专利名称：防洪大堤防渗堵漏加固机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于防洪大堤防渗、堵漏、加固的机械设备，尤其是一种防洪大堤防渗堵漏加固机。
背景技术：
防洪大堤是国家和人民生命财产的“保护神”，是国家水利建设工作中的重中之重。我国江河湖海众多，堤岸大多为粘土、砂土及粉土结构。这些堤岸被洪水浸泡一段时间后，吸水充分，其整体结构力和承受力会急骤下降，在巨大洪水压力作用下，大堤极易渗漏，形成管涌和发生大面积滑坡，致使大堤翻砂鼓水、垮堤、溃垸。虽然大堤年年修筑，但洪灾仍时有发生。为此，人们发明了“灌浆法”、“护坡防渗法”以及修筑水泥防洪墙等多种防渗、堵漏、加固的方法。“灌浆法”对封堵堤内缝隙、渗漏微孔及细小管涌等有一定的作用，但由于注入量很小以及压力作用，浆料在堤内固化后的形状呈断续发散的礼花状，不能形成连续的堤内防渗结构，往往是堵住了这里，渗漏孔又改道穿行于那里，防渗、堵漏效果不尽人意。而“护坡防渗法”则由于只能铺设在堤身外表，不能延伸至堤基乃至河床底部，再加上防护层与大堤的结合力较差，因此，一旦堤基发生管涌或堤身滑坡，这些防护层在自身重力作用下将发生大面积滑动和瘫塌，给大堤造成危害。
若将现有技术的振动式打桩(灌浆)机直接用于防洪大堤的防渗、堵漏、加固，则由于原有兼作堵头的冲头仅为单一的圆锥体即仅能冲一个单圆孔，灌浆后形成的是独立的桩柱，桩柱彼此之间无任何联系，更不能形成板式墙体结构，所以同样达不到防渗、堵漏、加固防洪大堤以抵卸洪水的作用。
综上所述“灌浆法”和“护坡防渗法”及采用现有技术的振动式打桩机“打桩法”，虽有一定防渗、防管涌(堵漏)及加固的效果，但它们均不能彻底消除大堤渗漏、管涌以及滑坡安全隐患，不能使大堤整体强度得到提高，因而没有从根本上解决问题，大堤仍旧险象繁生，容易造成垮堤和溃垸。
而采用开挖式(推倒原防洪土堤)修筑水泥墙方法，虽然防洪效果很好，但耗费的人力、物力和财力巨大(平均每公里花费近亿元左右)。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是，提供一种能彻底消除大堤管涌、滑坡等安全隐患，防渗、堵漏效果好，大堤整体强度高，不用推土开挖，工程造价低且完全满足防洪要求的防洪大堤防渗堵漏加固机。
本实用新型的技术解决方案是，利用现有技术(市售)的振动式打桩机，其特点是将设于主管(主冲管兼水泥混凝土通道)底部的冲头(兼堵头)换成如下结构的冲头安装在主管底部的冲头由中心冲管及中心冲头、侧冲头和臂板组成；中心冲管垂直设置并与主管相通，中心冲管顶部有固紧于主管底部的连接装置，中心冲管底部活动套合有兼作堵头的下小上大的锥体中心冲头；上小下大的三角体臂板置于中心冲管两侧，臂板的上、下端即三角体的两斜边即底边均为棱角；在中心冲头两侧的臂板的底部等距离垂直设有至少2个下小上大的锥体侧冲头，中心冲头和侧冲头加在一起的个数始终为奇数，所述侧冲头向下延伸的长度长于中心冲头向下延伸的长度。
本防洪大堤防渗堵漏加固机的工作原理如下(以1个中心冲头、2个侧冲头组成的冲头为例)当冲头垂直冲入堤内后，在堤内形成 形的腔体结构，随着水泥混凝土的不断注入(这时堵头脱离中心冲管而留在堤内)，冲头被逐渐提升至堤面，完成第一次施工。当冲头第二次冲入大堤内时(水泥未固化前)，只要将冲头的左侧冲头向右平移至右冲孔处，左侧冲头在原右冲孔的引导下，轻松定位入该孔(此时，中心冲管下方的地面设置了新堵头，待中心冲管底部抵至堵头颈便将新堵头套合并起到中心冲头的作用)，这样套入的结果，不仅使冲头与原墙体板块走势完全保持一致，形成有效连接，而且使墙体板块与新板块之间的连接准确无误，从而形成连续不断的墙体结构——连续墙。而将冲头设计成左右侧冲头长，中心冲头短的作用在于，迫使左右侧冲头提前套入已成型的墙体内，从而抵消中心冲头在挤压成孔过程中对堤内水泥墙体的挤压力，防止墙体挤压变形和损坏。
本防洪大堤防渗堵漏加固机是根据动力学原理，以电机运转过程中产生的(50-100T)大吨位振激力为动力(其单位面积作用力是目前机械碾压和人力碾压的几百至几千倍)，一方面通过冲头挤密、夯实堤身和堤基，另一方面冲头在堤内作高频振动并运行至堤内卵石层过程中，会在堤内形成一个直上而下的连续腔体即墙体单元。而特殊设计的冲头每次在堤内的提升和介入都会将前面施工成型的墙体单元和后面的墙体单元准确地连接起来，由此往复，随着水泥混凝土的注入，钢筋笼的插入，堤内便形成了一个高强度(如厚度为400mm左右)的钢筋水泥墙体结构即钢筋水泥混凝土连续墙。
由于采用以上结构，本实用新型防洪大堤防渗堵漏加固机不仅能够彻底消除大堤管涌、滑坡等安全隐患，使防洪大堤真正有了一副属于自己的“钢筋铁骨”，提高大堤整体强度，防洪效果好，即完全满足防洪要求，而且不用推土开挖、将原有土堤推倒重来，从而减少了巨大土石方开挖量，施工高效，工程造价低，实用性强。它适合一切江河湖海堤坝特别是土质堤坝险工险段的防渗、堵漏、加固及非险工险段大堤的整体加固改造，适用性强，适合大面积推广使用。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细说明。
图1为本防洪大堤防渗堵漏加固机结构示意图。
图2为
图1A-A剖视图。
图3为
图1B-B剖视图。
具体实施方式
如
图1所示，本防洪大堤防渗堵漏加固机的主机完全采用市售的振动式打桩机(冲孔后浇注水泥混凝土)，如山东探矿机械厂生产的配置DZ180振动锤的振动式打桩机。其结构简述如下机架20与机座2为一整体并通过支杆3连接固定。机座2下面设有自动行走、转向装置1。操作室4、电源控制柜5主副卷扬机组6、7均安装在机座2上，卷扬机组6、7通过钢缆21与动定滑轮组将振动锤10、主管8及冲头19吊装在悬臂11上，悬臂11固定在机架20上。支撑滑板9设于主管8与机架20之间，料斗12置于主管8的上部。以上均为现有技术，故不详述。
本实用新型的特点是，将安装在主管8(中心冲管兼水泥混凝土通道)底部的冲头(兼堵头)取掉，换上本发明人设计的具有特殊结构的冲头19。
如
图1、图2、图3所示，冲头19的结构如下它由中心冲管13及中心冲头16、侧冲头14和臂板15组成。
中心冲管13垂直设置并与主管8相通，中心冲管13顶部有固紧于主管8底部的连接装置，中心冲管13底部活动套合有兼作堵头的下小上大的锥体中心冲头16。所述中心冲管13的直径一般与主管8直径相同。所述连接装置一般采用法兰盘，即一对配套使用的法兰盘分别设于主管8的底部和中心冲管13的顶部，用螺栓螺帽连接固紧或拆卸。所述连接装置也可采用公母螺纹连接，即主管8与中心冲管13分别设公母螺纹而旋紧等。中心冲头16一般采用钢筋水泥浇注而成的圆锥体。因是水泥制作，所以采用圆锥体有利于挤土。所述活动套合指，中心冲管13底部内径大于中心冲头16颈部的外径，当整个中心冲管13在振动锤10及主管8作用力向下、中心冲管13的底部抵至预先置于中心冲管13下方地面的中心冲头16顶部时，中心冲头16被套合在中心冲管13底部；而在整个冲头19打至预定深度转而向上运动开始浇注水泥混凝土时，则堵头(中心冲头16)自动脱离中心冲管13底部而留在堤内。
上小下大(从垂直于长度方向看)的三角体臂板15置于中心冲管13两侧，臂板15的上、下端即三角体的两斜边即底边均为棱角。所述臂板15的上端即三角体的两斜边为棱角，其作用是在冲头19上提时，可将落在臂板15斜边上的土挤入臂板15两边的堤内。所述臂板15的下端即三角体的(两)底边为棱角，其作用同样是挤土，特别是减少下冲时的阻力。所述中心冲头16与侧冲头之间的臂板15底部可为圆拱形(从垂直于长度方向看)，主要是加强中心冲头16与侧冲头14之间(若有4个侧冲头，则包括侧冲头与侧冲头之间)的强度。但该拱形的底部同样是棱形，以减少入土时的阻力。
在中心冲头16两侧的臂板15的底部等距离垂直设有至少2个下小上大的锥体侧冲头14，包括中心冲头16在内冲头16、14的个数始终为奇数，也就是说，所述中心冲头16和侧冲头14加在一起的数量可为3个、5个、7个等，即中心冲头16始终为1个，而侧冲头14可为2个、4个、6个等，但总数最佳为3个。所述侧冲头14向下延伸的长度长于中间冲头16向下延伸的长度(其作用前面已说明)。所述中心冲头16大头的直径与左右侧冲头14大头的直径最好相等，这样有利于冲头16、14交错咬合冲孔时位置对得更准确。所述中心冲头16与侧冲头14的轴心即所有冲头16、14的轴心最好位于同一直线上，这样是使所浇注的防洪墙基本成直线向左右延伸。所述锥体冲头16、14可为圆锥体冲头，在圆锥体侧冲头14的锥头部分17可圆周等分设有三角形翼片18，一般为4片，其作用是有利于破土。侧冲头14也可采用方锥体，多边棱锥体等，但最佳为以上所述带翼片的圆锥体。
所述冲头19的纵向(左右)长度的确定，既考虑机器的承受能力，又要有一定的长度，一般为1米左右。冲头19的横向厚度(前后宽度，包括冲头16、14的直径和臂板15的厚度)一般为30～40公分，以保证所浇水泥混凝土墙体满足防洪的需要。所述冲头16、14大头的直径尺寸最好大于臂板15的厚度的尺寸，作用同样是减少冲头19入土时的阻力。
以上所述冲头19的各个零部件(除堵头16外)可全部采用钢材制作，各零部件预先加工成所需形状后，焊接为一个整体。也可采用铸钢一次浇铸成型，再辅以必要的加工。
权利要求1.一种防洪大堤防渗堵漏加固机，它包括市售的振动式打桩机，其特征在于安装在主管(8)底部的冲头(19)由中心冲管(13)及中心冲头(16)、侧冲头(14)和臂板(15)组成；中心冲管(13)垂直设置并与主管(8)相通，中心冲管(13)顶部有固紧于主管(8)底部的连接装置，中心冲管(13)底部活动套合有兼作堵头的下小上大的锥体中心冲头(16)；上小下大的三角体臂板(15)置于中心冲管(13)两侧，臂板(15)的上、下端即三角体的两斜边即底边均为棱角；在中心冲头(16)两侧的臂板(15)的底部等距离垂直设有至少2个下小上大的锥体侧冲头(14)，中心冲头(16)和侧冲头(14)加在一起的个数始终为奇数，所述侧冲头(14)向下延伸的长度长于中心冲头(16)向下延伸的长度。
2.根据权利要求1所述的防洪大堤防渗堵漏加固机，其特征在于所述连接装置指法兰盘。
3.根据权利要求1所述的防洪大堤防渗堵漏加固机，其特征在于所述锥体冲头(16、14)指圆锥体冲头。
4.根据权利要求3所述的防洪大堤防渗堵漏加固机，其特征在于在圆锥体侧冲头(14)的锥头部分(17)圆周等分设有三角形翼片(18)。
5.根据权利要求1所述的防洪大堤防渗堵漏加固机，其特征在于所述中心冲头(16)大头直径与侧冲头(14)大头直径的尺寸相等。
6.根据权利要求1所述的防洪大堤防渗堵漏加固机，其特征在于所述中心冲头(16)和侧冲头(14)大头的直径尺寸均大于臂板(15)的厚度尺寸。
7.根据权利要求1所述的防洪大堤防渗堵漏加固机，其特征在于所述中心冲头(16)与侧冲头(14)的轴心位于同一条直线上。
8.根据权利要求1所述的防洪大堤防渗堵漏加固机，其特征在于所述中心冲头(16)与侧冲头(14)之间的臂板(15)的底部为圆拱形。
专利摘要本实用新型公开了一种防洪大堤防渗堵漏加固机，它包括市售的振动式打桩机，其特点是，冲头(19)的结构不同，即中心冲管(13)垂直设置并与主管(8)相通，其顶部用法兰固紧在主管(8)底部，中心冲管(13)底部活动套合有兼作堵头的中心冲头(16)；三角体臂板(15)置于中心冲管(13)的两侧，其上、下端均为棱角；在中心冲头(16)两侧的臂板(15)的底部等距离垂直设有至少2个下小上大的锥体侧冲头(14)，所述侧冲头(14)长于中心冲头(16)。本机能彻底消除大堤管涌、滑坡等安全隐患，防渗堵漏效果好，大堤整体强度高，工程造价低。
文档编号E02B3/04GK2654684SQ20032011395
公开日2004年11月10日 申请日期2003年10月21日 优先权日2003年10月21日
发明者粟先红 申请人:粟先红