一种加固堤坝的设备及其方法与流程

本涉及一种防洪抢险及堤坝维护的技术领域，具体的说是一种排除堤坝病害及加固堤坝的设备及其方法。

背景技术：

目前，国内堤坝出现管涌等渗漏险情时，主要采用塞堵法，向堤坝有水侧边坡可能透水的部位大量投放石料等填料。虽具有一定效果，但需消耗大量人力、物力及时间，危及人身安全。排险过程中人和设备反复踩踏和碾压已经水浸软弱的堤坝，易导致溃堤决口等更大险情。

坝体渗漏时，坝体内部已疏松，塞堵透水口的方法不能解决坝体内部疏松软弱病害。

国内没有机动性高、击打力大、对坝体无损害的打桩设备及局部高强度夯击压实设备，只能用人工或小型设备打小型木桩，加固效果差。危险。振动打桩机的工作原理是土壤液化理论，振动时疏松坝体，影响邻近结构物，不能用于浸水软弱坝体抢险施工。

日常维护时，堤坝裂缝需开挖至裂缝下后回填压实，效率低，费用高，开挖的凹坑下部难以有效压实。

技术实现要素：

本发明为了克服上述缺陷提供了一种加固堤坝和排除险情的设备及其方法。

一种加固堤坝的设备，其特征是：包括驾驶室、行走装置、传动臂、液压系统、和高速液压夯实机，高速液压夯实机设置在传动臂的前部，传动臂和高速液压夯实机均与液压系统连接，高速液压夯实机的下部设置有属具。

一种利用权利要求1所述设备加固堤坝的方法，其特征是：采用以下步骤：1、确定需要加固的位置及深度，根据观察和判断或利用堤坝渗漏探测仪，确定堤坝需要加固的位置及深度；2、将设备行驶到堤坝需要加固的位置，操作传动臂使高速液压夯实机下部压在桩上端；3、启动液压系统使高速液压夯实机进行打桩，并将桩打入堤坝内部，使桩打入深度超过病害部位的深度，形成加固堆。

本发明的有益效果主要从以下几个方面体现：

本发明中加固堤坝的设备是由挖掘机与高速液压夯实机组合形成可灵活移动的抢险设备，本设备接地比压小，机动性高，可在浸水泥泞的堤坝上迅速到达出险部位，无需进行额外的现场准备和其它设备辅助，直接施工；液压锤具有击打高层建筑支承桩的能力，高速液压夯实机是属具为夯板的一种液压锤应用型式，击打能量10~60kJ，打入桩的承载力500~3500kN，每分钟击打30～80次，击打强度可按需调整，打桩力量大、效率高，抢险速度快，效果好，可打入大型实心桩和管桩；高速液压夯实机打桩时的作用力为与桩的打入方向一致的线性力，不会疏松和破坏邻近土体和结构物；高速液压夯实机的锤体在机器内部上下运动，无飞溅等不安全因素，不影响附近人群及设备施工；高速液压夯实机在挖掘机臂的带动下可完成多种抢险或防洪的方式，如透水、管涌、浸水软弱、决堤以及日常的排除病害、局部加固等，在挖掘机臂的作用下实施各种防洪或抢险操作无需其它起重设备辅助，并且可伸到人不便接近的部位进行操作；高速液压夯实机可连接不同规格型号的属具，还可以根据防洪抢险的需要选用不同桩型，也便于就近取材。

本发明的方法对堤坝进行加固，可以实现直接竖向截断水险通道，快速有效地进行排险或加固坝体，还避免了传统排险中人和设备反复踩踏和碾压已经水浸软弱的堤坝，易导致溃堤决口等更大险情，从根本上解决了因堤坝管涌或渗漏等现象出现的险情。

附图说明

图1为本发明加固堤坝设备及实施例1的示意图。

图2为本发明实施例2的示意图。

图3为本发明实施例3的示意图。

具体实施方式

现结合附图对本发明作详细描述，本发明涉及一种加固堤坝的设备及其方法。

本发明中的加固堤坝的设备，包括驾驶室11、行走装置15、传动臂10、液压系统、油缸、马达和高速液压夯实机12，高速液压夯实机12安装在传动臂10的前部，传动臂10和高速液压夯实机12均与液压系统连接，高速液压夯实机12利用挖掘机的液压动力作为驱动，高速液压夯实机12的下部设置有属具13。高速液压夯实机12的液压装置通过油路与液压系统连接，并由驾驶室11内的操作装置进行控制，从而实现传动臂10带动高速液压夯实机12移动及击打动作。高速液压夯实机12在使用操作时，可以击打多种形式的桩21，本发明中的桩21可以是钢管、预制桩、钢板桩或木桩等，预制桩可为圆形、方形、管形、板形等。钢管内可以放入填料，填料可以是碎石、块石、砂石、硬实颗粒骨料或塑性化工填料等。属具13通常是与桩21配套使用的各种辅助工具，安装在高速液压夯实机12的下锤体的下部。属具13还可以控制桩21的打入方向及防止下锤体从桩21上滑脱，根据需要选择使用和更换，如桩21是钢管时，属具13为插入桩21内的心轴。属具13既可以插入桩21孔内定位还可以使用套筒属具13套在桩21上定位，属具13还可以是套筒、夹具或者打夯用的夯板等。当桩21为柱形结构时，属具13为套筒，其内孔与桩21的外形相应并套在桩21上；当桩21为板形结构时，属具13可以是夹具，对桩21进行夹持或扶正后直接击打；当桩21为短桩或大孔径管形结构时，可不用属具13，扶正定位后直接击打。行走装置15可以是履带式也可以是车轮式。

本发明还涉及利用上述设备对堤坝进行加固的方法，采用以下步骤：1、确定需要加固的位置及深度，根据观察和判断或利用堤坝渗漏探测仪，确定堤坝需要加固的位置及深度；2、将设备行驶到堤坝需要加固的位置，操作传动臂10使高速液压夯实机12下部压在所要击打的桩21上；3、启动液压系统使高速液压夯实机12进行打桩21，并将桩21打入堤坝内部，使桩21打入深度超过出险部位或探测仪探测的深度，形成加固堆。

实施例1：当堤坝出现透水现象时，采用以下步骤：1、先利用堤坝渗漏探测仪，探测和确定堤坝需要加固的堤坝透水位置及深度。2、将设备行驶到堤坝需要加固的位置。一般透水位置是位于堤坝下部，并贯通堤坝的水流通道，将设备行驶到探测仪探测确定的位置。3、选择桩21和属具13。本实施例使用圆柱形的桩21，将套筒结构的属具13安装于高速液压夯实机12下部，操作传动臂10使属具13压在桩21的上端。4、进行打桩21，启动操作装置，高速液压夯实机12便在液压系统的作用下开始打桩21工作，柱形的桩21被快速打入堤坝内部，见图1，直到桩21的打入深度超过透水的深度，该深度可凭经验判断或使用探测仪探测，高速液压夯实机12停止打桩21工作，一般柱打入深度超过透水部位52或探测仪探测深度50厘米至100厘米左右，险情严重的还可以更深，完成一次打桩21动作。如果透水部位的宽度较大，就继续打下一根桩21，直到形成一排挡墙或成束的桩21群，如果透水部位52的宽度不容易确定或探测，就打入一排宽度较宽的桩21，其两侧超出可能出险的范围，就能完全截断透水通道，同时加固了软弱的堤坝。本实施例的加固方法不仅能快速阻隔透水通道，而且竖向设置的桩21不容易冲垮，阻隔洪涝水冲击的效果好，还能使堤坝更加固。

实施例2：当堤坝出现管涌险情时，管涌是坝身或坝基内的土壤颗粒被渗流带走的现象，多是因为透水后导致透水区及周边土体软弱造成，因此需要向患处充填填料为最佳方法，本实施例采用以下步骤：1、确定需要加固的位置及深度。由于管涌现象比较明显，通常可根据观察和判断便能确定需要加固的位置及深度。2、将设备行驶到堤坝需要加固的位置。步骤3、选择桩21和属具13。本实施例使用击打能量16kJ的高速液压夯实机12，桩21选择圆形钢管及与桩21配套的心轴属具13，钢管的直径可以在10厘米－100厘米，本实施例为直径50厘米，安装属具13，然后操作传动臂10使高速液压夯实机12下部的属具13压在桩21的上端。4、进行打桩21。启动操作装置，高速液压夯实机12进行打桩，使钢管下部伸入堤坝的透水部位。5、向桩21内填充填料并打夯。本实施例使用的填料为碎石，将填料加满钢管，再次启动操作装置，高速液压夯实机12对桩21内的填料进行击打，填料在钢管的导向作用下，准确无误的对需要加固的部位进行填充，完成一次填充动作后，可根据管涌面积的大小进行多次填充。本实施例的加固方法主要对堤坝软弱区域进行加固和防洪。

实施例3：当需要对堤坝顶部加固或日常维护时，对堤坝加固的方法是：采用以下步骤：1、确定堤坝需要加固的位置，并将设备行驶到上述位置。2、选择填料。根据堤坝软弱程度选择合适的填料，如碎石、块石或砂石等，本实施例选择块石和砂石混合使用，块石的强度高，混合上砂石可将块石之间的空隙填充，防止出现渗漏现象。3、将填料放置于需要加固的位置，操作传动臂10使高速液压夯实机12的下锤体或夯板17对准填料，本实施例中在下锤体下部安装了夯板17，利用夯板对填料进行击打。4、启动液压系统使高速液压夯实机12对填料进行打夯，将填料打入堤坝内，填料打入堤坝的深度一般在0.5米－1米之间，便可起到加固堤坝的良好效果。具体操作时可以先堆放较低高度的填料，打入堤坝内后，从这些填料的上部叠加一定高度的填料，然后再将这些填料打入堤坝，可多次重复这个过程，直到打入的填料达到需要的深度为止。填料可以是紧密排列形成一排，也可以是间隔排列的。局部加固部位可将填料打入坝体形成碎石桩、砂桩。

本发明还可以根据不同洪险选择桩或属具，本发明还可以打斜桩，操作传动臂将高速液压夯实机倾斜一定的角度然后进行击打便可。