专利名称：斜井施工通过松软土层顶移轮式钢护筒的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及矿井设备，特别是一种斜井施工通过松软 土层顶移轮式钢护筒。
背景技术：
新疆、内蒙、淮南等地区的第四系砂质粘土等松软土层见水后强度降低、极易冒顶给矿山建设带来一定困难。因此，遇此情况通常选择安全可靠冻结施工方案。但百米斜井筒每米表土段的冻结费用在6万元左右，施工条件艰苦。注浆固沙方案就是采用目前国内最新的超细水泥在砂质粘土中的应用效果也不佳。管棚法施工进度较慢。如何选用技术先进、经济合理、安全可靠的技术，攻克斜井施工通过松软土层极易冒顶、施工速度慢的建井难题，一直是业内所关心的技术问题。
发明内容针对上述情况，为克服现有技术缺陷，本实用新型之目的就是提供一种斜井施工通过松软土层顶移轮式钢护筒，可有效解决斜井施工通过松软土层极易冒顶、施工速度慢的问题。本实用新型解决的技术方案是，包括钢筒体、钢框架、拱形顶铁、千斤顶和底轮，钢筒体由上部U型的冷弯异型槽钢与下部的直角冷弯异型槽钢组合成一体，构成大于井筒荒径的拱形长空腔体，钢筒体前端有刃角，钢筒体内环向、纵向交叉连接有钢板带，钢筒体后端体内装有钢板，钢筒体内中部焊接有拱形钢框架和嵌装有拱形顶铁，拱形钢框架和拱形顶铁突出在钢筒体外的部分前面周边每间隔0. 5米焊一块三角形加固钢板并焊接方钢底座形成的“牛腿”，千斤顶组一端顶在拱形顶铁上、另一端顶在槽型顶铁上，钢筒体下部有混凝土底板，千斤顶组装在钢筒体内的千斤顶托架上，钢筒体内面有带底梁的拱形框架，钢筒体的下部有底轮。本实用新型结构新颖独特，使用效果好，有效适用于极易冒顶的松软土层斜井施工，费用低，安全可靠，施工速度快。
图1为本实用新型的冷弯异型槽钢示意图。图2为本实用新型的纵剖面主视图。图3为本实用新型的施工时井壁混凝土作业区剖面图。图4为本实用新型千斤顶液压系统控制区横剖面图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作详细说明。由图1-4所示，本实用新型包括钢筒体、钢框架、拱形顶铁、千斤顶和底轮，钢筒体由上部U型的冷弯异型槽钢15与下部的直角冷弯异型槽钢16组合成一体，构成大于井筒荒径的拱形长空腔体，钢筒体前端有刃角1，钢筒体内环向、纵向交叉连接有钢板带2，钢筒体后端装有钢板5，钢筒体内中部焊接有拱形的钢框架4和嵌装有拱形顶铁3，突出在钢筒体外的部分前面周边每间隔0. 5米焊一块三角形加固钢板并焊接方钢底座11形成的“牛腿”，千斤顶组8 —端顶在拱形顶铁3上、另一端顶在槽型顶铁6上，钢筒体下部有混凝土底板7，千斤顶组8装在钢筒体内的千斤顶托架9上，钢筒体内面有带底梁的拱形框架19，钢筒体的下部有底轮10。 为了保证使用效果，所述的钢筒体与井壁之间置有塑料薄膜和泡沫板14 ；所述的底轮10装在底轮轴上，底轮轴由轴承座及卡环17固定在拱形框架下部的底梁18上，底轮 10置于槽钢导轨13上，槽钢导轨13装在枕木12上；所述的钢筒体为大于井筒荒径50mm、 长8. 8m的拱形筒体。由上述结构给出，用冷弯异型槽钢15、改进冷弯异型槽钢16拼成大于井筒荒径50mm、长8. 8米钢筒。钢筒前端带刃角1，超前支护区3. 5米筒内环向、纵向花铺连接钢板带2有利切土顶进。后端井壁钢筋混凝土施工作业区2米筒内钢板满铺钢板5 有利脱模。筒内中部焊接拱形钢框架4、可承受较大压力。液压系统的拱形顶铁3内嵌在钢护筒中部，突出在筒壁外的部分前面周边每间隔0. 5米焊一块三角形加固钢板并焊接方钢底座11形成“牛腿”，使拱形顶铁3可承受较大顶力。一组千斤顶8—端顶在顶在拱形顶铁3、另一端顶在顶在槽型顶铁6，确保顶力均勻传到混凝土底板7和井壁上。由于钢筒两侧的四台千斤顶悬空在钢筒内侧，必须用千斤顶托架9来固定千斤顶，确保千斤顶的顶力通过槽型顶铁6传给井壁。顶进时，钢护筒向前滑移切入土中3. 5m形成超前支护，掘进2m井筒、接轨顶进、井壁后注浆、绑筋、支摸、混凝土井壁浇筑等工序均在钢护筒内完成。为了保证顶进时顺利脱模、钢护筒与井壁浇筑的混凝土之间放置塑料薄膜和泡沫板14隔离。按上述2m施工段长， 各工序循环后复可通过松软土层。钢护筒安装有底轮10，通过轴承座及车轴卡环17把车轴固定在拱形框架的底梁 18上。导轨13采用槽钢，钢护筒顶移时不易顶偏。通过满铺导轨下的枕木12加大承压面积，来减少钢筒“扎头”现象。本实用新型在具体实施时，由冷弯异型槽钢15、16拼成大于井筒荒径50mm，长 8. 8m的拱形钢护筒。钢护筒由16毫米厚冷弯异型槽钢与内层钢板和拱形钢框架4加固焊接而成。其中，前端钢板2花铺、3. 5米长是插进土中的超前支护区；中部3. 3米是液压系统控制区、用于控制顶进速度和调整顶进方向；后端2米筒内钢板5满铺是井壁钢筋混凝土施工作业区。拱型顶铁3嵌在钢板桩内可均勻传力，利用井壁当“后背”，通过千斤顶8、拱型顶铁3、槽型顶铁6，按2m施工段长在筒内进行掘进、铺轨顶移、井壁后注浆、绑筋、支模、混凝土浇筑等工序，循环往复可通过软弱土层，为了减少钢护筒的切阻力，钢护筒前端刃角1 的大小、长短可根据土的软硬进行调整。槽型顶铁6把十台千斤顶8的顶力均勻传到井壁。 由于钢筒两侧的四台千斤顶在钢筒内侧的槽型顶铁6，必须用千斤顶托架9来固定千斤顶， 确保千斤顶的顶力通过槽型顶铁传给井壁。本实用新型与现有技术相比，具有以下突出的特点1、具有盾构法施工的主要优点、安全可靠。2、采用冷弯型钢，钢护筒结构合理、承压能力强。3、钢护筒安装有底轮、配套整体滑板和槽型导轨。较好地解决了斜井顶移易“扎头”、左右易顶偏的难题；顶力小、可行走、不受软土层厚度限制，适用面广。
4、不使用临时支护，成本低、进度快、效益高。
权利要求1.一种斜井施工通过松软土层顶移轮式钢护筒，包括钢筒体、钢框架、拱形顶铁、千斤顶和底轮，其特征在于，钢筒体由上部U型的冷弯异型槽钢(15)与下部的直角冷弯异型槽钢(16)组合成一体，构成大于井筒荒径的拱形长空腔体，钢筒体前端有刃角(1 )，钢筒体内环向、纵向交叉连接有钢板带(2)，钢筒后端体内装有钢板(5)，钢筒体内中部焊接有拱形钢框架(4)和嵌装有拱形顶铁(3)，拱形钢框架(4)和拱形顶铁(3)突出在钢筒体外的部分前面周边每间隔0. 5米焊一块三角形加固钢板并焊接方钢底座(11)形成的“牛腿”，千斤顶组(8) —端顶在拱形顶铁(3)上、另一端顶在槽型顶铁(6)上，钢筒体下部有混凝土底板(7)，千斤顶组(8)装在钢筒体内的千斤顶托架(9)上，钢筒体内面有带底梁的拱形框架 (19)，钢筒体的下部有底轮(10)。
2.根据权利要求1所述的斜井施工通过松软土层顶移轮式钢护筒，其特征在于，所述的钢筒体与井壁之间置有塑料薄膜和泡沫板(14)。
3.根据权利要求1所述的斜井施工通过松软土层顶移轮式钢护筒，其特征在于，所述的底轮(10)装在底轮轴上，底轮轴由轴承座及卡环(17)固定在拱形框架下部的底梁(18) 上，底轮(10)置于槽钢导轨(13)上，槽钢导轨(13)装在枕木(12)上。
4.根据权利要求1所述的斜井施工通过松软土层顶移轮式钢护筒，其特征在于，所述的钢筒体为大于井筒荒径50mm、长8. 8m的拱形钢筒。
专利摘要本实用新型涉及斜井施工通过松软土层顶移轮式钢护筒，可有效解决斜井施工通过松软土层极易冒顶、施工速度慢的问题，结构是，钢筒体由上部U型的冷弯异型槽钢与下部的直角冷弯异型槽钢组合成一体，构成大于井筒荒径的拱形长空腔体，钢筒体内连接有钢板带，钢筒体后端体内装有钢板，钢筒体内中部有拱形钢框架和嵌装有拱形顶铁，其突出在钢筒体外的部分前面周边每间隔0.5米焊一块三角形加固钢板并焊接方钢底座形成“牛腿”，千斤顶组一端顶在拱形顶铁上、另一端顶在槽型顶铁上，钢筒体下部有混凝土底板，千斤顶组装在钢筒体内的千斤顶托架上，钢筒体内面有拱形框架，本实用新型有效适用于极易冒顶的松软土层斜井施工，费用低，安全可靠，施工速度快。
文档编号E21D11/18GK202215261SQ20112025094
公开日2012年5月9日 申请日期2011年7月16日 优先权日2011年7月16日
发明者孙晓燕, 李兰, 李明, 李莎莎, 李莹莹, 王文辉, 魏晓辉, 黄志达 申请人:李明