一种堤坝加固用钻孔浇筑装置及其方法与流程

1.本发明涉及水利工程技术领域，具体是涉及一种堤坝加固用钻孔浇筑装置及其方法。


背景技术：

2.堤坝堤和坝的总称谓，也泛指防水拦水的建筑物和构筑物：例如要加紧修筑堤坝，以防水患。现代的水坝主要有两大类：土石坝和混凝土坝。近年来，大型堤坝都采用高科技的钢筋水泥建筑；
3.提防工程是公认的防洪涝灾害最普遍、最有效的一种措施，由于土堤有就地取材、施工方便、环保、对地质要求较低的特点，在我国的水利防洪工程中得到了广泛的应用，提防在洪水中被渗透破坏甚至决堤，因此对提防工程必须要进行加固；
4.中国专利cn201820220777.2公开了一种新型钻孔灌注桩浇筑结构，包括放置于钻孔内的成品桩；所述的成品桩为上端开口、底部密封的钢筒，成品桩桩身开设有多个连通桩内空间与钻孔的通孔，成品桩桩内空间安装有向桩内输送混凝土的灌注管；所述的灌注管与成品桩内壁之间设置有密封结构。本实用新型直接利用成品桩作为受力结构，而灌注的混凝土只作为成品桩与钻孔孔壁之间的填充和连接结构，并不参与整体受力，大幅度提高桩基合格率和稳定性，并利用常规灌注桩成孔适用于岩石地层的特点，解决了打入桩无法适用于岩石地层的问题，综合了两种桩体结构的优点，规避了两种桩体结构的不足，具有很高的推广价值。
5.但是目前还没有用于此专利的钻孔浇筑装置，当此专利在进行堤坝加固作用并通过现有设备作业时，会存在浇筑过程中处于成品柱和孔壁之间的混凝土紧实程度不够，从而导致堤坝加固程度较低，所以需要提出一种堤坝加固用钻孔浇筑装置及其方法对其进行解决。


技术实现要素：

6.为解决上述技术问题。
7.本技术提供了一种堤坝加固用钻孔浇筑装置，包括有搅拌罐和气泵；以及包括有三通管，三通管的进料端设有第一单向阀，并且三通管通过第一单向阀与搅拌罐的输出端连接，三通管的进气端设有第二单向阀，三通管通过第二单向阀与气泵的输出端连接，三通管的输出端与成品柱的灌注管连接；以及罩体，罩体工作状态时覆盖于成品柱的顶端；以及用于固定成品柱位置的中心收紧机构，中心收紧机构设置于罩体上；以及用于震荡成品柱内壁的匀料机构，匀料机构设置于罩体上；以及升降机构，罩体设置于升降机构的输出端。
8.优选的，罩体包括有第一弹簧，第一弹簧有四个，四个第一弹簧环绕设置于罩体的内壁；以及垫片，垫片设置于第一弹簧的输出端；以及顶罩，设置于第一弹簧的顶部，并且顶罩与升降机构的输出端固定连接。
9.优选的，中心收紧机构包括有滑槽架，垫片的顶端设有球头杆，滑槽架有两个，每
一个滑槽架分别与两个球头杆滑动连接，并且滑槽架与罩体滑动连接；以及张合驱动组件，设置于罩体的顶部；以及连杆，连杆有两个，两个连杆的受力端均与张合驱动组件的输出端连接，两个连杆的输出端分别与两个滑槽架连接。
10.优选的，张合驱动组件包括有连动杆，连动杆贯穿罩体并与其滑动连接，连动杆上排列设有多个齿槽；以及连动头，连动头设置于连动杆的底端，两个连杆的受力端均与连动头连接；以及第一伺服电机，第一伺服电机设置于罩体的顶部；以及第一齿轮，第一齿轮设置于第一伺服电机的输出端，第一齿轮与连动杆上的齿槽啮合。
11.优选的，匀料机构包括有框架，框架位于罩体的底部；以及震荡驱动组件，震荡驱动组件设置于罩体顶部，震荡驱动组件的输出端与框架连接；以及弹性冲击组件，弹性冲击组件对称设置于框架的两端。
12.优选的，震荡驱动组件包括有第二伺服电机，第二伺服电机设置于罩体的顶部；以及凸轮，第二伺服电机的输出端贯穿罩体与凸轮连接，框架的顶部四角均设有滑动架，滑动架与罩体滑动连接，凸轮处于框架一侧的两个滑动架之间。
13.优选的，弹性冲击组件包括有限位筒，限位筒对称设置于框架的一端；以及第二弹簧，第二弹簧设置于限位筒的内部；以及撞击板，撞击板设置于限位筒的端部；以及弹片，弹片上对称设有限位杆，限位杆与限位筒滑动连接，第二弹簧的输出端抵触限位杆。
14.优选的，升降机构包括有支撑架；以及纵移架，纵移架设置于支撑架上并与其滑动连接，纵移架与罩体固定连接；以及纵移驱动组件，纵移驱动组件设置于支撑架上，纵移驱动组件的输出端与纵移架连接。
15.优选的，纵移驱动组件包括有推动气缸，推动气缸设置于支撑架上；以及第二齿轮，第二齿轮设置于推动气缸的输出端并与其可转动连接；以及链条，链条的一端与支撑架连接，链条的另一端与纵移架连接，并且链条与第二齿轮啮合。
16.一种堤坝加固用钻孔浇筑装置的实施方法，包括有以下步骤：
17.步骤一、工作人员将本装置放置于钻孔上方，再将三通管的输出端与灌注管连接；
18.步骤二、纵移驱动组件的输出端带动纵移架沿支撑架下降，纵移架带动罩体进行下降，直至罩体覆盖于成品柱的顶端；
19.步骤三、搅拌罐和气泵交替进行工作，当搅拌罐输送一部分混凝土后，气泵再通过三通管对输送至灌注管内的混凝土进行加压，混凝土可以快速穿过通孔并进入钻孔孔壁和成品筒之间的空间；
20.步骤四、震荡驱动组件的输出端驱动框架往复快速移动，框架通过其两端的弹性冲击组件对成品柱的内壁进行快速撞击，通过成品柱将振动传导至外部的混凝土；
21.步骤五、当混凝土浇筑完成后最后中心收紧机构开始工作，中心收紧机构限制成品柱处于钻孔中心位置，等待混凝土凝固。
22.本发明与现有技术相比具有的有益效果是：
23.1.本技术通过搅拌罐、气泵、三通管、罩体、中心收紧机构、匀料机构和升降机构的设置，可以加速对混凝土的输送力度，还可以不断的振动促使混泥土的内部结构更加紧密，提高了对堤坝的加固效果；
24.2.本技术通过滑槽架、张合驱动组件和连杆的设置，可以在混凝土浇筑结束后固定成品柱位置，避免成品柱和钻孔处于非同轴。
附图说明
25.图1为成品柱的内部结构示意图；
26.图2为本发明的侧视图；
27.图3为图2的a-a方向剖视图；
28.图4为本发明的俯视图；
29.图5为图4的b-b方向剖视图；
30.图6为图5的立体结构示意图；
31.图7为本发明的主视图；
32.图8为本发明的罩体、中心收紧机构和匀料机构的立体结构示意图一；
33.图9为本发明的罩体、中心收紧机构和匀料机构的内部结构示意图一；
34.图10为本发明的罩体、中心收紧机构和匀料机构的内部结构示意图二；
35.图11为本发明的罩体、中心收紧机构和匀料机构的立体结构示意图二；
36.图12为本发明的罩体、中心收紧机构和匀料机构的仰视图；
37.图13为本发明的框架和震荡驱动组件的主视图；
38.图14为图13的c-c方向剖视图；
39.图15为本发明的升降机构的立体结构示意图；
40.图16为本发明的升降机构的侧视图。
41.图中标号为：
42.1-搅拌罐；
43.2-气泵；
44.3-三通管；3a-第一单向阀；3b-第二单向阀；
45.4-罩体；4a-第一弹簧；4b-垫片；4b1-球头杆；4c-顶罩；
46.5-中心收紧机构；5a-滑槽架；5b-张合驱动组件；5b1-连动杆；5b2-连动头；5b3-第一伺服电机；5b4-第一齿轮；5c-连杆；
47.6-匀料机构；6a-框架；6a1-滑动架；6b-震荡驱动组件；6b1-第二伺服电机；6b2-凸轮；6c-弹性冲击组件；6c1-限位筒；6c2-第二弹簧；6c3-撞击板；6c4-弹片；6c5-限位杆；
48.7-升降机构；7a-支撑架；7b-纵移架；7c-纵移驱动组件；7c1-推动气缸； 7c2-第二齿轮；7c3-链条；
49.8-成品柱；8a-灌注管；8b-通孔；
50.9-钻孔。
具体实施方式
51.以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
52.如图1至图7所示，提供以下优选技术方案：
53.一种堤坝加固用钻孔浇筑装置，包括有搅拌罐1和气泵2；以及包括有三通管3，三通管3的进料端设有第一单向阀3a，并且三通管3通过第一单向阀3a与搅拌罐1的输出端连接，三通管3的进气端设有第二单向阀3b，三通管3通过第二单向阀3b与气泵2的输出端连接，三通管3的输出端与成品柱的灌注管连接；以及罩体4，罩体4工作状态时覆盖于成品柱
的顶端；以及用于固定成品柱位置的中心收紧机构5，中心收紧机构5设置于罩体4上；以及用于震荡成品柱内壁的匀料机构6，匀料机构6设置于罩体4上；以及升降机构7，罩体4设置于升降机构7的输出端；
54.具体的，为了解决混凝土紧实程度不足的技术问题，工作人员将本装置放置于钻孔上方，然后将三通管3的输出端与灌注管连接，再通过升降机构7 驱动罩体4进行下降，直至罩体4覆盖于成品柱的顶端，接下来开始进行混凝土的浇筑，搅拌罐1将混凝土通过三通管3输送至灌注管中，搅拌罐1和气泵2交替进行工作，3a0和3b0用于防止气体和混凝土误入其他管道，当搅拌罐1输送一部分混凝土后，气泵2再通过三通管3对输送至灌注管内的混凝土进行加压，使得混凝土可以快速穿过通孔并进入钻孔孔壁和成品筒之间的空间，匀料机构6开始工作，匀料机构6的输出端均匀且连续的对成品柱产生振动，通过成品柱将振动传导至外部的混凝土，使混凝土内部颗粒之间的内摩擦力和粘着力急剧减小，混凝土呈重质液体状态。骨料相互滑动并重新排列，骨料之间的空隙被砂浆填充，促使混凝土内部的结构更加紧密，当混凝土浇筑完成后最后中心收紧机构5开始工作，中心收紧机构5限制成品柱处于钻孔中心位置并等待混凝土凝固。
55.如图8所示，提供以下优选技术方案：
56.罩体4包括有第一弹簧4a，第一弹簧4a有四个，四个第一弹簧4a环绕设置于罩体4的内壁；以及垫片4b，垫片4b设置于第一弹簧4a的输出端；以及顶罩4c，设置于第一弹簧4a的顶部，并且顶罩4c与升降机构7的输出端固定连接；
57.具体的，为了解决成品柱位置限制和结构保护的技术问题，当升降机构7 驱动罩体4下降，直至罩体4扣在成品柱顶端时，通过环绕设置的第一弹簧4a推动垫片4b使得成品柱的位置得以限制并留有活动空间，通过顶罩4c保护其内部结构。
58.如图9和图11所示，提供以下优选技术方案：
59.中心收紧机构5包括有滑槽架5a，垫片4b的顶端设有球头杆4b1，滑槽架5a有两个，每一个滑槽架5a分别与两个球头杆4b1滑动连接，并且滑槽架5a与罩体4滑动连接；以及张合驱动组件5b，设置于罩体4的顶部；以及连杆5c，连杆5c有两个，两个连杆5c的受力端均与张合驱动组件5b的输出端连接，两个连杆5c的输出端分别与两个滑槽架5a连接；
60.具体的，为了解决确定成品柱中心位置的技术问题，中心收紧机构5开始工作，张合驱动组件5b的输出端拉动两个连杆5c的受力端上升，两个连杆5c的输出端互相靠近并通过球头杆4b1驱动顶罩4c随其移动，每一个滑槽架5a拉动两个滑槽架5a随其移动，四个垫片4b同时向钻孔圆心靠近对成品柱进行固定，由于成品柱受到震动后，会导致一定程度的结构不稳定，所以需要通过外界进行限制固定。
61.如图10所示，提供以下优选技术方案：
62.张合驱动组件5b包括有连动杆5b1，连动杆5b1贯穿罩体4并与其滑动连接，连动杆5b1上排列设有多个齿槽；以及连动头5b2，连动头5b2设置于连动杆5b1的底端，两个连杆5c的受力端均与连动头5b2连接；以及第一伺服电机5b3，第一伺服电机5b3设置于罩体4的顶部；以及第一齿轮5b4，第一齿轮5b4设置于第一伺服电机5b3的输出端，第一齿轮5b4与连动杆5b1 上的齿槽啮合；
63.具体的，为了解决确定成品柱中心位置的技术问题，张合驱动组件5b开始工作，第一伺服电机5b3的输出端带动第一齿轮5b4转动，第一齿轮5b4 通过连动杆5b1带动连动头
5b2上升或者下降，连动头5b2通过两个连杆5c 带动滑槽架5a互相靠近或远离。
64.如图12所示，提供以下优选技术方案：
65.匀料机构6包括有框架6a，框架6a位于罩体4的底部；以及震荡驱动组件6b，震荡驱动组件6b设置于罩体4顶部，震荡驱动组件6b的输出端与框架6a连接；以及弹性冲击组件6c，弹性冲击组件6c对称设置于框架6a的两端；
66.具体的，为了解决提高混泥土紧实度的技术问题，匀料机构6开始工作，震荡驱动组件6b的输出端驱动框架6a往复快速移动，框架6a通过其两端的弹性冲击组件6c对成品柱的内壁进行快速撞击，通过成品柱将振动传导至外部的混凝土。
67.如图9和图12所示，提供以下优选技术方案：
68.震荡驱动组件6b包括有第二伺服电机6b1，第二伺服电机6b1设置于罩体4的顶部；以及凸轮6b2，第二伺服电机6b1的输出端贯穿罩体4与凸轮 6b2连接，框架6a的顶部四角均设有滑动架6a1，滑动架6a1与罩体4滑动连接，凸轮6b2处于框架6a一侧的两个滑动架6a1之间；
69.具体的，为了解决提高混泥土紧实度的技术问题，震荡驱动组件6b开始工作，第二伺服电机6b1驱动凸轮6b2快速转动，凸轮6b2在转动的过程中不断推动框架6a进行快速往复移动，框架6a通过其两端的弹性冲击组件6c 对成品柱的内壁进行快速撞击，通过成品柱将振动传导至外部的混凝土。
70.如图13和图14所示，提供以下优选技术方案：
71.弹性冲击组件6c包括有限位筒6c1，限位筒6c1对称设置于框架6a的一端；以及第二弹簧6c2，第二弹簧6c2设置于限位筒6c1的内部；以及撞击板 6c3，撞击板6c3设置于限位筒6c1的端部；以及弹片6c4，弹片6c4上对称设有限位杆6c5，限位杆6c5与限位筒6c1滑动连接，第二弹簧6c2的输出端抵触限位杆6c5；
72.具体的，为了解决撞击成品柱内壁并避免对其损伤的技术问题，当框架6a被驱动快速往复移动的过程中，撞击板6c3需要克服第二弹簧6c2的弹力并撞击弹片6c4，撞击力隔着弹片6c4作用于成品柱，限位筒6c1用于对支撑限位杆6c5和第二弹簧6c2。
73.如图15所示，提供以下优选技术方案：
74.升降机构7包括有支撑架7a；以及纵移架7b，纵移架7b设置于支撑架 7a上并与其滑动连接，纵移架7b与罩体4固定连接；以及纵移驱动组件7c，纵移驱动组件7c设置于支撑架7a上，纵移驱动组件7c的输出端与纵移架 7b连接；
75.具体的，为了解决驱动罩体4纵向移动的技术问题，升降机构7开始工作，纵移驱动组件7c的输出端带动纵移架7b沿支撑架7a下降，纵移架7b 带动罩体4进行下降，直至罩体4覆盖于成品柱的顶端。
76.如图16所示，提供以下优选技术方案：
77.纵移驱动组件7c包括有推动气缸7c1，推动气缸7c1设置于支撑架7a上；以及第二齿轮7c2，第二齿轮7c2设置于推动气缸7c1的输出端并与其可转动连接；以及链条7c3，链条7c3的一端与支撑架7a连接，链条7c3的另一端与纵移架7b连接，并且链条7c3与第二齿轮7c2啮合；
78.具体的，为了解决驱动罩体4纵向移动的技术问题，纵移驱动组件7c开始工作，推动气缸7c1的输出端收缩并带动第二齿轮7c2下降，第二齿轮7c2 通过链条7c3带动纵移架
7b下降，7b升降机构7b0带动罩体4进行下降，直至罩体4覆盖于成品柱的顶端。
79.一种堤坝加固用钻孔浇筑装置的实施方法，包括有以下步骤：
80.步骤一、工作人员将本装置放置于钻孔上方，再将三通管3的输出端与灌注管连接；
81.步骤二、纵移驱动组件7c的输出端带动纵移架7b沿支撑架7a下降，纵移架7b带动罩体4进行下降，直至罩体4覆盖于成品柱的顶端；
82.步骤三、搅拌罐1和气泵2交替进行工作，当搅拌罐1输送一部分混凝土后，气泵2再通过三通管3对输送至灌注管内的混凝土进行加压，混凝土可以快速穿过通孔并进入钻孔孔壁和成品筒之间的空间；
83.步骤四、震荡驱动组件6b的输出端驱动框架6a往复快速移动，框架6a 通过其两端的弹性冲击组件6c对成品柱的内壁进行快速撞击，通过成品柱将振动传导至外部的混凝土；
84.步骤五、当混凝土浇筑完成后最后中心收紧机构5开始工作，中心收紧机构5限制成品柱处于钻孔中心位置，等待混凝土凝固。
85.本技术通过搅拌罐1、气泵2、三通管3、罩体4、中心收紧机构5、匀料机构6和升降机构7的设置，可以加速对混凝土的输送力度，还可以不断的振动促使混泥土的内部结构更加紧密，提高了对堤坝的加固效果。
86.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。