一种基坑底部土层开挖装置及方法与流程

本申请涉及基坑开挖装置领域，尤其是涉及一种基坑底部土层开挖装置及方法。

背景技术：

1、在地下管廊建设过程中需要进行基坑开挖，为了防止机械超挖或者机械扰动基底原状土，按照施工规范，采用机械开挖时通常需要预留150mm至300mm的土层，再采用人工开挖清平基坑底部土层。

2、由于管廊一般几公里长十几米宽，导致人工开挖量大，施工效率低。

技术实现思路

1、为了改善人工开挖清平基坑底部土层效率较低的问题，本申请提供一种基坑底部土层开挖装置及方法。

2、本申请提供的一种基坑底部土层开挖装置采用如下的技术方案：

3、一种基坑底部土层开挖装置，包括：

4、推土铲，滑动设置于管廊基坑底部，用于铲土；

5、两个牵引绳，分别连接于所述推土铲的前后两端；

6、两个牵引件，分别位于所述推土铲行进轨迹的两侧，用于收卷或放卷相应的所述牵引绳并驱使所述推土铲沿管廊基坑的长度方向行进；

7、两个导向绳，分别位于所述推土铲行进轨迹的两端，两个所述导向绳均平行于管廊基坑的宽度方向；

8、两个导向件，分别滑动设置于对应的所述导向绳上，用于对所述牵引绳进行导向；

9、管廊基坑的侧壁设置有支护桩，所述支护桩内设置有至少三组h型钢，每组所述h型钢设置为两个，每组中的两个所述h型钢于基坑两侧呈相对设置，所述导向绳的端部以及所述牵引件均可拆卸地连接于对应的所述h型钢。

10、首先采用机械对基坑上部土层进行开挖，将基坑底部的预留土层暴露；将基坑侧壁支护桩表面的水泥凿开，使h型钢的翼板露出；在基坑长度方向的两端分别布置导向绳，在导向绳上安装导向件，将牵引件安装于对应的h型钢；在推土铲上连接牵引绳，将牵引绳的自由端经过导向件并与牵引件连接；将导向件沿导向绳滑移至合适的位置，然后将导向件固定于导向绳；铲土时，通过牵引件驱使相应的牵引绳收卷或放卷，从而驱使推土铲沿管廊基坑的长度方向行进并铲土。相比于人工开挖清平基坑底部土层，本申请的铲土效率高，且对基底原状土扰动小。

11、本申请将土方开挖装置的固定点设置在有h型钢的支护桩上，支护桩的强度保证了支点的稳定性和可靠性；由于各支点均位于基坑侧壁，使得土方开挖装置在基坑内部占据空间较小，便于基坑内的施工；由于基坑侧壁的支护桩通常包含多个间隔排布的h型钢，从而便于根据施工的需要调节导向绳和牵引件的安装位置，有助于提高铲土的效率。

12、进一步地，所述导向件包括滑动设置于所述导向绳上的绳夹，所述绳夹上转动设置有导向滑轮，所述牵引绳绕设于对应的所述导向滑轮上。

13、将绳夹沿导向绳滑移，可以改变导向滑轮的位置，从而调节牵引绳的牵引方向，进而调节推土铲的铲土路径，如此可实现基坑底部清槽区域的全覆盖。

14、进一步地，所述导向绳的端部与对应的所述h型钢之间设置有用于连接二者的第一连接组件。

15、进一步地，所述第一连接组件包括两个u型板，两个所述u型板分别可拆卸地连接于所述h型钢翼板的两侧，两个所述u型板之间设置有用于连接二者的第一连接件，所述导向绳的端部固接于所述第一连接件。

16、将两个u型板分别连接于h型钢翼板的两侧，再通过第一连接件连接于两个u型板之间，然后将导向绳的端部连接于第一连接件，完成导向绳与h型钢的连接；由于基坑侧壁的支护桩通常包含多个间隔排布的h型钢，导向绳可以根据施工的需要固定于合适位置的h型钢上；通过调节u型板在h型钢上的安装位置，可调节导向绳的安装高度，从而调节推土铲切土的厚度。

17、进一步地，所述牵引件为卷扬机，所述牵引绳远离所述推土铲的一端连接于所述卷扬机的输出端，所述卷扬机固接有安装座，所述安装座与对应的所述h型钢之间设置有用于连接二者的第二连接组件。

18、卷扬机能够驱使相应的牵引绳收卷或放卷。

19、进一步地，所述第二连接组件设置有两个，每个所述第二连接组件包括连接座和固接于所述连接座上下两端的u型座，所述u型座可拆卸地连接于所述h型钢翼板，两个所述第二连接组件之间设置有用于连接二者的第二连接件，所述安装座可拆卸地连接于所述连接座。

20、将安装座安装于连接座，再将连接座上的u型座安装于h型钢的翼板，最后通过第二连接件将两个连接座上的u型座一一对应地连接，完成卷扬机在h型钢上的固定；由于基坑侧壁的支护桩通常包含多个间隔排布的h型钢，卷扬机可以根据施工的需要固定于合适位置的h型钢上；通过调节u型座在h型钢上的安装位置，可调节卷扬机的安装高度。

21、进一步地，所述推土铲包括滑动设置于基坑底部的稳定板和固接于所述稳定板上端面的弧形刀体，所述刀体靠近基坑底部的一侧设置有刀口，所述刀体上固接有牵引弓，两个所述牵引绳分别连接于所述稳定板和所述牵引弓上。

22、连接于牵引弓上的牵引绳收卷，连接于稳定板上的牵引绳放卷，从而驱使推土铲沿基坑的长度方向前进；在推土铲前进的过程中，刀口对土体进行切割，稳定板起到稳定和平衡刀体的作用。

23、进一步地，所述牵引弓设置为两个，两个所述牵引弓对称设置于刀体的两侧，所述牵引弓上设置有调节件，用于调节所述刀体的弯曲弧度。

24、两个牵引弓分别在刀体的两侧对刀体进行牵引，有助于提高刀体移动的稳定性。

25、进一步地，所述调节件包括固接于两个所述牵引弓端部之间的连接板，所述连接板上开设有多个供所述牵引绳穿过的调节孔，多个所述调节孔沿竖直方向依次间隔排布。

26、将推土铲前进端的牵引绳穿过不同的调节孔，可以改变牵引弓的弯曲弧度，从而调节刀体的弯曲弧度，进而调节刀体切土的厚度。

27、本申请还提供的一种基坑底部土层开挖方法，采用一种基坑底部土层开挖装置，方法包括以下步骤：

28、机械开挖：采用机械对基坑上部土层进行开挖，将基坑底部的预留土层暴露；

29、装置准备：将基坑侧壁支护桩表面的水泥凿开，使h型钢的翼板露出；在基坑长度方向的两端分别布置导向绳，将导向绳的两端分别连接于基坑两侧的h型钢，在导向绳上安装导向件，在推土铲上连接牵引绳，将牵引绳的自由端经过导向件并与牵引件连接；将牵引件安装于对应的h型钢；

30、基坑底部清平：将导向件沿导向绳滑移至合适的位置然后固定，通过牵引件驱使相应的牵引绳收卷或放卷，从而驱使推土铲沿管廊基坑的长度方向行进并铲土。

31、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

32、1.将土方开挖装置的固定点设置在有h型钢的支护桩上，支护桩的强度保证了支点的稳定性和可靠性；由于各支点均位于基坑侧壁，使得土方开挖装置在基坑内部占据空间较小，便于基坑内的施工；

33、2.通过调节绳夹在导向绳上的位置，改变牵引绳的牵引方向，从而调整推土铲的铲土路径，实现基坑底部清槽区域的全覆盖；

34、3.推土铲对基底原状土扰动小，切土面平整光滑。

技术特征：

1.一种基坑底部土层开挖装置，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的一种基坑底部土层开挖装置，其特征在于：所述导向件包括滑动设置于所述导向绳上的绳夹，所述绳夹上转动设置有导向滑轮，所述牵引绳绕设于对应的所述导向滑轮上。

3.根据权利要求1所述的一种基坑底部土层开挖装置，其特征在于：所述导向绳的端部与对应的所述h型钢之间设置有用于连接二者的第一连接组件。

4.根据权利要求3所述的一种基坑底部土层开挖装置，其特征在于：所述第一连接组件包括两个u型板，两个所述u型板分别可拆卸地连接于所述h型钢翼板的两侧，两个所述u型板之间设置有用于连接二者的第一连接件，所述导向绳的端部固接于所述第一连接件。

5.根据权利要求1所述的一种基坑底部土层开挖装置，其特征在于：所述牵引件为卷扬机，所述牵引绳远离所述推土铲的一端连接于所述卷扬机的输出端，所述卷扬机固接有安装座，所述安装座与对应的所述h型钢之间设置有用于连接二者的第二连接组件。

6.根据权利要求5所述的一种基坑底部土层开挖装置，其特征在于：所述第二连接组件设置有两个，每个所述第二连接组件包括连接座和固接于所述连接座上下两端的u型座，所述u型座可拆卸地连接于所述h型钢翼板，两个所述第二连接组件之间设置有用于连接二者的第二连接件，所述安装座可拆卸地连接于所述连接座。

7.根据权利要求1所述的一种基坑底部土层开挖装置，其特征在于：所述推土铲包括滑动设置于基坑底部的稳定板和固接于所述稳定板上端面的弧形刀体，所述刀体靠近基坑底部的一侧设置有刀口，所述刀体上固接有牵引弓，两个所述牵引绳分别连接于所述稳定板和所述牵引弓上。

8.根据权利要求7所述的一种基坑底部土层开挖装置，其特征在于：所述牵引弓设置为两个，两个所述牵引弓对称设置于刀体的两侧，所述牵引弓上设置有调节件，用于调节所述刀体的弯曲弧度。

9.根据权利要求8所述的一种基坑底部土层开挖装置，其特征在于：所述调节件包括固接于两个所述牵引弓端部之间的连接板，所述连接板上开设有多个供所述牵引绳穿过的调节孔，多个所述调节孔沿竖直方向依次间隔排布。

10.一种基坑底部土层开挖装置方法，其特征在于：采用权利要求1-9任一项所述的一种基坑底部土层开挖装置，包括以下步骤：

技术总结本申请涉及基坑开挖装置领域，具体公开了一种基坑底部土层开挖装置及方法，其装置包括滑动设置于管廊基坑底部的推土铲，推土铲的前后两端分别连接有牵引绳，推土铲行进轨迹的两侧分别设置有牵引件，用于收卷或放卷相应的牵引绳并驱使推土铲沿管廊基坑的长度方向行进；推土铲行进轨迹的两端分别设置有导向绳，两个导向绳均平行于管廊基坑的宽度方向；每个导向绳上均滑动设置有导向件，用于对牵引绳进行导向；导向绳的端部以及牵引件均可拆卸地连接于基坑侧壁支护桩中的H型钢上。本申请具有铲土效率高、对基底原状土扰动小的效果。技术研发人员：武云亮,石建军,王学琛,陈世伟,刘志受保护的技术使用者：中国一冶集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29