下沉式竖井掘进设备VSM

紧凑型沉井技术,适用于所有地质条件

地质状况 软土 非均质地层 岩石
直径
4.5–18米

下沉式竖井掘进设备VSM的应用

为能迅速而可靠地进行竖井施工,海瑞克开发了下沉式竖井掘进设备VSM,目前该产品已被市场广泛接受。这种独一无二的机械化沉井设备在地下水以下地层施工时更显其优势。总体而言,本设备可在抗压强度小于80兆帕的稳定软质地层中使用。

 

挖掘和竖井施工同步进行

每一台海瑞克下沉式竖井掘进设备均由两个主要部件组成:竖井挖掘设备和沉降设备。竖井挖掘机吊装到始发井结构内,由三条机械臂牢固地压附在井壁上。在一条伸缩臂上,安装能旋转的截割头,截割头上安装有截齿。截割头在竖井底部削挖土壤。截割头具有伸缩性,可以执行上转、下转和旋转动作。这样,即可完成整个竖井断面的挖掘,并完成一定超挖。借助潜水泵,以液压方式将渣土泵送到地面上的泥水分离站。竖井结构的下部混凝土环,亦称为竖井刃脚,呈一斜面,因此在下沉过程中可以切削土壤。此外,伸缩臂及截割头在竖井刃脚以下的超挖,连同井壁外侧环状间隙中的膨润土润滑,共同降低了竖井壁与周围土壤之间的摩擦力。在地面,有3到4个带液压油缸的沉降单元与竖井周边的环形混凝土基础牢固地连接在一起。这些沉降单元通过钢丝绳与竖井结构的下部混凝土基环相连。这样,在挖掘过程中,能以可控的方式,将整个竖井结构拉住并下沉。使用预制混凝土管片,竖井衬砌在地面同步进行。由于各个工序(截割、渣土清除、竖井施工以及竖井结构下沉)同时进行,使得下沉式竖井掘进VSM技术可以实现较快的施工进度,每个班次可以达到5米。

功能原理

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动力管线塔

将动力供应管线拖链的电缆和软管引入竖井——与竖井结构同步下沉

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竖井

整体竖井结构采用预制混凝土管片或现场浇注混凝土

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回收卷扬机

必要时用钢丝绳和卷扬机回收机器

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沉降单元

利用附于竖井边缘的钢丝绳下沉整个竖井结构

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动力供应管线拖链

包括掘进机与地面之间的全部供电线路

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铣挖头

利用高速旋转(最大80rpm)的截齿挖掘竖井底部的土壤

7
伸缩臂

借助液压动力和伸缩调整,可以覆盖竖井的整个断面

8
平台

安装伸缩臂的旋转驱动装置,以及机器的附件。

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机械臂

将竖井掘进机固定到井壁的底部管片

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刃脚

在下沉竖井的同时切削软质土壤——这样即无需进行超挖

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将动力供应管线拖链的电缆和软管引入竖井——与竖井结构同步下沉

整体竖井结构采用预制混凝土管片或现场浇注混凝土

必要时用钢丝绳和卷扬机回收机器

利用附于竖井边缘的钢丝绳下沉整个竖井结构

包括掘进机与地面之间的全部供电线路

利用高速旋转(最大80rpm)的截齿挖掘竖井底部的土壤

借助液压动力和伸缩调整,可以覆盖竖井的整个断面

安装伸缩臂的旋转驱动装置,以及机器的附件。

将竖井掘进机固定到井壁的底部管片

在下沉竖井的同时切削软质土壤——这样即无需进行超挖

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循序渐进建造竖井

在挖掘初期,整个竖井充满泥水。此时可以启动泥水管路,用于输送开挖出来的物料。这也意味着无需降低地下水位。泥水分离站将泥水与渣土分离,并将泥水循环注入竖井中。竖井结构持续下沉的同时,管环施工在地面同步进行。达到要求的深度后,将掘进机回收。然后,在水下浇铸混凝土进行竖井底部密封,用砂浆填充环形间隙,以形成摩擦支护,将竖井固定。最后用泵将泥水排空,竖井即可投入使用。

功能设计

利用装有挖掘刀具的铣挖头挖掘竖井底部的土壤。

利用潜水泵,以液压方式将渣土运至地面。

用沉降单元可控地沉降整个竖井结构。

在地面利用预制钢筋混凝土管片或以现场浇注混凝土方式进行竖井衬砌。

自上而下,一切尽在掌控之中

所有作业过程均从地面进行控制和监测。除泥水分离站、沉降单元和卷扬机外,施工现场的设备还包括一个控制室和电力供应系统。关于挖掘作业的全部可用信息均在控制室进行收集和观察。在控制室,操作员把控一切,对所有情况及时做出反应。在挖掘完成后或需更换挖掘刀具时,竖井掘进机可以由卷扬机提升至地面。整体系统采用模块化设计的优势在城市内项目中越来越明显。设备可按实际需要进行布置。例如,如果竖井旁边没有足够的空间,泥水分离站可以布置在邻近施工现场的某条街道上。

应用范围广泛

利用海瑞克下沉式竖井掘进技术VSM建设的竖井应用范围广泛。此外,特殊的解决方案,例如城区地下停车竖井(地下停车塔)或矿业勘探和通风竖井扩展了这种灵活机器的应用范围。针对客户的特殊需求,可以订制直径达18米的大型机器。创新性的下沉式竖井掘进技术VSM已在多个项目中展示其优势。下沉式竖井掘进设备VSM可以挖掘各类竖井,安全、快捷而且环保。在地下水以下的困难地质条件以及在施工现场空间狭窄的情况下,下沉式竖井掘进技术VSM的优势更加明显。

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Gerhard Goisser COO Herrenknecht Tunnelling Systems USA, Inc.
Jack Brockway Geschäftsführer Herrenknecht Tunnelling Systems USA Inc.

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