CN119411617A - 一种城市沉井被动下沉“主动调控”的下沉方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑安装领域，公开了一种城市沉井被动下沉“主动调控”的下沉方法，包括调控系统，调控系统包括：防护箱，其设置在地面上，所述防护箱内设置有循环机构；连接机构，其与循环机构相连接，且连接机构的一侧连接有多个相互拼接的沉降机构，沉井主体，其中间设置有多个横向设置的注浆孔，所述注浆孔内连接有内部管，所述沉井主体上设置有多个顺向设置的竖向孔，所述竖向孔内连接有竖向管，本发明可以方便的进行沉井工作，同时在沉井过程中可以随时进行多点位，多维度的调整，方便沉井主体姿势的调节，保证沉井工作的进行，并且可以简化挖掘工作，降低整体工作的难度，适应不同环境，不同地形的沉井以及调节，适应性广，运用方便。

Description

一种城市沉井被动下沉“主动调控”的下沉方法

技术领域

本发明涉及建筑安装领域，尤其涉及一种城市沉井被动下沉“主动调控”的下沉方法。

背景技术

沉井是井筒状的结构物，它是以井内挖土，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他结构物的基础。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。工程中顶管工作井施工场地地质状况和周边环境都较为复杂，施工过程中沉井的垂直度和稳定性较难控制，而沉井周边土体其变形特性在实际施工过程中很难掌握，由此引起的周边土体的沉降问题在沉井施工过程中较为常见，此外，在特殊地区土层中进行沉井下沉的取土工作时，可能出现因井内外土面高差增大造成周围土体涌入井内，使得井底土体隆起，出现沉井下沉困难的状况，影响后续施工。

发明内容

为解决施工调节不便的技术问题，本发明提供一种城市沉井被动下沉“主动调控”的下沉方法。

本发明采用以下技术方案实现：一种城市沉井被动下沉“主动调控”的下沉方法，包括以下步骤：

S1：地质调查，了解地下土层分布、地下水位等信息；

S2：结构设计，根据地质条件设计合适的沉井主体尺寸、形状及壁厚，地上挖掘前期的基坑；

S3：在基坑内安装台型圈，同时吊装上最底部的沉井主体，实现连接，利用自身重力使得沉井主体下降；

S4；安装下一层沉井，并且在沉井上吊装安装上调控系统，进行连接；

S5：依据测量，进行对应点位微调，使得沉井平衡，达到规定参数；

S6：通过高压管进行注水，对底部的泥土进行冲刷软化，使沉井主体继续下沉；

S7：卸去部分调控系统，在最顶部的沉井上安装新的沉井主体，安装完成后再套接上卸去的调控系统，进行下一轮沉井；

S8：继续通过测量，在出现偏差位置注浆，进行微调；

S9：卸去部分调控系统，在对应孔洞内封填高强度混凝土。

作为上述方案的进一步改进，调控系统包括：防护箱，其设置在地面上，防护箱内设置有循环机构；连接机构，其与循环机构相连接，且连接机构的一侧连接有多个相互拼接的沉降机构；

作为上述方案的进一步改进，沉降机构包括：沉井主体，其中间设置有多个横向设置的注浆孔，注浆孔内连接有内部管，沉井主体上设置有多个顺向设置的竖向孔，竖向孔内连接有竖向管；

作为上述方案的进一步改进，连接单元，其设置在沉井主体内；连接单元包括：连接套三，其与内部管的一端固定连接，连接套三的另一端连接有外部管，外部管的另一端连接有连接套四，连接套四的中间转动套接有浆液管，浆液管的顶端转动连接有连接套一；抽取管，其设置在浆液管内，抽取管的外侧固定连接有与浆液管固定连接的支撑杆，抽取管的一端转动套接有连接套二；挖掘单元，其与最底部的抽取管相连接。

作为上述方案的进一步改进，挖掘单元包括：台型圈，台型圈上固定连接有多个导通管，导通管的一端延伸到底部的竖向孔内，进行连接；旋转柱，其转动套接在导通管的底端，旋转柱的外侧固定连接有多个固定嘴；动力箱，其固定连接在旋转柱内，动力箱的输入端连接有与导通管相连通的进料管，动力箱的动力输出端传动连接有传动箱二，传动箱二的输出端传动连接有传动箱一，传动箱一的输出端连接有抽动柱，且抽动柱的另一端固定连接有与固定嘴滑动套接的移动嘴。

作为上述方案的进一步改进，固定嘴的一侧设置有喷射孔，台型圈的横截面采用阶梯形，动力箱的液体输出端位于台型圈内。

作为上述方案的进一步改进，连接机构包括：分散圈，其与顶部的竖向管相连接，分散圈的一侧连接有与循环机构相连接的高压管；分散套，其与顶部的连接套一相连接，分散套的一侧连接有浆液管，分散套的顶部连接有密封盖；吸取管，其一端与循环机构相连接，吸取管另一端与顶部的连接套二相连接。

作为上述方案的进一步改进，分散套的外侧套接有稳定圈，稳定圈的外侧固定连接有多个伸缩杆，伸缩杆的一端连接有支撑柱。

作为上述方案的进一步改进，循环机构包括：污水泵，其与防护箱固定连接，污水泵的输入端与吸取管相连接，污水泵的输出端连接有提升管，提升管的另一端连接有防护箱固定连接的过滤箱；导流管，其与过滤箱相连接，导流管的另一端连接有位于防护箱内的压滤器；清水管，其一端与过滤箱的底部相连接，另一端连接有与防护箱固定连接的净化箱，压滤器的清水端与净化箱相连接；串通管，其一端与净化箱相连接，另一端连接有位于防护箱内的增压器，增压器的一端与高压管相连接。

作为上述方案的进一步改进，浆液管注水压力增压器200～1000bar，注浆浆液为混凝土或高分子填充材料。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

1、通过多个装置之间的相互配合，可以方便的进行沉井工作，同时在沉井过程中可以随时进行多点位，多维度的调整，方便沉井主体姿势的调节，保证沉井工作的进行，并且可以简化挖掘工作，降低整体工作的难度。

2、通过水流循环喷射，可以在节约水资源的同时，适应较小点位的沉井，减少周边设备铺设面积，可以适应不同环境，不同地形的沉井以及调节，适应性广，运用方便。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明的前侧整体结构示意图；

图3为本发明的后侧整体结构示意图；

图4为循环机构前侧结构示意图；

图5为循环机构后侧结构示意图；

图6为沉井主体俯视结构示意图；

图7为沉井主体仰视结构示意图；

图8为连接机构结构示意图；

图9为挖掘单元结构示意图；

图10为挖掘单元局部结构示意图；

图11为挖掘单元局部剖开示意图；

图12为挖掘单元局部仰视示意图。

主要符号说明：

01、防护箱；02、吸取管；03、浆液管；04、分散圈；05、支撑柱；06、伸缩杆；07、竖向管；08、注浆孔；09、台型圈；11、沉井主体；12、稳定圈；13、高压管；14、控制器；15、水箱；16、过滤箱；17、污水泵；20、增压器；21、串通管；22、净化箱；23、压滤器；24、导流管；26、提升管；27、分散套；28、密封盖；29、内部管；30、外部管；31、连接套一；32、连接套二；33、抽取管；34、连接套三；35、浆液管；36、连接套四；38、竖向孔；39、导通管；40、旋转柱；41、固定嘴；42、移动嘴；43、喷射孔；44、传动箱一；45、动力箱；46、传动箱二；47、抽动柱；48、进料管。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

实施例：

请结合图1-12，一种城市沉井被动下沉“主动调控”的下沉方法，调控方法基于一调控系统实现，其中，调控系统包括：防护箱01，其设置在地面上，防护箱01内设置有循环机构，防护箱01进行防护以及限定支撑，循环机构进行对应水循环工作，减少水资源的使用；

连接机构，其与循环机构相连接，且连接机构的一侧连接有多个相互拼接的沉降机构，连接机构进行连接，保证整体的贯通，沉降机构进行主体沉降以及对周边限定工作。

沉降机构包括：

沉井主体11，其中间设置有多个横向设置的注浆孔08，注浆孔08内连接有内部管29，沉井主体11上设置有多个顺向设置的竖向孔38，竖向孔38内连接有竖向管07，沉井主体11为钢筋混凝土材料，对基坑周边进行防护，注浆孔08和竖向孔38方便内部管29和竖向管07的安装，内部管29和竖向管07为钢材料，进行连接，同时在安装完成后，进行一定的刚性支撑；

连接单元，其设置在沉井主体11内，连接单元进行顶部的连接。

连接单元包括：

连接套三34，其与内部管29的一端固定连接，连接套三34的另一端连接有外部管30，外部管30的另一端连接有连接套四36，连接套四36的中间转动套接有浆液管35，浆液管35的顶端转动连接有连接套一31，连接套三34进行连接，同时连接套三34与外部管30进行连接，进而实现与连接套四36以及浆液管35的导通，同时连接套四36可以在35外部转动，同时配合外部管30的折弯或者变形，使得连接套三34可以与不同的29进行连接，实现导通注浆，其中30采用类似鹅颈管的可变形管道；

抽取管33，其设置在浆液管35内，抽取管33的外侧固定连接有与浆液管35固定连接的支撑杆，抽取管33的一端转动套接有连接套二32，抽取管33进行导通，连接套二32保证的连接的进行，使得多个抽取管33之间实现连接；

挖掘单元，其与最底部的抽取管33相连接，挖掘单元进行主体的挖掘。

挖掘单元包括：

台型圈09，台型圈09上固定连接有多个导通管39，导通管39的一端延伸到底部的竖向孔38内，进行连接，台型圈09进行周边的遮挡，导通管39与沉井主体11内的竖向孔38相连通，实现高压水的导通，进行后续传递；

旋转柱40，其转动套接在导通管39的底端，旋转柱40的外侧固定连接有多个固定嘴41，旋转柱40保证固定嘴41的安装，保证后续的高压喷射；

动力箱45，其固定连接在旋转柱40内，动力箱45的输入端连接有与导通管39相连通的进料管48，动力箱45的动力输出端传动连接有传动箱二46，传动箱二46的输出端传动连接有传动箱一44，传动箱一44的输出端连接有抽动柱47，且抽动柱47的另一端固定连接有与固定嘴41滑动套接的移动嘴42，在竖向孔38中通入的高压水流经过导通管39和进料管48后，进入到动力箱45内，动力箱45内安装有桨叶，在水流的推动下，桨叶进行转动，进而推动其动力输出端传动，实现动力的输出，同时高压水流经过动力箱45的出口溢出，进入到旋转柱40中，进一步的经过固定嘴41和移动嘴42喷射，对周边泥土进行高压冲洗，软化泥土结构，使得沉井主体11下沉，同时动力经过传动箱二46等的输出，带动抽动柱47进行来回移动，进而带动移动嘴42的周期性移动，对周边进行撞击，进行辅助的工作。

固定嘴41的一侧设置有喷射孔43，台型圈09的横截面采用阶梯形，动力箱45的液体输出端位于台型圈09内。

连接机构包括：

分散圈04，其与顶部的竖向管07相连接，分散圈04的一侧连接有与循环机构相连接的高压管13，分散圈04的底部设置有安装孔，安装孔与竖向管07相互配合，实现分散圈04与竖向管07之间的安装，高压管13通入高压水，进行水的供应；

分散套27，其与顶部的连接套一31相连接，分散套27的一侧连接有浆液管03，分散套27的顶部连接有密封盖28，分散套27进行套接，使得其与连接套一31和抽取管33相导通，浆液管03连接外界的装置，进行浆液的供应，进而对对应位置进行注浆，实现沉井主体11角度的调节；

吸取管02，其一端与循环机构相连接，吸取管02另一端与顶部的连接套二32相连接，吸取管02伴随着循环机构的工作，进行污水的抽水，进行水流的流动，实现污泥的转运。

分散套27的外侧套接有稳定圈12，稳定圈12的外侧固定连接有多个伸缩杆06，伸缩杆06的一端连接有支撑柱05，稳定圈12进行连接稳定，伸缩杆06可以进行伸缩，同时内部设置有传感器，进行伸缩量的测量，进而管道进行辅助支撑。

循环机构包括：

污水泵17，其与防护箱01固定连接，污水泵17的输入端与吸取管02相连接，污水泵17的输出端连接有提升管26，提升管26的另一端连接有防护箱01固定连接的过滤箱16，污水泵17进行对应的连接泵取，使得底部淤泥进行转移，经过提升管26进入到过滤箱16中，过滤箱16内设置有过滤板，对水体进行过滤，经过初步过滤的淤泥经过导流管24进入到压滤器23中，导流管24，其与过滤箱16相连接，导流管24的另一端连接有位于防护箱01内的压滤器23，清水管，其一端与过滤箱16的底部相连接，另一端连接有与防护箱01固定连接的净化箱22，压滤器23的清水端与净化箱22相连接，清水管进行转运，进而水经过过滤箱16的净水和压滤器23中的水均进入到净化箱22中，进行最后的过滤；

串通管21，其一端与净化箱22相连接，另一端连接有位于防护箱01内的增压器20，增压器20的一端与高压管13相连接，经过净化箱22过滤后的水，然后经过增压器20的抽取和加压，进入到高压管13中，进行转运，增压器20内设置有高压泵和增压器，进行抽取以及增压。

防护箱01内连接有水箱15和控制器14，水箱15的一侧连接有与净化箱22相连接的单向管，单向管上连接有控流阀和单向阀，水箱15内存储有水，进行前期水的提供，控制器14对整体进行数据处理和信号传递。

本申请实施例的实施原理为：在进行工作时，在基层进行开挖，然后在基坑中安装台型圈09，然后安装上对应数量的沉井主体11，在顶部的沉井主体11上安装分散圈04、吸取管02和分散套27，实现连接，然后接通电源，使得外界的水经过外界水经过泵给，然后经过高压管13进入到分散圈04中，进一步的经过多个竖向管07和密封盖28，进入到导通管39中，然后经过进料管48和动力箱45，实现驱动，高压水经过旋转柱40、固定嘴41和移动嘴42进行喷射，使得泥土软化溶解，沉井主体11经过重力的作用，进行下降，同时配合抽动柱47的推动，以及喷射孔43的喷射，使得旋转柱40转动，同时移动嘴42进行晃动，实现辅助的工作，泥水经过冲刷，积存在沉井主体11内，经过污水泵17的泵取，内部的泥水经过抽取管33、吸取管02和提升管26进入到过滤箱16内，进行第一重的过滤，然后经过重力作用，含水泥土经过导流管24进入到压滤器23中，进行压滤，泥土初步干燥，然后装车运输，压滤器23中的净水和过滤箱16中的净水经过净化管进入到净化箱22中，进行再一次的过滤，经过增压器20的泵取和加压，进入到高压管13中，实现循环，进而减少外界水的补充，节约水资源，在沉井主体11下沉一定角度后，卸去分散圈04和分散套27，然后吊装其他预制好的沉井主体11，安装到顶部的沉井主体11，再安装分散圈04和分散套27，进行循环工作，直到到达指定的位置，其中一次安装的沉井主体11可以为一个或者多个。

在沉井主体11下沉过程中，由于外界因素，使得沉井主体11相对偏移，此时可以经过外界的供给，使得特殊的浆液经过浆液管03进入到分散套27中，然后经过抽取管33、外部管30、连接套三34、内部管29进入到沉井主体11的外部空间，进行填充支撑，对沉井主体11的指定位置进行调整，保证沉井主体11的动态平衡，简化工序。

实施例2，下沉方法包括以下步骤：

S1：地质调查，了解地下土层分布、地下水位等信息；

S2：结构设计，根据地质条件设计合适的沉井尺寸、形状及壁厚，地上挖掘前期的基坑，沉井的尺寸根据具体的挖掘和支撑需要，进行设定，同时在指定位置进行预制，以满足要求；

S3：在基坑内安装底层防护，同时吊装上最底部的沉井，实现连接，利用自身重力使得沉井下降，底层防护同步配套沉井的大小，进行前期的预制；

S4；安装下一层沉井，并且在沉井上吊装安装上调控系统，进行连接；

S5：依据测量，进行对应点位微调，使得沉井平衡，达到规定参数；

S6：通过高压管进行注水，对底部的泥土进行冲刷软化，使沉井主体继续下沉；

S7：卸去部分调控系统，在最顶部的沉井上安装新的沉井主体，安装完成后再套接上卸去的调控系统，进行下一轮沉井；

S8：继续通过测量，在出现偏差位置注浆，进行微调；

S9：卸去部分调控系统，在对应孔洞内封填高强度混凝土。

浆液管03注水压力增压器200～1000bar，注浆浆液为混凝土或高分子填充材料。

本申请实施例的实施原理为：

通过对应的下沉方法，进而实现对应的下沉调节，保证沉井主体11的垂直度和稳定，保证后续的使用。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种城市沉井被动下沉“主动调控”的下沉方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：地质调查，了解地下土层分布、地下水位等信息；

S2：结构设计，根据地质条件设计合适的沉井尺寸、形状及壁厚，地上挖掘前期的基坑；

S3：在基坑内安装底部防护，同时吊装上最底部的沉井，实现连接，利用自身重力使得沉井下降,同时调控系统工作，破坏底部泥土，使得沉井继续下城；

S4；安装下一层沉井，并且在沉井上吊装安装上调控系统，进行连接；

S5：依据测量，进行对应点位微调，使得沉井平衡，达到规定参数；

S6：通过调控系统进行注水，对底部的泥土进行再次冲刷软化，使沉井继续下沉；

S7：卸去部分调控系统，在最顶部的沉井上安装新的沉井，安装完成后再套接上卸去的调控系统，进行下一轮沉井；

S8：继续通过测量，在出现偏差位置注浆，进行微调；

S9：卸去部分调控系统，在对应孔洞内封填高强度混凝土；

所述调控方法基于一调控系统实现；

其中，所述调控系统包括：

防护箱，其设置在地面上，所述防护箱内设置有循环机构；

连接机构，其与循环机构相连接，且连接机构的一侧连接有多个相互拼接的沉降机构。

2.如权利要求1所述的一种城市沉井被动下沉“主动调控”的下沉方法，其特征在于，所述沉降机构包括：

沉井主体，其中间设置有多个横向设置的注浆孔，所述注浆孔内连接有内部管，所述沉井主体上设置有多个顺向设置的竖向孔，所述竖向孔内连接有竖向管；

连接单元，其设置在沉井主体内；

所述连接单元包括：

连接套三，其与内部管的一端固定连接，所述连接套三的另一端连接有外部管，所述外部管的另一端连接有连接套四，所述连接套四的中间转动套接有浆液管，所述浆液管的顶端转动连接有连接套一；

抽取管，其设置在浆液管内，抽取管的外侧固定连接有与浆液管固定连接的支撑杆，所述抽取管的一端转动套接有连接套二；

挖掘单元，其与最底部的抽取管相连接。

3.如权利要求2所述的一种城市沉井被动下沉“主动调控”的下沉方法，其特征在于，所述挖掘单元包括：

台型圈，所述台型圈上固定连接有多个导通管，所述导通管的一端延伸到底部的竖向孔内，进行连接；

旋转柱，其转动套接在导通管的底端，所述旋转柱的外侧固定连接有多个固定嘴；

动力箱，其固定连接在旋转柱内，所述动力箱的输入端连接有与导通管相连通的进料管，所述动力箱的动力输出端传动连接有传动箱二，所述传动箱二的输出端传动连接有传动箱一，所述传动箱一的输出端连接有抽动柱，且抽动柱的另一端固定连接有与固定嘴滑动套接的移动嘴。

4.如权利要求3所述的一种城市沉井被动下沉“主动调控”的下沉方法，其特征在于，所述固定嘴的一侧设置有喷射孔，所述台型圈的横截面采用阶梯形，所述动力箱的液体输出端位于台型圈内。

5.如权利要求1所述的一种城市沉井被动下沉“主动调控”的下沉方法，其特征在于，所述连接机构包括：

分散圈，其与顶部的竖向管相连接，所述分散圈的一侧连接有与循环机构相连接的高压管；

分散套，其与顶部的连接套一相连接，分散套的一侧连接有浆液管，分散套的顶部连接有密封盖；

吸取管，其一端与循环机构相连接，吸取管另一端与顶部的连接套二相连接。

6.如权利要求1所述的一种城市沉井被动下沉“主动调控”的下沉方法，其特征在于，所述分散套的外侧套接有稳定圈，所述稳定圈的外侧固定连接有多个伸缩杆，所述伸缩杆的一端连接有支撑柱。

7.如权利要求1所述的一种城市沉井被动下沉“主动调控”的下沉方法，其特征在于，所述循环机构包括：

污水泵，其与防护箱固定连接，所述污水泵的输入端与吸取管相连接，所述污水泵的输出端连接有提升管，所述提升管的另一端连接有防护箱固定连接的过滤箱；

导流管，其与过滤箱相连接，所述导流管的另一端连接有位于防护箱内的压滤器；

清水管，其一端与过滤箱的底部相连接，另一端连接有与防护箱固定连接的净化箱，所述压滤器的清水端与净化箱相连接；

串通管，其一端与净化箱相连接，另一端连接有位于防护箱内的增压器，所述增压器的一端与高压管相连接。

8.如权利要求7所述的一种城市沉井被动下沉“主动调控”的下沉方法，其特征在于，所述防护箱内连接有水箱和控制器，所述水箱的一侧连接有与净化箱相连接的单向管，所述单向管上连接有控流阀和单向阀。

9.如权利要求1所述的一种城市沉井被动下沉“主动调控”的下沉方法，其特征在于，所述浆液管注水压力增压器200～1000bar，注浆浆液为混凝土或高分子填充材料。