[发明专利]一种立井施工装置及施工方法

说明书

本发明涉及一种立井施工装置及方法，装置包括机架、钻机、吊机、起重设备以及空压设备以及泥浆处理设备，机架包括平台、多根支腿，多根支腿支撑在平台底部，使平台底部架空并形成工作空间；钻机包括钻机主机、连接在钻机主机底部的钻具，钻机主机设置在平台上；钻具包括钻杆、连接在钻杆底端的导向器、一端连接在导向器底部的中心筒以及连接在中心筒另一端的刀盘；吊机连接在平台的底部，起重设备设置在工作空间内，空压设备、泥浆处理设备设置在平台上。本发明通过加高平台，留出设备及管片操作空间，保证施工操作的便利性、效率、安全性；刀盘全断面开挖，提高施工效率，钻具的移除，不与管片干涉；下沉管片同步支护，保证施工安全。

技术领域

本发明属于立井施工技术领域，具体涉及一种立井施工装置及施工方法。

背景技术

目前，竖井钻机的钻井法施工是采用刀盘全断面开挖，气举反循环泥浆排渣，掘进过程采用泥浆护壁支护，掘进完成之后采用预制管片沉井支护，对于地质容易塌方的地区，施工前需要对竖井周围进行注浆加固。刀盘全断面开挖，效率高，气举反循环泥浆排渣效率高；但是施工过程采用泥浆护壁，由于仅靠泥浆的张力支撑井筒，容易发生塌方，尤其存在刀盘转动的扰动影响，地面注浆成本高、污染地质，甚至因为高压注浆破坏周围的土质，发生不可预见的次生灾害，此外，刀盘直径固定，无法从小的后部衬砌中拎出来。

下沉式立井掘进机施工是采用下沉式立井掘进机的截割头开挖，泵吸反循环排渣，下沉管片同步支护。下沉管片同步支护的支护效果好，避免塌方危险，但是截割头挖掘范围有限，严重限制施工效率，泵吸反循环的排渣效率低于气举反循环泥浆排渣，且对泵的要求非常高，泵的采购成本高。

因此，现有技术中：下沉式立井掘进机施工无法做到全断面开挖，施工效率低；泵吸反循环排渣效率低，且泵的要求高，不适应深竖井施工；泥浆护壁无法有效保证井筒在施工中不塌方，施工风险高；传统的固定式刀盘无法实现变径，在钻进过程中若后部有钢筒、管片等支护，施工完成后导致钻具无法拎出来。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种立井施工装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种立井施工装置，包括：

机架，包括平台、多根支腿，多根所述的支腿支撑在所述的平台底部，使所述的平台底部架空并形成工作空间；

钻机，包括钻机主机、连接在所述的钻机主机底部的钻具，所述的钻机主机设置在所述的平台上；所述的钻具包括钻杆、连接在所述的钻杆底端的导向器、一端连接在所述的导向器底部的中心筒以及连接在所述的中心筒另一端的刀盘；

吊机，所述的吊机连接在所述的平台的底部，并且可相对平台移动；

起重设备，所述的起重设备设置在所述的工作空间内；

空压设备以及泥浆处理设备，所述的空压设备、泥浆处理设备设置在所述的平台上。

上述技术方案优选地，所述的导向器包括导向器固定架、连接在所述的固定架四周的多个连杆机构以及连接在所述的连杆机构上的撑靴，所述的撑靴的支撑面始终保持在竖直方向上，所述的连杆机构带动所述的撑靴在导向器固定架径向上伸出或者缩回。

进一步优选地，所述的撑靴的支撑面上设置有耐磨板，所述的耐磨板上具有凸起的耐磨条。

上述技术方案优选地，所述的刀盘包括刀盘固定架、连接在所述的刀盘固定架四周的多个连杆机构、连接在所述的连杆机构上的扩孔臂以及滚刀，所述的连杆机构带动所述的扩孔臂在刀盘固定架径向上伸出或者缩回，所述的刀盘固定架底部设置有多个所述的滚刀，多个所述的滚刀在水平方向上分布，所述的扩孔臂上也设置有多个所述的滚刀。

进一步优选地，所述的扩孔臂具有扩孔面、安装面，所述的扩孔面始终保持在竖直方向上，所述的安装面与所述的扩孔面之间形成大于90度夹角，多个所述的滚刀设置在所述的安装面上。