tài)能夠得到有效的調(diào)平。因此設(shè)置三個(gè)均勻分布的機(jī)械控制單元，使得豎井可以在周向均勻受到牽拉。[0015] 作為優(yōu)選，所述機(jī)械控制單元包括地面拉力千斤頂，以及連接豎井底部與所述地面拉力千斤頂?shù)匿撍?，所述力感?yīng)器設(shè)置在所述鋼索上。[0016] 豎井在下沉?xí)r通過鋼索從底部牽拉，以調(diào)整姿態(tài)，力感應(yīng)器設(shè)置在鋼索上能及時(shí)捕獲這些受力數(shù)據(jù)并回傳，以便及時(shí)做出牽拉調(diào)整。[0017] 作為優(yōu)選，所述支撐裝置為設(shè)置在豎井側(cè)壁外側(cè)地面上的支撐環(huán)，所述支撐環(huán)具有一定的厚度，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，并形成有支撐面，所述支撐面支撐方向與豎井下沉方向成直角。[0018] 支撐裝置的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、形狀、尺寸規(guī)格根據(jù)豎井工程的外形、荷重設(shè)計(jì)選定。本方案中優(yōu)選為具有一定厚度的支撐環(huán)。設(shè)置在地面上的支撐環(huán)能夠很好的保持豎井開始下沉?xí)r豎直的姿態(tài)。[0019] 作為優(yōu)選，所述支撐環(huán)為鋼筋混凝土或鋼結(jié)構(gòu)，所述支撐環(huán)下方設(shè)置有樁基礎(chǔ)或復(fù)合基礎(chǔ)。[0020] 支撐環(huán)采用鋼筋混凝土或鋼結(jié)構(gòu)能給沉井，以及機(jī)械控制裝置提供有力的支撐。[0021] 作為優(yōu)選，所述挖槽裝置包括銑挖式成槽機(jī)組，或鉆吸式成槽機(jī)組，或抓斗式成槽機(jī)組，以及泥漿攪吸設(shè)備，銑槽提升設(shè)備。[0022] 本方案中優(yōu)選的設(shè)備組可滿足豎井挖槽在干土層以及儲(chǔ)水層的直接施工需要。[0023] 本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)突出且有益的技術(shù)效果是：[0024] 本實(shí)用新型的通用豎井掘進(jìn)裝置，有益效果有三。一、通過平衡組件的設(shè)置，保持了豎井下沉?xí)r候的豎直；貼豎井內(nèi)壁設(shè)置的挖槽裝置，使得井筒發(fā)生歪斜時(shí)，可以通過調(diào)整井筒周側(cè)豎井槽的挖掘深度和寬度，調(diào)整平衡。這種組合調(diào)整方法更加高效，使得豎井在下沉過程中的垂直得到了多重的保證。二、由于開槽機(jī)的使用，使得豎井中部的土壤不必全部挖除，大部分土體得以保留，井筒底部所受兩側(cè)土體向上的擠壓力被中心土體重力中和，有效地避免了井筒中心涌土涌水，從而避免了因受地質(zhì)因素影響而產(chǎn)生的突沉，有效地降低了施工風(fēng)險(xiǎn)。三、在進(jìn)行超深豎井作業(yè)時(shí)，遇到儲(chǔ)水層，傳統(tǒng)方法不可避免需要進(jìn)行防水處理，而本設(shè)備的可通過泥漿攪吸設(shè)備帶水施工，節(jié)省了工程開支。附圖說明[0025] 圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的平面結(jié)構(gòu)示意圖。[0026] 圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例1的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。[0027] 圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例2的平面結(jié)構(gòu)示意圖。[0028] 圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例2的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。[0029] 圖中，1、機(jī)械控制裝置；2、支撐環(huán)；3、力感應(yīng)器；4、豎井；5、拉力千斤頂；6、挖槽裝置；7、鋼索；8、豎井槽；9、地面。具體實(shí)施方式[0030] 為使本申請(qǐng)的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合實(shí)施例中的附圖，對(duì)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例?；谝呀o出的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在未做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。[0031] 在本申請(qǐng)的描述中，需要理解的是，術(shù)語“上”、“下”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本申請(qǐng)和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本申請(qǐng)的限制。[0032] 在本申請(qǐng)的描述中，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。[0033] 在本申請(qǐng)的描述中，術(shù)語“以上”包含本數(shù)。[0034] 實(shí)施例1[0035] 本實(shí)用新型的一種通用豎井掘進(jìn)裝置，其在圓形井筒的豎井工程中應(yīng)用。[0036] 如圖1?2所示，本實(shí)用新型所述的開槽式豎井掘進(jìn)裝置用在圓形豎井的豎井施工中。豎井掘進(jìn)裝置包括挖掘組件，以及與挖掘組件相連接的平衡組件。[0037] 實(shí)施例1中所涉及的挖掘組件包括貼豎井4內(nèi)壁設(shè)置的挖槽裝置6，以及豎井完成后豎井內(nèi)部土壤的挖掘裝置。圖中所示為豎井未完成時(shí)的挖槽裝置。挖槽裝置具體包括銑挖式成槽機(jī)組，泥漿攪吸設(shè)備，銑槽提升設(shè)備等。銑挖式成槽機(jī)組在豎井體的內(nèi)部作業(yè)，一般為單臺(tái)，根據(jù)需要也可以是雙臺(tái)或多臺(tái)同時(shí)工作。在本實(shí)施例中，根據(jù)豎井的大小，設(shè)置為單臺(tái)工作。在干土層施工時(shí)，銑挖式成槽機(jī)組可直接將挖出的干土運(yùn)至地面，在儲(chǔ)水層施工時(shí)，銑挖式成槽機(jī)組可直接將水與泥打成泥漿進(jìn)行抽吸，并進(jìn)行泥漿護(hù)壁，不必加設(shè)隔水鋼板等隔水層，可直接濕式作業(yè)。[0038] 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可以與挖槽裝置通過電信號(hào)連接，也可不連接。不連接時(shí)可通過人工接收數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)警報(bào)，并對(duì)挖槽裝置進(jìn)行對(duì)應(yīng)處理。在本實(shí)施例中，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)與挖槽裝置通過電信號(hào)連接。當(dāng)力感應(yīng)器檢測到豎井受力不平衡時(shí)，力感應(yīng)器將信號(hào)傳至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)報(bào)警，并將信號(hào)傳送至銑挖式成槽機(jī)組，及時(shí)調(diào)整挖掘方案。平衡組件包括設(shè)置在豎井4側(cè)壁外側(cè)的地面9上的支撐環(huán)，以及機(jī)械控制裝置1。支撐環(huán)2為鋼筋混凝土或鋼結(jié)構(gòu)，下方設(shè)置有樁基礎(chǔ)。支撐環(huán)具有一定的厚度，并形成有支撐面，所述支撐面支撐方向與豎井4下沉方向成直角。根據(jù)圓形豎井的外形以及大小，本實(shí)施例中的機(jī)械控制裝置設(shè)置有四個(gè)機(jī)械控制單元，機(jī)械控制單元包括地面拉力千斤頂5，以及連接豎井4底部與所述地面拉力千斤頂5的鋼索7，力感應(yīng)器3設(shè)置在所述鋼索7上。如圖1所示，機(jī)械控制單元均勻分布在豎井4口外周側(cè)的支撐環(huán)的四分點(diǎn)上，這樣排布保證了鋼索能夠在四個(gè)力平衡的方向上拉住豎井，保持豎井的平衡。設(shè)置在鋼索7上的力感應(yīng)器3能夠及時(shí)有效的回傳豎井下沉?xí)r的受力數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，以便豎井發(fā)生歪斜或有歪斜傾向時(shí)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并預(yù)先干預(yù)。[0039] 實(shí)施例2[0040] 本實(shí)施例中的豎井相較與實(shí)施例1中的豎井占地面積更大，形狀為橢圓形。如圖3?4所示，為保證力的平衡以及力傳感器回傳數(shù)據(jù)能夠得到有效運(yùn)用，在設(shè)置機(jī)械控制單元時(shí)，本實(shí)施例沿橢圓形六分點(diǎn)均勻設(shè)置有六組機(jī)械控制單元。這樣設(shè)置使得橢圓形豎井能夠均勻受到鋼索牽拉，同時(shí)有六個(gè)點(diǎn)位的力傳感器回傳數(shù)據(jù)，便于預(yù)警和調(diào)整。

[0041] 在上述實(shí)施例中的支撐環(huán)在實(shí)際運(yùn)用中也可為支撐鋼架等支撐裝置。在實(shí)際運(yùn)用中，支撐結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、形狀、尺寸規(guī)格需要根據(jù)豎井工程的外形、荷重設(shè)計(jì)選定。[0042] 實(shí)施例3[0043] 本實(shí)施例中描述的一種通用豎井掘進(jìn)方法也是上述豎井掘進(jìn)裝置的使用方法。具體使用包括以下步驟：[0044] S1在豎井4壁外側(cè)設(shè)置支撐環(huán)，支撐環(huán)的支撐面與豎井4下沉方向垂直，將豎井4放置在支撐裝置內(nèi)，在豎井4壁內(nèi)側(cè)設(shè)置挖槽裝置6；[0045] 支撐環(huán)設(shè)置在豎井壁外側(cè)的地面9上，在淺層的沉降過程中能夠通過對(duì)豎井的外側(cè)壁提供有力的支撐，從而保證豎井在起始位置的垂直沉降。挖槽裝置預(yù)先設(shè)置在豎井內(nèi)，便于豎井下沉同步進(jìn)行挖槽工序。[0046] S2貼豎井4壁內(nèi)側(cè)向豎井4下沉方向開挖豎井槽8，每開挖一層豎井槽8，下沉一層豎井，再安裝或澆筑一層豎井，循環(huán)操作，直至豎井下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高；[0047] 豎井槽緊貼豎井內(nèi)壁開挖，能夠有效的降低豎井內(nèi)壁與土層的摩擦力，提高豎井的沉降效率，于此同時(shí)盡可能的保持中心土體對(duì)豎井底部的壓力，減少豎井外側(cè)土體對(duì)豎井壁的壓力，防指豎井因周圍土體不穩(wěn)定，而發(fā)生的突沉、傾斜等事故。[0048] S3當(dāng)豎井4下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，再根據(jù)場地的工程地質(zhì)條件，選擇豎井4內(nèi)土方的挖掘方式，在地下水豐富地層，采用挖掘組件，選擇不排水挖掘，進(jìn)行水下掘進(jìn)，在地下無承壓水，或地下水可控土層，采取技術(shù)措施，選擇排水挖掘。[0049] 在豎井下沉完成后再進(jìn)行豎井內(nèi)土體的挖掘，此時(shí)豎井已經(jīng)達(dá)到預(yù)想位置，狀態(tài)較為穩(wěn)定，此時(shí)挖掘內(nèi)部的土體能夠避免沉降過程中挖掘所造成的的沉降傾斜的弊端。[0050] 本實(shí)施例的豎井掘進(jìn)方法，還包括豎井下沉過程中的姿態(tài)調(diào)整。挖槽裝置6每挖一層，豎井下沉一層，豎井姿態(tài)平衡一層；豎井的姿態(tài)調(diào)節(jié)包括以下步驟：[0051] S1豎井外側(cè)的支撐裝置具有一定厚度，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，保證豎井在淺層下沉?xí)r不發(fā)生歪斜。[0052] S2豎井下沉?xí)r，力感應(yīng)器3監(jiān)測豎井受力情況，當(dāng)周向受力均衡時(shí)豎井下沉繼續(xù)，挖槽裝置6繼續(xù)正常挖槽；當(dāng)力感應(yīng)器3監(jiān)測到受力不均衡時(shí)，數(shù)據(jù)處理器發(fā)出警報(bào)；接收到受力不均勻警報(bào)時(shí)，挖槽裝置6會(huì)調(diào)整工作位置，直至豎井工作姿態(tài)平衡。[0053] 豎井下沉?xí)r，由于力感應(yīng)器3設(shè)置在鏈接豎井底部與拉力千斤頂?shù)匿撍魃?，力感?yīng)器3能夠監(jiān)測豎井底部的受力情況，從而判斷豎井是否歪斜。當(dāng)周向受力均衡時(shí)豎井下沉繼續(xù)，挖槽裝置6繼續(xù)正常挖槽；當(dāng)力感應(yīng)器3監(jiān)測到受力不均衡時(shí)，數(shù)據(jù)處理器發(fā)出警報(bào)；接收到受力不均勻警報(bào)時(shí)，下沉?xí)和＃赏ㄟ^調(diào)節(jié)鋼索拉力調(diào)整豎井姿態(tài)，也可通過調(diào)節(jié)挖槽裝置的挖槽情況調(diào)整豎井下沉角度。[0054] 挖槽裝置6能夠通過以下方法調(diào)整豎井姿態(tài)：挖槽裝置6暫停受力較大方向上的挖槽，在受力較小的方向上繼續(xù)向下挖槽。在豎井下沉過程中，傾斜向下的部分受力較大，而傾斜向上的部分受力較小。在受力較小的方向上繼續(xù)向下挖槽可以有效減小受力較小方向上土體與豎井內(nèi)壁的摩擦力，使得受力較小方向能及時(shí)向下調(diào)整，從而達(dá)到豎井的平衡。待力感應(yīng)器3回傳受力平衡后，繼續(xù)正常挖槽。[0055] 開槽式豎井的豎井槽8寬在0.6?3.0m之間，在掘進(jìn)至儲(chǔ)水層時(shí)，所述掘進(jìn)方法采用泥水平衡原理，直接將豎井槽8內(nèi)的泥土與水打成泥漿向上抽吸排渣，豎井槽內(nèi)始終充滿泥漿水。在豎井周向上緊貼豎井內(nèi)壁由上向下逐層開挖豎井槽8，始終保證豎井槽與豎井方向一致、規(guī)則，豎井槽開挖同時(shí)須對(duì)豎井槽進(jìn)行泥漿護(hù)壁，并嚴(yán)格控制泥漿濃度。[0056] 上述實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非依此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，故：凡依本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)、形狀、原理所做的等效變化，均應(yīng)涵蓋于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。