【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水利工程，尤其是涉及一种水库竖井开挖用预支护装置及其施工方法。
技术介绍
1、目前，竖井是洞壁直立的井状管道，实际是一种坍陷漏斗，在平面轮廓上呈方形、长条状或不规则圆形，井壁陡峭，近乎直立，竖井被广泛应用于水利水电工程的取水、引水、通排风、溜渣、补气，竖井施工具有占地面积小、对周边施工干扰少等特点，水库工程中的竖井是用来排水、排泥和检测地下水位等作用。
2、竖井的施工是整个水库工程中非常重要的一部分，直接关系到水库的整体运行效果，因此，需要严格按照设计方案进行施工，保证施工质量和安全，在实际施工中，要充分考虑到施工环境和水库的实际情况，科学合理地制定竖井施工方案，确保竖井的施工质量和效果。
3、然而，现有的水库竖井开挖预支护装置的重量较重，不易运输，并且在安装时，由于受到水体和土体的阻力，导致安装时效率较低，影响了后续的施工进程。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种水库竖井开挖用预支护装置及其施工方法，其优点是能够减轻重量，便于运输；同时，提高了安装效率和施工效率。
2、本专利技术的上述专利技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一方面，本专利技术提供一种水库竖井开挖用预支护装置，包括环形支撑组件与多个径向支撑组件；所述环形支撑组件包括多个支撑单元，多个所述支撑单元首尾依次连接围设成旋转空腔，多个所述径向支撑组件均设置于所述旋转通腔内，多个所述径向支撑组件的外壁均与所述旋转通腔的内周壁抵接，多个所述径
3、优选地，本专利技术提供的水库竖井开挖用预支护装置，所述支撑单元包括支撑架与钻土机构，所述支撑架的外表面的相对两侧分别设置有第一u型部与第二u型部，所述第一u型部内设置有第一密封条，所述第二u型部内设置有第二密封条，所述支撑架的顶端开设有填充腔，所述填充腔沿着所述旋转空腔的中心线方向向下延伸，所述填充腔内设置有固定隔板，所述固定隔板靠近所述填充腔的底端设置，所述固定隔板将所述填充腔分隔成第一腔室与第二腔室，所述固定隔板上开设有通孔，所述通孔沿着所述旋转通腔的中心线方向延伸，所述第一腔室内设置有连接套管，所述连接套管的底端插设于所述通孔内，所述连接套管与所述第二腔室连通；所述钻土机构的顶端依次穿过所述第二腔室与所述连接套管延伸至外部，所述钻土机构的顶端用于与外置的驱动电机连接，所述钻土机构的底端沿着所述旋转通腔的中心线方向向下延伸至外部，所述钻土机构能够相对所述支撑架转动；所述第一腔室内用于注入混凝土。
4、优选地，本专利技术提供的水库竖井开挖用预支护装置，所述钻土机构包括第一齿轮、连接转杆、相对设置的两个传动单元以及三个钻土单元，所述第一齿轮设置于所述第二腔室内，所述第一齿轮能够相对所述支撑架转动，所述第一齿轮与所述连接套管对应设置，所述第一齿轮的顶端设置有连接件，所述连接件插设于所述连接套管的底端，所述连接件能够相对所述连接套管转动，所述连接转杆的底端插设于所述连接套管内，所述连接转杆的底端插设于所述连接件内，所述连接转杆的顶端沿着所述旋转通腔的中心线方向延伸至外部，所述连接转杆的顶端用于与所述驱动电机连接，所述连接转杆能够相对所述连接套管转动；两个所述传动单元均设置所述第二腔室内，所述两个传动单元分别设置于所述第一齿轮的相对两侧，两个所述传动单元均与所述第一齿轮相啮合，所述第一齿轮能够带动所述传动单元转动，所述传动单元的顶端与所述固定隔板的底端可转动连接；三个所述钻土单元分别设置于所述第一齿轮的底端与两个所述传动单元的底端，所述钻土单元的顶端穿过所述支撑架的底端插设于所述第二腔室内、且与所述传动单元的底端或所述第一齿轮的底端连接，所述钻土单元的底端沿着所述连接套管的中心线方向向下延伸至外部，所述钻土单元能够相对所述支撑架转动。
5、优选地，本专利技术提供的水库竖井开挖用预支护装置，所述传动单元包括第二齿轮与第三齿轮，所述第二齿轮与所述第三齿轮均设置于所述第二腔室内，所述第一齿轮、所述第二齿轮以及所述第三齿轮依次设置，所述第一齿轮与所述第三齿轮均与所述第二齿轮相啮合，所述第二齿轮通过转轴与所述固定隔板的底端可转动连接，所述第三齿轮通过转动轴与所述固定隔板的底端可转动连接；所述钻土单元设置于所述第三齿轮的底端。
6、优选地，本专利技术提供的水库竖井开挖用预支护装置，所述钻土单元包括竖向锥杆与螺旋板，所述竖向锥杆的顶端穿过所述支撑架的底端插设于所述第二腔室内、且与所述第三齿轮的底端或所述第一齿轮的底端连接，所述竖向锥杆的底端沿着所述连接套管的中心线方向向下延伸至外部，所述竖向锥杆能够相对所述支撑架转动；所述螺旋板设置于靠近所述竖向锥杆的底端的外周壁上，所述螺旋板位于所述支撑架的外部。
7、优选地，本专利技术提供的水库竖井开挖用预支护装置，所述支撑架中的第一u型部与其相邻所述支撑架中的第二u型部相适配，所述支撑架中的第一u型部与其相邻所述支撑架中的第二u型扣合连接。
8、优选地，本专利技术提供的水库竖井开挖用预支护装置，所述第一密封条与所述第二密封条均采用硅橡胶材质。
9、优选地，本专利技术提供的水库竖井开挖用预支护装置，所述径向支撑组件包括连接圆环与多个抵顶单元，多个所述抵顶单元均设置于所述连接圆环的外周壁上，多个所述抵顶单元沿着所述连接圆环的周向间隔设置，所述抵顶单元的一端与所述连接圆环的外周壁连接，所述抵顶单元的另一端沿着所述连接圆环的径向向外延伸，所述顶端单元背离所述连接圆环的一端用于抵顶于所述旋转通腔的内周壁上。
10、优选地，本专利技术提供的水库竖井开挖用预支护装置，所述抵顶单元包括伸缩气缸与弧形支撑板，所述伸缩气缸的缸筒与所述连接圆环的外周壁连接，所述伸缩气缸的活塞杆的端部与所述弧形支撑板的一侧连接，所述弧形支撑板与所述旋转通腔的内周壁相适配，所述弧形支撑板背离所述伸缩气缸的一侧用于抵顶于所述旋转通腔的内周壁上。
11、另一方面，本专利技术提供一种如上述水库竖井开挖用预支护装置的施工方法，包括如下步骤：
12、s101、将多个所述支撑单元内注入混凝土；
13、s102、待所述混凝土凝固后，利用起吊机吊起带有所述混凝土的所述支撑单元，确定竖向开挖的目标区域后，所述起吊机带动所述支撑单元移动至所述目标区域上方，将所述支撑单元插入地内预设深度，所述支撑单元的顶部高于水面；
14、s103、重复步骤s102，直至多个所述支撑单元拼接成所述环形支撑组件，所述环形支撑组件进行预支护；
15、s104、通过挖井设备对所述环形支撑组件内部的土体开挖至预测深度，使用起吊机将所述径向支撑组件吊放至所述旋转通腔内，所述径向支撑组件的外壁抵顶于所述旋转通腔的内周壁上；
16、s105、继续采用所述挖井设备向下开挖，每挖至预测深度就使用一个所述径向支撑组件进行支撑，直至完成挖井。
17、综上所述，本专利技术的有益技术效果为：本申请提供的水库竖井开挖用预支护装置及其施工方法，其中，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水库竖井开挖用预支护装置，其特征在于：包括环形支撑组件与多个径向支撑组件；
2.根据权利要求1所述的水库竖井开挖用预支护装置，其特征在于：所述支撑单元包括支撑架与钻土机构，所述支撑架的外表面的相对两侧分别设置有第一U型部与第二U型部，所述第一U型部内设置有第一密封条，所述第二U型部内设置有第二密封条，所述支撑架的顶端开设有填充腔，所述填充腔沿着所述旋转空腔的中心线方向向下延伸，所述填充腔内设置有固定隔板，所述固定隔板靠近所述填充腔的底端设置，所述固定隔板将所述填充腔分隔成第一腔室与第二腔室，所述固定隔板上开设有通孔，所述通孔沿着所述旋转通腔的中心线方向延伸，所述第一腔室内设置有连接套管，所述连接套管的底端插设于所述通孔内，所述连接套管与所述第二腔室连通；
3.根据权利要求2所述的水库竖井开挖用预支护装置，其特征在于：所述钻土机构包括第一齿轮、连接转杆、相对设置的两个传动单元以及三个钻土单元，所述第一齿轮设置于所述第二腔室内，所述第一齿轮能够相对所述支撑架转动，所述第一齿轮与所述连接套管对应设置，所述第一齿轮的顶端设置有连接件，所述连接件插设于所述连
4.根据权利要求3所述的水库竖井开挖用预支护装置，其特征在于：所述传动单元包括第二齿轮与第三齿轮，所述第二齿轮与所述第三齿轮均设置于所述第二腔室内，所述第一齿轮、所述第二齿轮以及所述第三齿轮依次设置，所述第一齿轮与所述第三齿轮均与所述第二齿轮相啮合，所述第二齿轮通过转轴与所述固定隔板的底端可转动连接，所述第三齿轮通过转动轴与所述固定隔板的底端可转动连接；所述钻土单元设置于所述第三齿轮的底端。
5.根据权利要求4所述的水库竖井开挖用预支护装置，其特征在于：所述钻土单元包括竖向锥杆与螺旋板，所述竖向锥杆的顶端穿过所述支撑架的底端插设于所述第二腔室内、且与所述第三齿轮的底端或所述第一齿轮的底端连接，所述竖向锥杆的底端沿着所述连接套管的中心线方向向下延伸至外部，所述竖向锥杆能够相对所述支撑架转动；
6.根据权利要求2所述的水库竖井开挖用预支护装置，其特征在于：所述支撑架中的第一U型部与其相邻所述支撑架中的第二U型部相适配，所述支撑架中的第一U型部与其相邻所述支撑架中的第二U型扣合连接。
7.根据权利要求2所述的水库竖井开挖用预支护装置，其特征在于：所述第一密封条与所述第二密封条均采用硅橡胶材质。
8.根据权利要求1所述的水库竖井开挖用预支护装置，其特征在于：所述径向支撑组件包括连接圆环与多个抵顶单元，多个所述抵顶单元均设置于所述连接圆环的外周壁上，多个所述抵顶单元沿着所述连接圆环的周向间隔设置，所述抵顶单元的一端与所述连接圆环的外周壁连接，所述抵顶单元的另一端沿着所述连接圆环的径向向外延伸，所述顶端单元背离所述连接圆环的一端用于抵顶于所述旋转通腔的内周壁上。
9.根据权利要求8所述的水库竖井开挖用预支护装置，其特征在于：所述抵顶单元包括伸缩气缸与弧形支撑板，所述伸缩气缸的缸筒与所述连接圆环的外周壁连接，所述伸缩气缸的活塞杆的端部与所述弧形支撑板的一侧连接，所述弧形支撑板与所述旋转通腔的内周壁相适配，所述弧形支撑板背离所述伸缩气缸的一侧用于抵顶于所述旋转通腔的内周壁上。
10.一种如权利要求1至9任一项水库竖井开挖用预支护装置的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种水库竖井开挖用预支护装置，其特征在于：包括环形支撑组件与多个径向支撑组件；
2.根据权利要求1所述的水库竖井开挖用预支护装置，其特征在于：所述支撑单元包括支撑架与钻土机构，所述支撑架的外表面的相对两侧分别设置有第一u型部与第二u型部，所述第一u型部内设置有第一密封条，所述第二u型部内设置有第二密封条，所述支撑架的顶端开设有填充腔，所述填充腔沿着所述旋转空腔的中心线方向向下延伸，所述填充腔内设置有固定隔板，所述固定隔板靠近所述填充腔的底端设置，所述固定隔板将所述填充腔分隔成第一腔室与第二腔室，所述固定隔板上开设有通孔，所述通孔沿着所述旋转通腔的中心线方向延伸，所述第一腔室内设置有连接套管，所述连接套管的底端插设于所述通孔内，所述连接套管与所述第二腔室连通；
3.根据权利要求2所述的水库竖井开挖用预支护装置，其特征在于：所述钻土机构包括第一齿轮、连接转杆、相对设置的两个传动单元以及三个钻土单元，所述第一齿轮设置于所述第二腔室内，所述第一齿轮能够相对所述支撑架转动，所述第一齿轮与所述连接套管对应设置，所述第一齿轮的顶端设置有连接件，所述连接件插设于所述连接套管的底端，所述连接件能够相对所述连接套管转动，所述连接转杆的底端插设于所述连接套管内，所述连接转杆的底端插设于所述连接件内，所述连接转杆的顶端沿着所述旋转通腔的中心线方向延伸至外部，所述连接转杆的顶端用于与所述驱动电机连接，所述连接转杆能够相对所述连接套管转动；
4.根据权利要求3所述的水库竖井开挖用预支护装置，其特征在于：所述传动单元包括第二齿轮与第三齿轮，所述第二齿轮与所述第三齿轮均设置于所述第二腔室内，所述第一齿轮、所述第二齿轮以及所述第三齿轮依次设置，所述第一齿轮与所述第三齿轮均与所述第二齿轮相啮合，所述第二齿轮通过转轴与所述固定隔板的底端可...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨绍平，赵小云，张丰超，张江，井发成，
申请(专利权)人：中国二冶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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