专利名称：土中沟壁及其形成方法
技术领域：
本发明涉及一种在土中形成沟壁的方法。本发明还涉及一种土中沟壁。
背景技术：
沟壁要很好地密封，密封正交于地面进行，以防止土壤中的水渗透到沟壁围绕的区域。形成密封是通过在土地中开挖出沟槽，然后在所述沟槽中注入混悬物，使其固化于沟壁上。
如果土中存在障碍物，比如供水管线，管道，电杆底座等，根据现有技术，必须将这些物体取出，在开挖沟槽之前进行重新改线。这将带来很大的经济损失。
发明内容
本发明的目的是提供一种形成沟壁的方法和一种沟壁，当地下存在障碍物时可以经济的方式应用。
根据本发明，该目的的实现是通过一种具有权利要求1的特征的方法，和具有权利要求10的特征的沟壁。附属权利要求给出了优选实施例。
本发明的方法可用于存在障碍物的土中形成沟壁。方法的特征在于，可在障碍物的两侧分别下降侧面沟壁槽，通过从至少一个侧面沟壁槽横向移动沟壁形成装置，在障碍物的底下形成下沟壁槽。
本发明的一个基本想法是，不再以高成本方式拆除即将形成的沟壁附近的障碍物，然后在沟壁形成后将其重新安装；而是采取在形成沟壁期间将障碍物整合到沟壁，与传统的方法相比，这样可节省费用和时间。
根据本发明，形成沟壁应使得位于地下的障碍物周围的土壤材料剥离。为此，在障碍物的任一侧形成至少一个沟壁槽。此外，障碍物下面的土壤材料被剥离，在这里形成下沟壁槽，其与侧面沟壁槽连接。通过引入可硬化的混悬液到两个侧面沟壁槽以及下沟壁槽，可形成根据本发明的围绕障碍物的沟壁。
根据本发明，下沟壁槽的土壤材料非常松散，因为掘土沟壁形成装置从两个侧面沟壁槽中的至少一个沿横向移动，结果是，移动到障碍物下面的土壤区。
从一个侧面沟壁槽开始掘出障碍物下面的土壤区。在这种情况下，可将沟壁形成装置引入到一个侧面沟壁槽，并横向移动到障碍物的下面，同时清除土壤，直到到达第二侧面沟壁槽，或第二侧面沟壁槽后来下降的区域。但是，沟壁形成装置最好从两个侧面沟壁槽移动到障碍物下面。在这种情况下，从两个侧面沟壁槽开始掘出下沟壁槽。从一个侧面沟壁槽开始，土壤材料起初在障碍物下面的第一部分区域松动。其后从另一侧面沟壁槽开始，在障碍物下面的第二部分区域的土壤材料剥离，然后前进到第一部分区域完成沟槽。在这个实施例中，沿沟壁形成装置路线的横向移动很少，所述装置可具有相对简单和紧凑的结构。基本上，可以设置两个沟壁形成装置同时从两侧的侧面沟壁槽移动。
根据本发明，最好用同一沟壁形成装置来制造下沟壁槽和至少一个，具体为两个，侧面沟壁槽。最好是侧面沟壁槽下降后，即在形成侧面沟壁槽后沟壁形成装置仍在地下时，马上横向旋转移动制造下沟壁槽，使障碍物下面的土壤材料剥离。但是也可以使用不同的沟壁形成装置来制造侧面沟壁槽和下沟壁槽。
沟壁形成装置可由沟壁挖掘机构成，设有控制翼板，用于在障碍物的下面旋转掘进。但是，沟壁形成装置最好是沟壁切割机，其最好位于刚性的直线引导机构上。这样的沟壁切割机设有至少一个，最好有两个，底侧切割轮，其具体设置成切割轮对，有两个同轴的单个切割轮。用语“刚性的直线引导机构”是一种引导机构，使得沟壁形成装置可沿轴向前进和后退，其设置成相对横向位移具有刚性。这种刚性直线引导机构设有固定长度的连杆机构，其在至少一个引导套管中引导，实现直线引导。刚性的直线引导机构还可以设置伸缩的连杆机构，其底部设置沟壁形成装置。
为了在障碍物的下面区域实现非常简单的横向旋转掘进，用于形成下沟壁槽的沟壁切割机，通过位移机构，沿着挖掘的沟壁随着直线引导机构移动。根据这个实施例，直线引导机构横向移动，实现沟壁形成装置的旋转掘进，横向移动通过刚性的直线引导机构传递到沟壁切割机。因此，在这种情况下，沟壁形成装置的旋转掘进是由直线引导机构移动来实现，相应的移动机构最好位于沟壁槽外面和/或设置在施工车辆上。具体地，旋转掘进机构不一定要设置在沟壁形成装置上，这样的沟壁形成装置具有非常简单的结构。
为了能够在地下，甚至在有很大的障碍物时，产生非常严密的沟壁，根据本发明，为了形成下沟壁槽，沟壁切割机可以倾斜角度设置在障碍物下面。具体地，斜角可相对两个侧面沟壁槽中至少一个的下降方向和/或垂直方向。以倾斜角度设置还允许沟壁中存在具有倾斜形状的障碍物。
由于以倾斜角度进行设置，直线引导机构可以倾斜，为此，可在设有直线引导机构的施工车辆上设置旋转掘进机构。可选择地或额外地，沟壁切割机还可以同步地轴向或横向移动，如下降和/或上升时沿横向旋转掘进。
为了完全将障碍物汇合到沟壁中，根据本发明，上沟壁槽最好在障碍物上方形成。在形成其他沟壁槽时，最好使用同一的沟壁形成装置。如果障碍物未延伸到地面或突出到地面以上，可形成上沟壁槽。
为了防止损坏障碍物，至少一个沟壁槽可在距障碍物一定距离处形成。在沟壁槽和障碍物之间产生的中间区域可在下面的施工步骤中进行清除和/或加以固定。
如果在沟壁槽形成期间挖掘出的土壤材料在沟壁槽中与粘合剂混合形成可固化的混悬物，这样就能形成一种非常经济的方法。根据这个优选的实施例，硬化的混悬物不是在沟槽外面形成，可以说现场直接在沟槽中形成。为此，将粘合剂适当地引入地下，接近沟壁形成装置，在此与沟壁形成装置挖掘的土壤材料混合，形成可硬化的混悬物。
如果首先形成两个侧面沟壁槽，然后形成上沟壁槽，也是非常有优越性的。这样当下降沟壁槽时，可极大地防止出现沟壁切割机偏离。
本发明的沟壁可用本发明的方法来形成，实现上面说明的优越性。根据本发明的沟壁的特征在于，可围绕在沟壁穿过的障碍物形成沟壁。
在根据本发明的沟壁的情况下，沟壁形成期间，障碍物可保留于地下，不必在形成沟壁前移开，然后在完成沟壁后重新放回。
下面将参考附图的图1和图2更加详细地介绍本发明的优选实施例。
图1和图2是沟壁切割机的侧视图，其分别处于根据本发明的方法的不同阶段。
具体实施例方式
图1和2示出了使用本发明的方法生产本发明的沟壁的不同阶段I到V。附图是沟壁形成装置的沿所形成沟壁槽的侧视图。用于形成沟壁的沟壁形成装置由沟壁切割机10构成。所述沟壁切割机10设有框架13，其底部设置了可转动地驱动的两个切割轮20，20｀。为切割土壤材料，在切割轮20，20｀的圆周面设置了切割齿保持件23，其上带有切割齿24。切割轮20，20｀设置成轮对，各轮对有两个同轴的单独切割轮，在附图平面上前后设置。
为了下降和提升沟壁切割机10，框架13上的沟壁切割机位于切割杆30的下端。在本实施例中，切割杆30具有刚性轴的形式，可在沟槽外面的示意性显示的引导套管32(参考图1中的步骤III)中轴向位移引导。这样形成了刚性的直线引导机构，允许带有沟壁切割机10的切割杆30沿所述切割杆的轴向移动，沿轴向引导切割机10。在本实施例中，轴向与垂直方向重合，所以水平位移是指横向位移。但是沟壁形成装置还可以通过直线引导机构引导，相对垂直方向倾斜。为了得到有意义的切割深度，切割杆30还可以具有伸缩结构。
沟壁切割机10的框架13的截面小于两个切割轮20，20｀的切割截面。从位于底部的切割轮20，20｀开始，框架13逐渐缩小到切割杆30，其沿大体上正交于切割轮20，20｀的旋转轴的空间方向位于顶部。这样的逐渐缩小基本还存在于其他空间方向。
在两个切割轮20，20｀之间设置了液体供应机构40，通过液体供应机构液体粘合剂可进入沟槽，进行现场混悬物生产。切割轮20，20｀剥离的土壤材料还可以从沟槽吸出，沟槽还可以充满在沟槽外面生产的可固化的混悬物或无框架的支承悬架。
通过附图中的土地区域3显示的本发明的方法形成沟壁，该区域存在构成障碍物1的管道，所述障碍物1通过沟壁。在本发明方法的第一步骤I，两个切割轮20，20｀通过设置在框架13的驱动器进行转动，沟壁形成装置10下降到第一侧面沟壁槽51，其位于附图的左边。第一侧面沟壁槽51垂直引导，因此以不切割障碍物1的方式越过障碍物1移动。
当到达侧面沟壁槽51的预定最后深度，带有切割轮20，20｀的沟壁切割机10在步骤II仍在转动，由于直线引导机构的横向位移，尤其是地面上的引导套管32的移动，沿横向旋转进入障碍物1下面土壤区。通过切割轮20｀的作用，附图中沟壁切割机10右边的在障碍物1下面的第一部分区域71的土壤材料被剥离。为了增加第一部分区域71，沟壁切割机10的旋转掘进可以在土地区域3沿轴向上下移动，并可进一步旋转掘进和进行多次。在形成第一部分区域71后，沟壁切割机10又旋转退回到第一侧面沟壁槽51，离开土地区域3。
通过直线引导机构的横向移动，沟壁切割机10横向移动，离开土地区域3；在步骤III，形成另一个，即第二侧面沟壁槽52，其垂直下降，并沿障碍物1横向移动。第二侧面沟壁槽52也直接越过障碍物1延伸，在附图中是位于障碍物1的右边。
在下面的步骤IV，通过直线引导机构的移动，沟壁切割机10旋转掘进到左边。如同步骤II，沟壁切割机10可上升和/或下降，可进行多次。其结果是，障碍物1下面的第二部分区域72的土壤材料被剥离。扩大第二部分区域72直到临近的第一部分区域71形成开口。通过这种方式，障碍物1的下面形成下沟壁槽60，连接所述障碍物1下面两个侧面沟壁槽51，52。为了形成高密实的沟壁，沟壁切割机10最好进一步沿横向移动，即使开口已经形成，使得两个部分区域71，72重叠。
步骤IV之后，沟壁切割机10再次上升，横向移动，并位于障碍物1的上面。在步骤V，沟壁切割机10垂直下降，同时形成上沟壁槽56，直到切割轮20，20｀要切割到障碍物。如果障碍物1延伸到地面，可取消这个步骤。为形成上沟壁槽56，沟壁切割机30可以多次下降，并伴随横向位移。
如图2所示，由于框架13的逐渐缩小结构，才能够切割两个部分区域71，72，因此下沟壁槽60可贴近障碍物1。逐渐缩小的程度越大，沟壁切割机10可在障碍物1下面横向移动的越多。但保留在障碍物1下面的土壤材料可在下一操作步骤清除和/或密封。
如图1所示，可对沟壁切割机10的切割截面和其在形成沟壁槽51，56，52过程中的横向移动进行选择，使得当沟壁槽51，56，52下降时，槽51，56，52的附近也切割，即存在重叠切割截面。因此，在障碍物1的上面，可实现横向封闭和非常紧密的沟壁。
为了能够非常快速地生产下沟壁槽60，在完成侧面沟壁槽51和/或52后，最好提升沟壁切割机10到障碍物1的高度，然后向下引导切割机，使框架13沿着障碍物1，即沿着障碍物的外部形状，同时横向和轴向移动沟壁切割机10，当形成的部分区域71和/或72达到希望的宽度，沟壁切割机10可沿轴向进一步下降到希望的最后深度。
在所显示的实施例中，通过液体供应机构40，可在下降和/或提升沟壁切割机10的过程中提供可固化的液体，制造沟壁槽51，52，56，60过程中产生的土壤材料直接在沟壁槽51，52，56，60通过切割轮20，20｀的作用与所述液体混合，形成可固化的混悬物，硬化后形成了最后的沟壁。
附图中显示的步骤I到V基本上可以任何随意的次序进行。因此，可以先制造两个侧面沟壁槽51，51和上沟壁槽56，然后切割两个部分区域71，72，形成下沟壁槽60。如果切割轮20，20｀切割的土壤传送到沟槽外，最好先下降上沟壁槽56，然后制造两个部分区域71，72，不然在形成上沟壁槽56的过程中松散的土壤材料会落到部分区域71，72的底部，还要以很高成本从那里泵送出来。
权利要求
1.一种在土中形成沟壁的方法，土中有障碍物穿过，其中，侧面沟壁槽在所述障碍物的任一侧下降，通过从所述两个侧面沟壁槽中的至少一个横向移动掘土沟壁形成装置，在所述障碍物的下面形成下沟壁槽。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述沟壁形成装置从两个侧面沟壁槽在所述障碍物下面移动。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述沟壁形成装置包括沟壁切割器，其位于刚性的直线引导机构上。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述沟壁切割器适合形成所述下沟壁槽，通过移动机构沿开挖的沟壁与所述直线引导机构一起移动。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为形成下沟壁槽，所述沟壁切割器在所述障碍物的下面以倾斜角度操作。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述障碍物上面形成上沟壁槽。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，至少一个所述沟壁槽在距所述障碍物一定距离处形成。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在形成所述沟壁槽的过程中松动的土壤材料在沟壁槽中与粘合剂混合，形成可固化的混悬物。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述两个侧面沟壁槽首先形成，然后形成上沟壁槽。
10.一种土中沟壁，尤其是根据权利要求1的方法形成的沟壁，其中，所述沟壁围绕在沟壁穿过的障碍物形成。
全文摘要
本发明涉及一种在土中形成沟壁的方法，土中有障碍物穿过，侧面沟壁槽在障碍物的任一侧下降，通过从所述两个侧面沟壁槽中的至少一个横向移动掘土沟壁形成装置，在障碍物的下面形成下沟壁槽。本发明还涉及一种沟壁。
文档编号E02F5/02GK1743569SQ20051009913
公开日2006年3月8日 申请日期2005年9月1日 优先权日2004年9月1日
发明者E·施特策尔 申请人:包尔机械有限公司