一種中小型斷面豎井下井扒渣裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種中小型斷面豎井下井扒渣裝置，屬于水利水電工程技術領域。該裝置包括卷揚機提升系統、懸挑平臺和扒渣設備；懸挑平臺包括兩根平行設置的軌道和位于軌道上方滑動平臺，每根軌道均分為固定段和懸挑段，軌道的固定段采用砂漿錨桿固定在豎井頂部預留的巖坎基巖上；軌道的懸挑段伸至豎井井口的正上方，且懸挑段底部采用桁架進行支撐；滑動平臺與兩根平行設置的軌道滑動連接；卷揚機提升系統包括通過鋼絲繩相連的卷揚機和吊點，所述的吊點設于兩根平行軌道的懸挑段的正上方。本實用新型裝置應用于中小型斷面豎井施工，提高了開挖效率，降低了安全風險，縮短了施工工期，減小了施工成本，能產生較好的經濟和社會效益。
【專利說明】
一種中小型斷面豎井下井扒渣裝置
技術領域
[0001] 本實用新型屬于水利水電工程技術領域，具體涉及一種中小型斷面(開挖直徑Φ 12m以內）豎井開挖下井扒渣裝置。
【背景技術】
[0002] 水利水電工程施工中存在各種功能性或結構性豎井，例如通風豎井、排風豎井、閘 門井、調壓井、引水豎井、出線豎井等，隨著水利水電工程施工技術的成熟與發展，目前大多 數豎井的開挖一般先利用反井鉆機自上而下鉆取導孔（Φ 216mm)，然后自下而上進行反導 井（Φ 1.4m)的開挖，反導井施工結束后進行一次擴挖（Φ 3.4m)，最后自上而下進行二次擴 挖，二次擴挖產生的石渣通過一次擴挖形成的溜渣井落至下部集渣區后集中進行出渣。
[0003] 中小型斷面豎井開挖一次擴挖反井法擴挖，直接利用反井鉆機的導井溜渣，豎井 的二次擴挖是整個豎井開挖的關鍵，豎井二次擴挖的時間占豎井施工工期和工作量的70% 以上，而中小型斷面豎井開挖往往采取人工扒渣的形式，效率較低，耗時過長，且安全隱患 突出，在工期比較緊張的情況下無法滿足要求。因此如何克服現有技術的不足是目前水利 水電工程技術領域亟需解決的問題。 【實用新型內容】
[0004] 本實用新型的目的是為了解決現有技術的不足，提供一種中小型斷面豎井下井扒 渣裝置，本實用新型裝置應用于中小型斷面豎井施工，在很大程度上提高了開挖效率，降低 了安全風險，縮短了施工工期，減小了施工成本，加快了施工進度，能產生較好的經濟和社 會效益。
[0005] 為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案如下：
[0006] -種中小型斷面豎井下井扒渣裝置，包括卷揚機提升系統、懸挑平臺和扒渣設備；
[0007] 所述的懸挑平臺包括兩根平行設置的軌道和位于軌道上方滑動平臺，所述的每根 軌道均分為固定段和懸挑段，軌道的固定段采用砂漿錨桿固定在豎井頂部預留的巖坎基巖 上;軌道的懸挑段伸至豎井井口的正上方，且懸挑段底部采用桁架進行支撐；
[0008] 所述的滑動平臺與兩根平行設置的軌道滑動連接；
[0009] 所述的卷揚機提升系統包括通過鋼絲繩相連的卷揚機和吊點，所述的吊點設于兩 根平行軌道的懸挑段的正上方。
[0010] 進一步，優選的是，所述的吊點包括動滑輪和定滑輪，所述的定滑輪通過預埋在上 彎段頂壁的吊點錨桿固定設置，所述的動滑輪下部連接有吊鉤，動滑輪和定滑輪通過鋼絲 繩相連。
[0011] 進一步，優選的是，所述的桁架的一端與軌道的懸挑段底部固定連接，另一端與預 埋在軌道正下方的上彎段側壁上的砂漿錨桿固定連接。
[0012] 進一步，優選的是，所述的兩根軌道屬于懸挑段的端部通過鋼筋與井口頂部的系 統錨桿固定相連。
[0013] 進一步，優選的是，所述的兩根軌道屬于懸挑段上的端部處設有車擋。
[0014] 進一步，優選的是，所述的滑動平臺與兩根軌道通過滾動軸承滑動連接，滾動軸承 焊接在滑動平臺底部。
[0015] 進一步，優選的是，所述的滑動平臺的上表面上設有防滑裝置。
[0016] 進一步，優選的是，所述的扒渣設備為徐工XE60挖掘機。
[0017] 本實用新型與現有技術相比，其有益效果為：
[0018] 1、本實用新型裝置將豎井扒渣方式由以往的人工扒渣方式改成為設備扒渣方式， 克服了效率低下，耗時過長，安全隱患突出等問題，通過本實用新型裝置可以縮短施工工 期，降低人工勞動強度，降低安全隱患，節約了施工成本。
[0019] 2、本實用新型專利屬于水利水電工程技術領域基礎變革的范疇，將極大的推動水 利水電工程中小型斷面豎井施工在工藝、效率方面的進步，在國內外隧洞開挖支護文獻中 也未見相關報道。
[0020] 3、本實用新型目前還未見在水電工程施工中應用，其旨在降低施工人員的勞動強 度，縮短工期，提高效率。
[0021 ] 4、本專利申請符合中國電力建設股份公司關于《中國電力建設股份有限公司科技 進步管理辦法》文件精神。
[0022] 5、本實用新型裝置新穎，在中小型型斷面的豎井開挖施工中應用價值較高。
【附圖說明】
[0023] 圖1為本實用新型的中小型斷面豎井下井扒渣裝置的整體布置圖；
[0024] 圖2為本實用新型的懸挑平臺的整體布置示意圖；
[0025]圖3為圖2中懸挑平臺的俯視圖；
[0026] 圖4是圖3的A-A剖面圖；
[0027] 圖5是本實用新型吊點的結構示意圖；
[0028] 圖6是本實用新型扒渣設備在滑動平臺上滑動在軌道固定段的示意圖；
[0029] 圖7是本實用新型扒渣設備滑動到軌道懸挑段兵采用吊點準備吊起的示意圖；
[0030] 圖8是本實用新型扒渣設備采用吊點吊起的示意圖；
[0031 ]圖9是本實用新型機渣設備米用吊點吊起下井的不意圖；
[0032]圖10是本實用新型扒渣設備吊起至井下的示意圖；
[0033]其中，1、卷揚機;2、C25砂漿錨桿;3、鋼絲繩;4、桁架;5、定滑輪;6、吊點錨桿;7、固 定塊;8、動滑輪;9、扒渣設備；10、滑動平臺；11、系統錨桿；12、引水上平段；13、施工支洞； 14、上彎段技術超挖；15、上彎段；16、二次擴挖;17、溜渣井；18、豎井段;19、懸挑段;20、固定 段;21、吊點；22、懸挑平臺；23、軌道;24、基巖;25、防滑裝置;26、吊鉤;27、導軌;28、滾動軸 承;401、基礎預埋件;402、C28砂漿錨桿;403、第一斜撐;404、第二斜撐;405、車擋；101、滑動 梁；102、橫擔。
【具體實施方式】
[0034] 下面結合實施例對本實用新型作進一步的詳細描述。
[0035] 本領域技術人員將會理解，下列實施例僅用于說明本實用新型，而不應視為限定 本實用新型的范圍。實施例中未注明具體技術或條件者，按照本領域內的文獻所描述的技 術或條件或者按照產品說明書進行。所用材料、設備或儀器未注明生產廠商者，均為可以通 過購買獲得的常規產品。
[0036]如圖1~10所示，一種中小型斷面豎井下井扒渣裝置，包括卷揚機提升系統、懸挑平 臺22和扒渣設備9;
[0037]所述的懸挑平臺22包括兩根平行設置的軌道23和位于軌道上方滑動平臺10,所述 的每根軌道23均分為固定段20和懸挑段19,軌道23的固定段20采用C28砂漿錨桿402固定在 豎井頂部預留的巖坎基巖24上；
[0038] 通常，基巖24會用混凝土找平，同時，會預埋基礎預埋件401和C28砂漿錨桿402。
[0039]軌道23的懸挑段19伸至豎井井口的正上方，且懸挑段19底部采用桁架4進行支撐；
[0040] 所述的滑動平臺10與兩根平行設置的軌道23滑動連接；
[0041] 所述的卷揚機提升系統包括通過鋼絲繩3相連的卷揚機1和吊點21，所述的吊點21 設于兩根平行軌道23的懸挑段19的正上方。
[0042] 所述的吊點21包括動滑輪8和定滑輪5，動滑輪8和定滑輪5的個數沒有限制，可根 據具體的實際情況進行布置。本實用新型實施例的吊點21布置圖如圖5所示，固定塊7用于 固定鋼絲繩3的另一端，鋼絲繩3依次通過動滑輪8、定滑輪5與卷揚機1相連。
[0043] 所述的定滑輪5通過預埋在上彎段頂壁的吊點錨桿6固定設置，所述的動滑輪8下 部連接有吊鉤26。
[0044]所述的桁架4的一端與軌道23的懸挑段19底部固定連接，另一端與預埋在軌道23 正下方的上彎段15側壁上的C28砂漿錨桿402固定連接。
[0045] 所述的兩根軌道23屬于懸挑段19的端部通過鋼筋與井口頂部的系統錨桿11固定 相連。
[0046] 所述的兩根軌道23屬于懸挑段19上的端部處設有車擋405。
[0047] 所述的滑動平臺10與兩根軌道23通過滾動軸承28滑動連接，滾動軸承28焊接在滑 動平臺10底部。
[0048]所述的滑動平臺10的上表面上設有防滑裝置25。
[0049]所述的扒渣設備9為徐工XE60挖掘機。
[0050] 本實用新型實施例裝置的具體設置及相關參數如下：
[0051] 1、卷揚機提升系統的設置
[0052] 1)吊點的設置
[0053]在豎井頂部上彎段施工時需設置吊點21，作為設備扒渣下井的重要設施，吊點由 兩組吊點錨桿6、一個10t天輪(定滑輪5)和一個10t動滑輪8構成，每組吊點錨桿6由3根預埋 的C25砂漿錨桿組成，C25砂漿錨桿的L=4.5m，預埋的C25砂漿錨桿外露部分長度為0.5m、間 距0.3m，且成等邊三角形布置，兩組吊點錨桿6的間距為0.5m。
[0054]所述的定滑輪5通過預埋在上彎段15頂壁的吊點錨桿6固定設置，所述的動滑輪8 下部連接有吊鉤26。
[0055] 2)卷揚機的選擇
[0056] 卷揚機1選擇JM5卷揚機，其主要技術參數如表1所示。卷揚機1底部采用預埋的C25 砂漿錨桿2固定。
[0057] 表 1
[0058]
[0059] 3)鋼絲繩的選擇
[0060] 選擇的鋼絲繩3的具體參數如表2所示。
[0061]
[0062]本實用新型卷揚機1通過鋼絲繩3與吊點21相連。采用卷揚機1起吊扒渣設備9的時 候，掛在扒渣設備9上的用于起吊的鋼絲繩3的參數也如表2所示。
[0063] 2、扒渣設備的選擇
[0064]根據卷揚機的起吊荷載，鋼絲繩的承載能力，吊點的起吊重量，通過實際考察最終 選用徐工XE60挖掘機，其主要參數如表3所示。
[0065] 表3扒渣設備參數表
[0066]
[0067] 3、懸挑平臺的制作與安裝
[0068]如圖3和圖4所示，懸挑平臺22主要由兩根平行設置的軌道23和位于軌道上方滑動 平臺10組成，軌道23長9m，兩根軌道23的中間凈空尺寸2.6m;滑動平臺10尺寸長X寬為3.5 X2.8m。圖3還公開畫出了吊點21在懸挑平臺22的投影位置，以便于理解。
[0069]軌道23分固定段20和懸挑段19兩部分，軌道23采用[28a槽鋼制作，每側兩根，同側 的兩根[28a槽鋼的頂部和底部軍用10mm厚的鋼板焊接，使得兩根[28a槽鋼形成一體。
[0070] 軌道23的固定段20采用C28砂漿錨桿402固定在豎井頂部預留的巖坎基巖24上，每 根軌道23底部的兩側均采用5根C28(L=4.5m，外露20cm)砂漿錨桿進行焊接固定。
[0071] 軌道23的懸挑段19伸至豎井井口的正上方，且懸挑段19底部采用桁架4進行支撐； 桁架4包括第一斜撐403和第二斜撐404;其中，第一斜撐403采用I20b工字鋼制成，第二斜撐 404采用Z63角鋼焊制成，第一斜撐403靠基巖24端部采取打設兩根C28砂漿錨桿402(L= 4.5m，外露20cm)的方式進行焊接固定，C28砂漿錨桿402打設傾角和第一斜撐403布置傾角 一致，傾角角度為45°。即桁架4的一端與軌道23的懸挑段19底部固定連接，另一端與預埋在 軌道23正下方的上彎段15側壁上的C28砂漿錨桿402固定連接。
[0072]吊點21設于兩根平行軌道23的懸挑段19的正上方，吊點21距離軌道23的懸挑段19 的距離至少為7.5m。
[0073]另外，為保證軌道23的懸挑段19的受力穩定性，在每根軌道23屬于懸挑段23的端 部的兩側各連接兩根C28鋼筋，C28鋼筋另一端連接井口頂部系統錨桿11，并使鋼筋處于緊 繃受力狀態，除此之外，每根軌道23屬于懸挑段19上的端部上焊接一根長50cm的I20b工字 鋼作為車擋405;
[0074] 滑動平臺10包括滑動梁101和橫擔102,滑動梁101有兩根，均采用I20b工字鋼制 成;橫擔102有7根，采用116工字鋼制成;滑動梁101與軌道23呈水平布置;滑動梁101與橫擔 102相互垂直；在橫擔102上焊接防滑裝置25,可防止置于滑動平臺10上方的扒渣設備9滑 動。
[0075]防滑裝置25為多根C22螺紋鋼制成，相鄰兩根C22螺紋鋼的距離優選為15cm，但不 限于此。C22螺紋鋼與滑動梁101呈水平設置。本實用新型附圖僅為結構示意圖，距離不是優 選距離。
[0076]為了減少滑動平臺10與軌道23之間的摩擦力，在兩側滑動梁101各焊接三組6308 的滾動軸承28 3對，分別焊接在滑動梁101前、中、后部位。
[0077]本實用新型的軌道23不僅限于采用[28a槽鋼制作，還可以在上述已經焊接成一體 的兩根[28a槽鋼的上部焊接一根Z110X 10角鋼作為導軌27,以避免滾動軸承28的滑移。 [0078]豎井扒渣設備下井裝置的施工方法如圖6-圖10所示，具體如下：
[0079] 豎井在二次擴挖時，在豎井上口預留巖坎邊緣安裝一個懸挑平臺，懸挑平臺軌道 的固定段采用砂漿錨桿固定在邊緣預留基巖上，軌道懸挑段伸至井口頂部吊點下方，并在 底部采用型鋼桁架進行支撐，桁架的另一端采用打設砂漿錨桿進行固定。
[0080] 使用時，挖掘機自行至滑動平臺上，然后利用人力（裝載機)緩慢移動滑動部分至 吊點下方，利用吊點將挖掘機起吊，滑動平臺退回至軌道的固定段上，最后利用卷揚機、鋼 絲繩和吊點將挖掘機下吊至開挖工作面;挖掘機扒渣完成后，利用吊點將其起吊至懸挑平 臺上方，將滑動平臺移動至挖掘機下方，然后將挖掘機緩慢下吊至滑動平臺上，最后將滑動 平臺拉回至軌道的固定段上。至此，一個循環作業完成。
[0081] 以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優點。本行 業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述 的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還 會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內。本實用新型 要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1. 一種中小型斷面豎井下井扒渣裝置，其特征在于，包括卷揚機提升系統、懸挑平臺和 扒渣設備； 所述的懸挑平臺包括兩根平行設置的軌道和位于軌道上方滑動平臺；每根軌道均分為 固定段和懸挑段，軌道的固定段采用砂漿錨桿固定在豎井頂部預留的巖坎基巖上;軌道的 懸挑段伸至豎井井口的正上方，且懸挑段底部采用桁架進行支撐； 所述的滑動平臺與兩根平行設置的軌道滑動連接； 所述的卷揚機提升系統包括通過鋼絲繩相連的卷揚機和吊點，所述的吊點設于兩根平 行軌道的懸挑段的正上方。2. 根據權利要求1所述的中小型斷面豎井下井扒渣裝置，其特征在于，所述的吊點包括 動滑輪和定滑輪，所述的定滑輪通過預埋在上彎段頂壁的吊點錨桿固定設置，所述的動滑 輪下部連接有吊鉤，動滑輪和定滑輪通過鋼絲繩相連。3. 根據權利要求1所述的中小型斷面豎井下井扒渣裝置，其特征在于，所述的桁架的一 端與軌道的懸挑段底部固定連接，另一端與預埋在軌道正下方的上彎段側壁上的砂漿錨桿 固定連接。4. 根據權利要求1所述的中小型斷面豎井下井扒渣裝置，其特征在于，所述的兩根軌道 屬于懸挑段的端部通過鋼筋與井口頂部的系統錨桿固定相連。5. 根據權利要求1所述的中小型斷面豎井下井扒渣裝置，其特征在于，所述的兩根軌道 屬于懸挑段上的端部處設有車擋。6. 根據權利要求1所述的中小型斷面豎井下井扒渣裝置，其特征在于，所述的滑動平臺 與兩根軌道通過滾動軸承滑動連接，滾動軸承焊接在滑動平臺底部。7. 根據權利要求1所述的中小型斷面豎井下井扒渣裝置，其特征在于，所述的滑動平臺 的上表面上設有防滑裝置。8. 根據權利要求1所述的中小型斷面豎井下井扒渣裝置，其特征在于，所述的扒渣設備 為徐工XE60挖掘機。
【文檔編號】E21D7/00GK205477626SQ201620216187
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月21日
【發明人】姚巍, 張永崗, 楊育禮, 孫智剛, 何玉虎, 周維, 趙智勇
【申請人】中國水利水電第十四工程局有限公司