【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及沉井施工，具体是一种复杂地质基础沉井结构及其施工方法。
技术介绍
1、沉井结构是一种用于水下或者水位较高地区建筑基础的结构形式，通常用于港口、码头、桥梁、电力管廊等工程的基础建设，沉井是由钢筋混凝土制成的大型箱体结构，它通过自重和外部压力逐步沉入土壤或水底，直至达到所需的设计深度，然后内部进行灌注混凝土或其他加固处理，最终形成稳定的基础，现有的沉井壁在下沉时，由于刃脚周围的土地不平整，导致刃脚受到的周围泥土载荷不一致，容易造成沉井壁偏移，影响整体结构的稳定性和安全性，甚至可能导致周边地面沉降；在对沉井壁刃脚周围的土地进行挖掘时，在复杂地质条件下，周边环境上部的高压线距离较近，影响现场施工效率，周围土地的硬度不一致，用挖机难以均匀挖掘，不能保证沉井壁的受力均匀，同时对于一些难以挖掘的土地会影响沉井壁下沉的效率，降低了施工效率。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种复杂地质基础沉井结构及其施工方法，以解决现有技术中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种复杂地质基础沉井结构，所述沉井结构包括沉井装置、升降装置和泥浆泵，所述沉井装置包括外壳，所述外壳的一端安装有顶板，所述顶板上设置有凹槽，所述升降装置的一端安装在顶板的一侧，所述顶板的凹槽中转动连接有驱动结构，所述驱动结构与泥浆泵通过管道连接，所述外壳的内部安装从上到下依次安装有传动结构、上转换结构、下转换结构和密封板，所述密封板在外壳的一端转动，所述密封板上设置有通槽，所述传
3、所述驱动结构包括电机，所述电机安装在顶板的上方，所述电机的输出轴上安装有蜗杆，所述顶板的凹槽中转动安装有驱动轴，所述驱动轴与泥浆泵通过管道连接，所述驱动轴的一端安装有蜗轮，所述蜗轮与蜗杆啮合，所述驱动轴的外表面设置有外螺纹，所述电机接入控制系统。人工操控控制系统控制电机启动，电机的输出轴带动蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮转动，蜗轮带动驱动轴转动。
4、所述传动结构包括支撑环，所述支撑环安装在外壳的内部，所述支撑环上设置有转动槽，所述转动槽内转动连接有棘轮，所述转动槽的槽壁上转动连接有第一棘爪和第二棘爪，所述第一棘爪的一侧安装有第一电动弹簧，所述第一电动弹簧的一端安装在转动槽的槽壁上，所述第二棘爪的一侧安装有第二电动弹簧，所述第二电动弹簧的一端安装在转动槽的槽壁上，所述棘轮上设置有滑动槽，所述滑动槽内滑动连接有上转换结构，所述第一电动弹簧和第二电动弹簧接入控制系统。
5、所述上转换结构包括第一大齿轮、套筒，所述套筒的一端连接有方形筒，所述方形筒在滑动槽中滑动，所述套筒的内部设置有内螺纹，所述驱动轴安装在套筒内，所述外螺纹与内螺纹相适配，所述套筒的外表面从上到下依次安装有第一外齿轮、第二外齿轮、第一限位块和支撑板，所述支撑板在套筒的外表面上转动，所述第一大齿轮转动连接在下转换结构的一侧，所述第一大齿轮的内壁安装有内齿轮，所述内齿轮与第一外齿轮和第二外齿轮啮合，所述外壳的内部安装有第一外齿圈，所述支撑板的一端安装有压土结构，所述压土结构的一端安装有第一行星齿轮，所述第一外齿圈与第一行星齿轮啮合，所述第一行星齿轮与第一大齿轮啮合。
6、所述下转换结构包括外筒，所述外筒在通槽内转动，所述外筒的一端安装有第二大齿轮，所述第一大齿轮在第二大齿轮的一侧转动，所述外筒的外表面设置有安装槽，所述安装槽与第一限位块相适配，所述外壳的内壁安装有第二外齿圈，所述支撑板的一侧安装有支撑块，所述压土结构在支撑块的一端转动，所述支撑块的另一端滑动连接有挖土结构，所述支撑块的一侧连接有连接管，所述连接管的一端转动连接有第二行星齿轮，所述第二行星齿轮上设置有限位槽，所述第二行星齿轮与第二外齿圈啮合，所述第二外齿圈与第二大齿轮啮合。
7、所述压土结构包括第一转轴，所述第一转轴在支撑板的一端转动，所述第一转轴的外表面转动连接有密封壳，所述第一转轴的外表面上安装有第一锥齿轮，所述密封壳的内壁上转动连接有立柱，所述立柱上安装有第二锥齿轮和第一连杆，所述第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合，所述第一连杆的一端转动连接有第二连杆，所述第二连杆的一端转动连接有滑动柱，所述滑动柱在第一转轴上滑动，所述滑动柱的一端连接有压土板。
8、所述挖土结构包括第二转轴、转动盘，所述转动盘在支撑环的一侧转动，所述第二转轴在转动盘的一侧转动，所述第二转轴的外表面连接有第二限位块，所述第二限位块与限位槽相适配，所述第二转轴的一端安装有挖土器，所述挖土器的外表面从上到下依次安装有排泥刀、钻土刀和破土刀。
9、一种复杂地质基础沉井结构的施工方法，采用一种复杂地质基础沉井结构，所述方法包括如下步骤：
10、s1、浇筑沉井壁；
11、s2、放入沉井装置；
12、s3、压实土地；
13、s4、挖掘土地；
14、s5、取出沉井装置；
15、s6、封底。
16、所述s1包括如下步骤：
17、s101、人工浇筑沉井壁，制作刃脚，通过挖机将预制沉井位置的中间土地挖开；
18、所述s2包括如下步骤：
19、s201、控制升降装置将沉井结构放入沉井壁内部；
20、s202、控制泥浆泵启动，将地下泥水从驱动轴中抽出；
21、所述s3包括如下步骤：
22、s301、控制电机启动，控制第二通电弹簧通电收缩，第二通电弹簧带动第二棘爪转动到转动槽内，电机的输出轴带动蜗杆正转，蜗杆带动蜗轮正转，蜗轮带动驱动轴正转，驱动轴带动套筒正转，套筒带动方形筒正转，由于第一棘爪抵住棘轮，方形筒在滑动槽中向远离电机的方向滑动；
23、s302、套筒带动支撑板滑动，支撑板带动第一转轴和支撑块滑动，第一转轴带动第一行星齿轮滑动到与第一大齿轮和第一外齿圈啮合的位置，支撑块带动连接管滑动，连接管带动第二行星齿轮滑动，第二行星齿轮与第二外齿圈和第二大齿轮脱离啮合，压土结构滑动到挖土结构的下方；
24、s303、控制电机反转，电机的输出轴带动蜗杆反转，蜗杆带动蜗轮反转，蜗轮带动驱动轴反转，驱动轴带动套筒反转，套筒带动方形筒反转，由于棘轮在第一棘爪上滑动，方形筒带动棘轮转动；
25、s304、套筒带动第一外齿轮转动，第一外齿轮带动内齿轮转动，内齿轮带动第一大齿轮转动，第一大齿轮带动第一行星齿轮转动，第一行星齿轮在自转的同时绕着第一大齿轮公转，第一行星齿轮带动第一转轴在自转的同时绕着第一大齿轮公转，第一转轴带动密封板转动，支撑板带动支撑块绕着第一大齿轮公转，支撑块带动第二转轴绕着第一大齿轮公转；
26、s305、第一转轴带动第一锥齿轮转动，第一锥齿轮带动第二锥齿轮转动，第二锥齿轮带动立柱转动，立柱带动第一连杆转动，第一连杆带动第二连杆转动，第二连杆带动滑动柱在第一转轴上来回滑动本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种复杂地质基础沉井结构，其特征在于：所述沉井结构包括沉井装置、升降装置(11)和泥浆泵，所述沉井装置包括外壳(1)，所述外壳(1)的一端安装有顶板(3)，所述顶板(3)上设置有凹槽，所述升降装置(11)的一端安装在顶板(3)的一侧，所述顶板(3)的凹槽中转动连接有驱动结构(2)，所述驱动结构(2)与泥浆泵通过管道连接，所述外壳(1)的内部安装从上到下依次安装有传动结构(4)、上转换结构(5)、下转换结构(6)和密封板(9)，所述密封板(9)在外壳(1)的一端转动，所述密封板(9)上设置有通槽，所述传动结构(4)安装在顶板(3)的下方，所述上转换结构(5)的一端安装有压土结构(7)，所述下转换结构(6)的一端安装有挖土结构(8)，所述升降装置(11)和泥浆泵接入控制系统。
2.根据权利要求1所述的一种复杂地质基础沉井结构，其特征在于：所述驱动结构(2)包括电机(21)，所述电机(21)安装在顶板(3)的上方，所述电机(21)的输出轴上安装有蜗杆(22)，所述顶板(3)的凹槽中转动安装有驱动轴(24)，所述驱动轴(24)与泥浆泵通过管道连接，所述驱动轴(24)的一端
3.根据权利要求2所述的一种复杂地质基础沉井结构，其特征在于：所述传动结构(4)包括支撑环(41)，所述支撑环(41)安装在外壳(1)的内部，所述支撑环(41)上设置有转动槽，所述转动槽内转动连接有棘轮(42)，所述转动槽的槽壁上转动连接有第一棘爪(43)和第二棘爪(44)，所述第一棘爪(43)的一侧安装有第一电动弹簧，所述第一电动弹簧的一端安装在转动槽的槽壁上，所述第二棘爪(44)的一侧安装有第二电动弹簧，所述第二电动弹簧的一端安装在转动槽的槽壁上，所述棘轮(42)上设置有滑动槽，所述滑动槽内滑动连接有上转换结构(5)，所述第一电动弹簧和第二电动弹簧接入控制系统。
4.根据权利要求3所述的一种复杂地质基础沉井结构，其特征在于：所述上转换结构(5)包括第一大齿轮(51)、套筒(56)，所述套筒(56)的一端连接有方形筒(55)，所述方形筒(55)在滑动槽中滑动，所述套筒(56)的内部设置有内螺纹，所述驱动轴(24)安装在套筒(56)内，所述外螺纹(25)与内螺纹相适配，所述套筒(56)的外表面从上到下依次安装有第一外齿轮(58)、第二外齿轮(59)、第一限位块(57)和支撑板(53)，所述支撑板(53)在套筒(56)的外表面上转动，所述第一大齿轮(51)转动连接在下转换结构(6)的一侧，所述第一大齿轮(51)的内壁安装有内齿轮，所述内齿轮与第一外齿轮(58)和第二外齿轮(59)啮合，所述外壳(1)的内部安装有第一外齿圈(52)，所述支撑板(53)的一端安装有压土结构(7)，所述压土结构(7)的一端安装有第一行星齿轮(54)，所述第一外齿圈(52)与第一行星齿轮(54)啮合，所述第一行星齿轮(54)与第一大齿轮(51)啮合。
5.根据权利要求4所述的一种复杂地质基础沉井结构，其特征在于：所述下转换结构(6)包括外筒(63)，所述外筒(63)在通槽内转动，所述外筒(63)的一端安装有第二大齿轮(61)，所述第一大齿轮(51)在第二大齿轮(61)的一侧转动，所述外筒(63)的外表面设置有安装槽，所述安装槽与第一限位块(57)相适配，所述外壳(1)的内壁安装有第二外齿圈(62)，所述支撑板(53)的一侧安装有支撑块(64)，所述压土结构(7)在支撑块(64)的一端转动，所述支撑块(64)的另一端滑动连接有挖土结构(8)，所述支撑块(64)的一侧连接有连接管(65)，所述连接管(65)的一端转动连接有第二行星齿轮(66)，所述第二行星齿轮(66)上设置有限位槽(67)，所述第二行星齿轮(66)与第二外齿圈(62)啮合，所述第二外齿圈(62)与第二大齿轮(61)啮合。
6.根据权利要求5所述的一种复杂地质基础沉井结构，其特征在于：所述压土结构(7)包括第一转轴(71)，所述第一转轴(71)在支撑板(53)的一端转动，所述第一转轴(71)的外表面转动连接有密封壳(72)，所述第一转轴(71)的外表面上安装有第一锥齿轮(73)，所述密封壳(72)的内壁上转动连接有立柱，所述立柱上安装有第二锥齿轮(74)和第一连杆(75)，所述第一锥齿轮(73)和第二锥齿轮(74)啮合，所述第一连杆(75)的一端转动连接有第二连杆(76)，所述第二连杆(76)的一端转动连接有滑动柱(77)，所述滑动柱(77)在第一转轴(71)上滑动，所述滑动柱(77)的一端连接有压土板(78)。
7.根...
【技术特征摘要】
1.一种复杂地质基础沉井结构，其特征在于：所述沉井结构包括沉井装置、升降装置(11)和泥浆泵，所述沉井装置包括外壳(1)，所述外壳(1)的一端安装有顶板(3)，所述顶板(3)上设置有凹槽，所述升降装置(11)的一端安装在顶板(3)的一侧，所述顶板(3)的凹槽中转动连接有驱动结构(2)，所述驱动结构(2)与泥浆泵通过管道连接，所述外壳(1)的内部安装从上到下依次安装有传动结构(4)、上转换结构(5)、下转换结构(6)和密封板(9)，所述密封板(9)在外壳(1)的一端转动，所述密封板(9)上设置有通槽，所述传动结构(4)安装在顶板(3)的下方，所述上转换结构(5)的一端安装有压土结构(7)，所述下转换结构(6)的一端安装有挖土结构(8)，所述升降装置(11)和泥浆泵接入控制系统。
2.根据权利要求1所述的一种复杂地质基础沉井结构，其特征在于：所述驱动结构(2)包括电机(21)，所述电机(21)安装在顶板(3)的上方，所述电机(21)的输出轴上安装有蜗杆(22)，所述顶板(3)的凹槽中转动安装有驱动轴(24)，所述驱动轴(24)与泥浆泵通过管道连接，所述驱动轴(24)的一端安装有蜗轮(23)，所述蜗轮(23)与蜗杆(22)啮合，所述驱动轴(24)的外表面设置有外螺纹(25)，所述电机(21)接入控制系统。
3.根据权利要求2所述的一种复杂地质基础沉井结构，其特征在于：所述传动结构(4)包括支撑环(41)，所述支撑环(41)安装在外壳(1)的内部，所述支撑环(41)上设置有转动槽，所述转动槽内转动连接有棘轮(42)，所述转动槽的槽壁上转动连接有第一棘爪(43)和第二棘爪(44)，所述第一棘爪(43)的一侧安装有第一电动弹簧，所述第一电动弹簧的一端安装在转动槽的槽壁上，所述第二棘爪(44)的一侧安装有第二电动弹簧，所述第二电动弹簧的一端安装在转动槽的槽壁上，所述棘轮(42)上设置有滑动槽，所述滑动槽内滑动连接有上转换结构(5)，所述第一电动弹簧和第二电动弹簧接入控制系统。
4.根据权利要求3所述的一种复杂地质基础沉井结构，其特征在于：所述上转换结构(5)包括第一大齿轮(51)、套筒(56)，所述套筒(56)的一端连接有方形筒(55)，所述方形筒(55)在滑动槽中滑动，所述套筒(56)的内部设置有内螺纹，所述驱动轴(24)安装在套筒(56)内，所述外螺纹(25)与内螺纹相适配，所述套筒(56)的外表面从上到下依次安装有第一外齿轮(58)、第二外齿轮(59)、第一限位块(57)和支撑板(53)，所述支撑板(53)在套筒(56)的外表面上转动，所述第一大齿轮(51)转动连接在下转换结构(6)的一侧，所述第一大齿轮(51)的内壁安装有内齿轮，所述内齿轮与第一外齿轮(...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘培玉，谢振峰，肖烨，林柏青，王文君，陈康，张彦军，王润，司三元，董亮，杨世行，张玲，张晶，陈曦鹏，董佳俊，李泽明，马玉浩，贺璐，董涛，刘亨凡，
申请(专利权)人：中国水利水电第四工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：
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