专利名称：多头小直径地下连续墙深层截渗施工设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及基础施工机械，特别是涉及一种多头小直径地下连续墙深层截渗施工设备。
背景技术：
目前国内外应用在截渗工程中的技术，主要有普通深层搅拌桩、高喷灌浆桩、混凝土防渗墙、振动沉模板以及多头小直径深层搅拌桩一次成墙截渗技术，其中多头小直径深层搅拌桩一次成墙截渗技术由于具有技术先进、工艺合理、工程造价低、工程效果好、施工效率高、适应范围广等特点，已在我国的堤防防渗墙建设中得到广泛应用。
多头小直径深层搅拌桩一次成墙截渗技术是利用普通深层搅拌桩固化机理，在原来成桩工艺的基础上发展研制而成，其技术方法是用水泥浆作固化剂，通过一次成墙多头深层搅拌桩机(专利号为00238739.5)一次多头钻进，将水泥浆喷入土层，同时钻头搅拌拌合，利用固化剂、土体和水之间所产生的一系列物理化学反应，使水泥土硬结成具有良好整体性、稳定性、不透水性，并具有一定强度的水泥土防渗墙。
该一次成墙多头深层搅拌桩机的结构为行走机架上设有卷扬马达、桅杆及上下布置的电机、减速器、齿轮箱，桅杆上设有滑道和卷筒、而顶端设有导轮，下部有滑轮组的滑板与滑道配合，若干根等间距一字形排列的中空钻杆上与滑板相接、下与齿轮箱相接，电机通过减速器、齿轮箱驱动所述中空钻杆旋转，相邻两根钻杆的钻头在纵向上相互错位，且相邻钻头的中心距小于钻头所形成切削圆的直径且大于钻头所形成切削圆的半径，每根中空钻杆分别与相应水龙头的转轴连接，每个水龙头的外套分别与滑板固定，每个水龙头的上端与外设输浆管连接，每一输浆管与泥浆泵的出口连通，泥浆泵的进口与储浆罐连通并由另一电机驱动，卷筒上缠绕的多层钢丝绳经导轮绕经在滑轮组上，卷扬马达通过制动器、减速机与卷筒连接并驱动卷筒转动，所述钻杆上在齿轮箱和钻头之间处设有一个固定约束装置，所述装置上设有固定板、滚压轮、切削边刀、传动机构及等间距一字形排列的若干个滑套，每一滑套套卡在相应的钻杆外且两者滑动配合。
由于相邻两根钻杆的钻头在纵向上相互错位，且相邻钻头的中心距小于钻头所形成切削圆的直径且大于钻头所形成切削圆的半径，另外，所述钻杆上在齿轮箱和钻头之间处设有固定约束装置，因此可以保证相邻钻头的中心距达到搭接长度的要求，一次施工可形成一个单元墙，钻进深度可达32米。
因该机在结构设计上有一些不足之处，导致其存在以下缺陷1、由于卷筒上缠绕的多层钢丝绳经导轮绕经在滑轮组上，卷扬马达通过制动器、减速机与卷筒连接并驱动卷筒转动，因此通过钢丝绳可带动滑板在桅杆的滑道上滑动，使钻杆下降或提升，但所述导轮和滑轮组对多层钢丝绳的收放产生了一种补偿作用，这种作用的存在使得钻杆升、降两种状态无法实现彼此之间的立即转换，换言之，钻杆升、降两种状态彼此之间在转换时存在一定的补偿时间，以至该机在施工过程中容易出现埋杆现象。
2、由于所述钻杆上仅在齿轮箱和钻头之间处设有一个固定约束装置，而所述钻杆上在滑板和用来驱动减速器、齿轮箱的电机之间则没有所述的固定约束装置，因此，当施工深度超过20米时，钻杆上在滑板和所述电机之间处的中上段甩摆严重，使得钻杆的垂直度难以控制，这样在施工后所形成单元墙的内桩之间易出现开叉现象，以至该机无法保证成墙质量。
3、由于储浆罐、泥浆泵及用来驱动其的电机设置在行走机架之外，因此施工过程中对所述的三者进行移位时较为困难，这样使得停钻时间较长，容易堵塞外设输浆管和钻杆，以至该机的施工效率较低。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种在施工过程中无埋杆现象的多头小直径地下连续墙深层截渗施工设备。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种多头小直径地下连续墙深层截渗施工设备，其行走机架上设有绞车、两组导向滑轮、桅杆、通过减速器驱动齿轮箱的电机，桅杆的一侧设有主滑道并与下部有下拉滑轮的主滑板配合、而顶端设有导轮，桅杆的与主滑道相对的另一侧设有次滑道并与下部有提升滑轮的次滑板配合，主滑板、次滑板之间采用绕经导轮的钢丝绳相连，若干根等间距一字形排列的中空钻杆上与主滑板相接、下与齿轮箱相接，相邻两根钻杆的钻头在纵向上相互错位，且相邻钻头的中心距小于钻头所形成切削圆的直径且大于钻头所形成切削圆的半径，每根中空钻杆上端与主滑板上部所设的相应供浆接头连通，每一供浆接头均通过输浆管与泥浆泵的出口连通，泥浆泵的进口与储浆罐连通并由另一电机驱动，两组导向滑轮分别处于主滑道和次滑道的一侧，每组导向滑轮由一可调导向滑轮、与该可调导向滑轮相对应的固定导向滑轮组成，绞车的卷筒上按正反向单层方式缠绕有下拉钢丝绳和提升钢丝绳，下拉钢丝绳依次绕经主滑道一侧相对应的可调导向滑轮和固定导向滑轮、主滑板上的下拉滑轮后其外端与行走机架相接，提升钢丝绳依次绕经次滑道一侧相对应的可调导向滑轮和固定导向滑轮、次滑板上的提升滑轮后其外端与行走机架相接。
采用以上的结构之后，由于桅杆的与主滑道相对的另一侧设有次滑道并与下部有提升滑轮的次滑板配合，主滑板、次滑板之间采用绕经桅杆顶端所设导轮的钢丝绳相连，行走机架上设有分别处于主滑道和次滑道一侧的两组导向滑轮，每组导向滑轮由一可调导向滑轮、与该可调导向滑轮相对应的固定导向滑轮组成，绞车的卷筒上按正反向单层方式缠绕有下拉钢丝绳和提升钢丝绳，下拉钢丝绳依次绕经主滑道一侧相对应的可调导向滑轮和固定导向滑轮、主滑板上的下拉滑轮后其外端与行走机架相接，提升钢丝绳依次绕经次滑道一侧相对应的可调导向滑轮和固定导向滑轮、次滑板上的提升滑轮后其外端与行走机架相接，因此，当绞车的卷筒向任一方向转动时，下拉钢丝绳和提升钢丝绳就分别处于收放绳两种状态中的一种对应状态(即所述两根钢丝绳可保持同步，其中的一根钢丝绳为收绳状态时，另一根钢丝绳必然为放绳状态，反之亦然)，这样，上述结构不会对所述两根钢丝绳的收放产生补偿作用，且所述两根钢丝绳可使得主滑板、次滑板分别处于升降两种状态中的一种对应状态，依靠主滑板沿主滑道的升降相应带动钻杆的升降，从而使得钻杆升、降两种状态可实现彼此之间的立即转换，换言之，钻杆升、降两种状态彼此之间在转换时不存在补偿时间，以至本实用新型在施工过程中不会出现埋杆现象。
作为本实用新型的改进，所述钻杆上在主滑板和齿轮箱之间处至少设有一个钻杆约束装置，所述装置由约束本体、固设在约束本体上且等间距一字形排列的若干个滑套组成，每一滑套套装在相应的钻杆外且两者滑动配合，约束本体上端通过链条与主滑板相接、后侧与主滑道配合。由于所述钻杆上在主滑板和齿轮箱之间处至少设有一个钻杆约束装置，该装置的每一滑套套装在相应的钻杆外且两者滑动配合，该装置的约束本体上端通过链条与主滑板相接、后侧与主滑道配合，因此，施工过程中该装置沿主滑道并在主滑板的牵引下随之升降时，就可始终保持对所述钻杆的约束(既可约束相邻钻杆间的甩动，也可约束所述钻杆的整体摆动)，即使当施工深度超过20米时，也能有效控制所述钻杆上在主滑板和齿轮箱之间处的中上段的甩摆，使得所述钻杆的垂直度可以控制，这样在施工后所形成单元墙的内桩之间无开叉现象，防渗墙体的垂直度较好，以至本实用新型可保证成墙质量，且能实现更大深度的钻深。
作为本实用新型的改进，所述储浆罐、泥浆泵及用来驱动其的电机设置在行走机架上。由于储浆罐、泥浆泵及用来驱动其的电机设置在行走机架上，因此施工过程中所述的三者可随行走机架同步移动，即这三者无需单独进行移位，这样使得停钻时间较短，不易堵塞输浆管和钻杆，以至本实用新型的施工效率较高。
图1为本实用新型具体实施方式
的结构示意图；图2为本实用新型具体实施方式
的主体部分的主视图；图3为图2的左视图；图4为本实用新型具体实施方式
的下拉钢丝绳的缠绕示意图；图5为本实用新型具体实施方式
的提升钢丝绳的缠绕示意图；图6为图4的俯视图；图7为本实用新型具体实施方式
的主滑板和次滑板之间采用绕经导轮的钢丝绳相连的示意图；图8为本实用新型具体实施方式
的钻杆约束装置的结构示意图；图9为图8的左视图；图10为图8的A-A剖视图。
具体实施方式
下面通过本实用新型具体实施方式
及其附图对本实用新型作进一步描述参见图1-图3行走机架1上设有绞车2、两组导向滑轮、桅杆11、通过减速器14驱动齿轮箱13的电机15、操作控制室22、储浆罐16、泥浆泵17及用来驱动其的电机18。桅杆11通过处于行走机架1前后侧的两根可调稳定杆12设在行走机架1上，两根稳定杆12的上端均与桅杆11的中部铰接、下端均与行走机架1的右侧铰接。绞车2、两组导向滑轮、桅杆11、齿轮箱13大体位于行走机架1的左侧；操作控制室22、减速器14、电机15、储浆罐16、泥浆泵17、电机18大体位于行走机架1的右侧。绞车2采用液压绞车，电机18采用电磁调速电机。
参见图1-图7桅杆11的前侧设有主滑道11b并与下部有下拉滑轮10b的主滑板10配合、而顶端设有导轮11a，桅杆11的与主滑道11b相对的后侧设有次滑道11c并与下部有提升滑轮24a的次滑板24配合，主滑板10、次滑板24之间采用绕经导轮11a的钢丝绳25相连，主滑道11b、次滑道11c均为两个空心圆杆。
5根等间距一字形排列的方形中空钻杆8上与主滑板10相接、下与齿轮箱13相接，电机15通过减速器14、齿轮箱13带动钻杆8旋转，相邻两根钻杆8的钻头8a在纵向上相互错位，且相邻钻头8a的中心距小于钻头8a所形成切削圆的直径且大于钻头8a所形成切削圆的半径，每根中空钻杆8上端与主滑板10上部所设的相应供浆接头10a连通，每一供浆接头10a均通过输浆管(为能简明扼要地说明问题起见，图中对输浆管予以省略)与泥浆泵17的出口连通，泥浆泵17的进口通过管道23与储浆罐16连通并由电机18驱动，这样，经输浆管可向钻杆8供浆。
钻头8a可以为多种方式，如为多层搅拌叶片，或钻头8a的头端为螺旋形，头端的上部设有多层搅拌叶片。
两组导向滑轮分别处于主滑道11b和次滑道11c的一侧，每组导向滑轮由一可调导向滑轮6、与该可调导向滑轮6相对应的固定导向滑轮3组成，两组导向滑轮中的两个可调导向滑轮6设于行走机架1上的具体方式为行走机架1上铰接分别处于主滑道11b和次滑道11c一侧的两个可调竖直支撑杆19，两个可调竖直支撑杆19之间的上部依次接有横轴21和横杆26，两个可调导向滑轮6分别安装在横轴21的两端，横杆26的中段铰接一连杆20，连杆20的另一端与桅杆11铰接。
绞车2的卷筒的两端上按正反向单层方式缠绕有下拉钢丝绳4和提升钢丝绳5，下拉钢丝绳4依次绕经主滑道11b一侧相对应的可调导向滑轮6和固定导向滑轮3、主滑板10上的下拉滑轮10b后其外端与行走机架1的前侧相接，提升钢丝绳5依次绕经次滑道11c一侧相对应的可调导向滑轮6和固定导向滑轮3、次滑板24上的提升滑轮24a后其外端与行走机架1的后侧相接。
绞车2的卷筒正向(即顺时针)转动时，下拉钢丝绳4为收绳状态而提升钢丝绳5为放绳状态(即所述两根钢丝绳可保持同步)，这样，通过下拉钢丝绳4经下拉滑轮10b可直接带动主滑板10沿桅杆11前侧的主滑道11b下降，从而通过钢丝绳25带动次滑板24沿桅杆11后侧的次滑道11c上升；绞车2的卷筒反向(即逆时针)转动时，下拉钢丝绳4为放绳状态而提升钢丝绳5为收绳状态，这样，通过提升钢丝绳5经提升滑轮24a带动次滑板24沿桅杆11后侧的次滑道11c下降，从而通过钢丝绳25带动主滑板10沿桅杆11前侧的主滑道11b上升。
可见，上述结构不会对下拉钢丝绳4、提升钢丝绳5的收放产生补偿作用，且所述两根钢丝绳可使得主滑板10、次滑板24分别处于升降两种状态中的一种对应状态，依靠主滑板10沿主滑道11b的升降相应带动钻杆8的升降，从而使得钻杆8升、降两种状态可实现彼此之间的立即转换，换言之，钻杆8升、降两种状态彼此之间在转换时不存在补偿时间，以至本设备在施工过程中不会出现埋杆现象。
参见图1、图8-图10所述钻杆8上在主滑板10和齿轮箱13之间的中部设有一个钻杆约束装置7，该装置由约束本体、固设在约束本体上且等间距一字形排列的5个圆筒状滑套72组成。约束本体的前侧为一方形盒体71，盒体71的顶面和底面上均开有等间距一字形排列的5个圆形通孔，所述顶面上的5个通孔和底面上的5个通孔彼此一一上下对应，所述每一组上下对应的两个通孔之间均固设有滑套座71a，滑套座71a为上端敞口、下端有底面且底面中心开有穿孔的圆筒体，5个滑套72分别插进5个滑套座71a中后，盒体71顶面在对应于其上的5个通孔处分别安装5个用来对5个滑套72进行固定使它们不能脱离相应圆孔的环形压板71b；约束本体的后侧为两个可与主滑道11b配合的滑座73。每一滑套72套装在相应的钻杆8外且两者滑动配合(即钻杆8的对角线长度小于滑套72的内径)，约束本体的上端通过两根链条9与主滑板10的下部相接、后侧通过两个滑座73与主滑道11b配合，这样，钻杆约束装置7通过链条9由主滑板10带动可沿主滑道11b升降。滑套72采用尼龙材料制成，链条9采用起重链条。
以上所述的仅是本实用新型的一种实施方式。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，这些也应视为属于本实用新型的保护范围。比如所述两组导向滑轮中的两个可调导向滑轮设于行走机架上的具体方式还可采用其它结构形式，但只须保证两个可调导向滑轮的高度可根据需要进行调整即可；所述钻杆约束装置还可采用其它结构形式，如约束本体为一板体，其上固设有等间距一字形排列的若干个滑套，每一滑套套装在相应的钻杆外且两者滑动配合，板体上端通过两根链条与主滑板相接、后侧与主滑道配合，另外，所述钻杆约束装置的数量还可根据钻杆的长度为多个；所述储浆罐、泥浆泵及用来驱动其的电机还可设置在行走机架的其它侧(如前侧、后侧)；所述钻杆的数量可根据施工要求灵活决定。
本实用新型施工时的工艺过程为拉线放样并用标尺定出钻位；搅拌制备水泥浆；本设备就位后调平；将通过减速器驱动齿轮箱的电机启动，以驱动钻杆旋转；开启泥浆泵向钻杆输浆；启动绞车的卷筒，以使钻杆旋钻入土并喷射水泥浆；当钻杆钻进到设计深度后提升钻杆，同时仍然喷浆、旋转搅拌至钻杆被拉出施工地面，完成一个单元截渗墙的施工；然后，行走机架按设计要求的搭接尺寸向前移动，重复前述过程。
本实用新型具有以下优点1、在施工过程中，遇到复杂地层，钻杆升、降两种状态可实现彼此之间的立即转换，换言之，可随时对钻杆钻进、钻杆提升进行转换，以至本实用新型在施工过程中不会出现埋杆现象。
2、在施工过程中，可始终保持对所述钻杆的约束(既可约束相邻钻杆间的甩动，也可约束所述钻杆的整体摆动)，有效控制了所述钻杆上在主滑板和齿轮箱之间处的中上段的甩摆，以至本实用新型可保证成墙质量，且能实现更大深度的钻深(钻杆一次最大施工深度为32米，采用伸缩钻杆或接杆喷浆可完成50米深截渗墙施工)。
3、在施工过程中，储浆罐、泥浆泵及用来驱动其的电机可随行走机架同步移动、无需单独进行移位，换言之，这三者移位相当方便、不存在移位困难的问题，这样使得停钻时间较短，不易堵塞输浆管和钻杆，以至本实用新型的施工效率较高。
权利要求1.多头小直径地下连续墙深层截渗施工设备，行走机架上设有绞车、桅杆、通过减速器驱动齿轮箱的电机，桅杆的一侧设有主滑道并与下部有下拉滑轮的主滑板配合、而顶端设有导轮，若干根等间距一字形排列的中空钻杆上与主滑板相接、下与齿轮箱相接，相邻两根钻杆的钻头在纵向上相互错位，且相邻钻头的中心距小于钻头所形成切削圆的直径且大于钻头所形成切削圆的半径，每根中空钻杆上端与主滑板上部所设的相应供浆接头连通，每一供浆接头均通过输浆管与泥浆泵的出口连通，泥浆泵的进口与储浆罐连通并由另一电机驱动，其特征在于桅杆的与主滑道相对的另一侧设有次滑道并与下部有提升滑轮的次滑板配合，主滑板、次滑板之间采用绕经导轮的钢丝绳相连，行走机架上设有分别处于主滑道和次滑道一侧的两组导向滑轮，每组导向滑轮由一可调导向滑轮、与该可调导向滑轮相对应的固定导向滑轮组成，绞车的卷筒上按正反向单层方式缠绕有下拉钢丝绳和提升钢丝绳，下拉钢丝绳依次绕经主滑道一侧相对应的可调导向滑轮和固定导向滑轮、主滑板上的下拉滑轮后其外端与行走机架相接，提升钢丝绳依次绕经次滑道一侧相对应的可调导向滑轮和固定导向滑轮、次滑板上的提升滑轮后其外端与行走机架相接。
2.根据权利要求1所述的多头小直径地下连续墙深层截渗施工设备，其特征在于所述钻杆上在主滑板和齿轮箱之间处至少设有一个钻杆约束装置，所述装置由约束本体、固设在约束本体上且等间距一字形排列的若干个滑套组成，每一滑套套装在相应的钻杆外且两者滑动配合，约束本体上端通过链条与主滑板相接、后侧与主滑道配合。
3.根据权利要求1所述的多头小直径地下连续墙深层截渗施工设备，其特征在于所述储浆罐、泥浆泵及用来驱动其的电机设置在行走机架上。
专利摘要本实用新型为多头小直径地下连续墙深层截渗施工设备。特点为桅杆的与主滑道相对的另一侧设有次滑道并与下部有提升滑轮的次滑板配合，主、次滑板间采用绕经桅杆顶端所设导轮的钢丝绳相连，行走机架上设有分别处于主、次滑道一侧的两组导向滑轮，每组导向滑轮由一可调导向滑轮与该可调导向滑轮相对应的固定导向滑轮组成，绞车的卷筒上按正反向单层方式缠绕有下拉和提升钢丝绳，下拉钢丝绳依次绕经主滑道一侧相对应的可调导向滑轮和固定导向滑轮、主滑板上的下拉滑轮后其外端与行走机架相接，提升钢丝绳依次绕经次滑道一侧相对应的可调导向滑轮和固定导向滑轮、次滑板上的提升滑轮后其外端与行走机架相接。本设备在施工过程中无埋杆现象。
文档编号E02D5/18GK2649646SQ20032010671
公开日2004年10月20日 申请日期2003年10月31日 优先权日2003年10月31日
发明者刘保平, 张一琦, 张久兵, 胡超 申请人:北京振冲江河截渗技术开发有限公司