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原文传递一种用于堰塞湖泄流槽机械开挖的沉井及开挖方法

专利名称：	一种用于堰塞湖泄流槽机械开挖的沉井及开挖方法
摘要：	本发明涉及一种用于堰塞湖泄流槽机械开挖的沉井及开挖方法，其特征在于，沉井呈立式放置，沉井底部敞开，纵向两侧开口，沉井由骨架、上支撑梁、下支撑梁、围护板、传送装置和安全天井组成，围护板安装在骨架横向两侧及顶部位置，围护板将骨架纵向围成沉井通道，安全天井安装在骨架的顶部并与沉井通道连通，传送装置的传送带纵向设置在沉井通道内，多个沉井通道纵向拼接形成泄流槽通道。开挖方法包括如下步骤：露天浅槽开挖；第一、第二阶段沉井结构安装、立桩打入和挖掘；下支撑梁安装与立桩拔出回收。极大减少土方开挖量，缩短成槽时间。露天放坡开挖的截面是下窄上宽的倒梯形，而沉井式开挖方法的开挖截面是矩形，极大减少断面面积。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江西;36
申请人：	东华理工大学
发明人：	侯龙清;徐红梅;李明东;侯志川;彭子洋
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-07T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201910373891.8
公开号：	CN110042856A
代理机构：	南昌新天下专利商标代理有限公司
代理人：	李炳生
分类号：	E02D23/00(2006.01);E;E02;E02D;E02D23
申请人地址：	344000 江西省抚州市学府路56号
主权项：	1.一种用于堰塞湖泄流槽机械开挖的沉井，其特征在于，沉井呈立式放置，沉井底部敞开，纵向两侧开口，沉井由骨架、上支撑梁、下支撑梁、围护板、传送装置和安全天井组成，围护板安装在骨架横向两侧及顶部位置，围护板将骨架纵向围成沉井通道，安全天井安装在骨架的顶部并与沉井通道连通，传送装置的传送带纵向设置在沉井通道内，多个沉井通道纵向拼接形成泄流槽通道。 2.根据权利要求1所述的一种用于堰塞湖泄流槽机械开挖的沉井，其特征在于，所述沉井的横截面分为矩形面和顶部拱形面，矩形面的骨架顶部水平设有上支撑梁，底部水平设有下支撑梁，其中支撑梁的安装顺序为上支撑梁与骨架同步安装，下支撑梁在开挖结束后再安装。 3.根据权利要求1或2所述的一种用于堰塞湖泄流槽机械开挖的沉井，其特征在于，所述骨架由梁和斜拉杆组成，梁分为立梁、纵向梁和拱梁，其中立梁和拱梁采用连接结构或整体成型。 4.根据权利要求1或2所述的一种用于堰塞湖泄流槽机械开挖的沉井，其特征在于，沉井还包括安装过程工件立桩，安装过程中，立梁的底部内侧设有立桩，骨架通过立桩入土定位，在开挖结束后，立桩拔除之前再安装下支撑梁。 5.根据权利要求1或2所述的一种用于堰塞湖泄流槽机械开挖的沉井，其特征在于，每节沉井通道内的同一侧分别设有一套独立的传送装置，传送带纵向设置在围护板和/或骨架内侧，各节传送带之间传送衔接；各节传送带在传送方向上呈向上倾斜，相邻两节在传送方向上呈叠瓦状布置。 6.一种堰塞湖泄流槽机械开挖方法，其特征在于，采用沉井辅助开挖，该沉井呈立式放置，沉井底部敞开，纵向两侧开口，沉井由骨架、上支撑梁、下支撑梁、围护板、传送装置和安全天井组成，围护板安装在骨架横向两侧及顶部位置，围护板将骨架纵向围成沉井通道，安全天井安装在骨架的顶部并与沉井通道连通，传送装置的传送带纵向设置在沉井通道内，多个沉井通道纵向拼接形成泄流槽通道；在开挖过程中采用立桩定位；开挖方法包括如下步骤： S1、露天浅槽开挖； S2、第一阶段沉井安装即骨架、上支撑梁的安装，以及根据开挖深度安装部分围护板，再立桩打入和开始挖掘； S3、第二阶段沉井安装即根据开挖深度安装其余围护版、传送装置和安全天井，立桩持续打入和持续挖掘； S4、下支撑梁安装，立桩拔出回收。 7.根据权利要求6所述的一种堰塞湖泄流槽机械开挖方法，其特征在于，步骤S1包括以下步骤： S101、顺河道方向选定底部为碎石砂土断面作为泄流槽开挖线路，线路采用直线或弧度不大的曲线； S102、露天放坡开挖一条倒梯形断面浅槽，最大槽深以方便挖掘设备将土直接卸载到坡顶为宜，槽底宽度稍大于沉井宽度，槽底两边要求平整； S103、浅槽完成后，根据沉井长度，将挖掘设备分布在浅槽内备用，挖掘设备包括带破碎锤和振动锤的小型挖掘机，其中最上游的一台挖掘设备面向上游，最下游的一台挖掘设备面向下游，多余的挖掘设备返回堰塞体顶面。 8.根据权利要求6所述的一种堰塞湖泄流槽机械开挖方法，其特征在于，步骤S2包括以下步骤：在浅槽内从下游往上游依次安装各节沉井骨架、上支撑梁和侧向的围护板，依据受力条件打入一定数量立桩，每安装完一节，挖掘设备即刻进入其内开始挖掘作业，按挖掘进度和时间要求增加挖掘设备数量和每台挖掘设备的挖掘范围。 9.根据权利要求6所述的一种堰塞湖泄流槽机械开挖方法，其特征在于，步骤S3包括以下步骤：在挖掘工作不停顿情况下，依次安装传送装置、剩余围护板和安全天井，为防止外面的土体掉入沉井，围护板和安全天井始终要高出土体顶面，当挖掘设备无法将土体直接卸载到侧向围护板外时，则直接卸载到旁边传送装置上，由传送装置输送到最下游沉井出口处；挖掘设备在沉井通道内不断向下分层挖掘，立桩持续打入，始终保持一定的入土深度，阻止骨架底部向内横向移动变形，当沉井通道顶棚低于堰塞体顶端面时，用挖掘出来的渣土堆放在顶棚上，增加沉井下沉重量，但堆土高度不能超出安全天井井口。 10.根据权利要求6所述的一种堰塞湖泄流槽机械开挖方法，其特征在于，步骤S4包括以下步骤：当沉井通道槽底部接近湖水水面时，将槽底部修整成三角形断面且纵向具有一定坡降，然后挖掘设备从沉井下游出口退出，安装下支撑梁，再拔出立桩回收，最后所有人员回到地面安全地带，整个泄流槽开挖作业结束，等待湖水上升后过流；在泄流过程中，如果沉井两侧土体被冲刷时，用土体及时回填，阻止沉井外侧堰塞体大规模冲刷和坍塌，确保过流断面宽度限制在沉井范围内，抑制过大下泄洪峰的出现，减轻下游洪灾；在泄流槽开挖过程中采用立桩控制结构横向变形和位移，在挖掘作业完成后，采用横向支撑梁控制横向变形和位移，使得挖掘设备在沉井内无障碍自由移动。
所属类别：	发明专利