一种新型排水板真空预压法土工织物的施工设备及其施工方法与流程

本发明涉及一种新型排水板真空预压法土工织物的施工设备及其施工方法。

背景技术：

近年来，我国各级政府对于环境保护日益重视，各大城市的河流、湖泊以及近海疏浚–吹填项目以及工地泥浆处理持续快速发展。当前，建筑打桩泥浆必须经过处理才可外运，因此，工程上需要快速、有效地对泥浆进行处理，以降低其含水量，增大泥土强度，方便外运。通过设置竖向排水板联合真空/堆载预压、加速土体排水固结，是提高软粘土强度经济、有效的方法，利用pvd处理天然深厚软基已在我国广泛而成熟的应用。然而有时受制于外部条件，专用堆置场往往深度较浅，若采用pvd处理，处理深度很浅、板材进深较短，变相地降低了施工效率增加了施工成本；同时，对于高含水率泥浆，其固结压缩变形很大，导致pvd严重弯折变形，同时竖向排水板的淤堵现象非常多，真空度沿着土层加深不断损失，从而导致深层土体加固效果不理想，影响处理效果和施工工期，对于堆场的高周转利用不利，甚至影响城市区域规划。

为了解决这些问题，呈带状分层铺设的水平排水板被引入工程，工程中，水平排水板分层铺设，可以做到边泵入泥浆-边固结排水，施工简便、节约能耗；避免板材剧烈弯折，保证真空有效传递，保证处理效果、节省工期、提高堆场周转利用率。另外，研究结果显示：采用水平排水板法，可以有效增加泥浆处理总量，且减少了不均匀沉降，提高了工程的质量虽然水平排水板拥有较多优良的性质，但实际应用中依然存在一些缺陷，具体如下：

依然存在淤堵现象，随着工程的进行，单一铺设水平排水板会逐渐淤堵，排水效果愈来愈差，影响了工程的进行。

真空预压的材料，目前的加工全部靠人工，导致工程人本成本较高。前期准备周期长，且人工加工产品不够精细。

现场的水平排水板-土工布织物的布置目前单纯依靠人力，铺设太慢且有难度。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种新型排水板真空预压法土工织物的施工设备及其施工方法，其目的在于，通过在水平排水板外围包上一层土工布，解决了排水板易淤堵的问题，且土工布透水性极佳，防止淤堵的同时保证了排水板的正常排水功能，材料的制作采用自动化加工的方式，减少了人力的参与，加大现代化机械的应用，能够有效减少人工成本并提高了加工的速率，机械加工可以提高产品精细化，实现高精度的导向、定位、调整，并大幅提高劳动生产率。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种新型排水板真空预压法土工织物的施工设备，包括缝制流水组件，所述缝制流水组件包括第一设备、第二设备、第三设备以及第四设备，其排列方式为第一设备-第二设备-第三设备-第四设备；

所述第一设备包括第一输送设备以及用于放置土工布以及排水板的第一放置槽，所述第一运输设备上设置有第一输送带，第一放置槽与第一输送设备固定连接，所述第一输送设备上搭建有多根第一支撑架，第一支撑架上还设置有第一电葫芦，所述第一支撑架沿着第一输送设备的长度方向阵列设置，所述第一支撑架上设置有第一机械手，所述第一机械手能够沿着第一支撑架的延伸方向往复滑移；

所述第二设备包括第二运输设备以及用于放置外部手型接头、排水管以及环扣的第二放置槽，所述第二运输设备上设置有第二运输带，第二放置槽与第二运输设备固定连接，所述第二运输设备上搭建有多根第二支撑架，多根第二支撑呈横向及纵向交错排列，所述第二支撑架上设置有第二机械手和第三机械手，自动螺钉机以及装订机，所述第二机械手用于夹持手型接头，所述第三机械手用于将排水管插入手型接头内，所述第三机械架再将环扣套入手型接头与排水管的连接处，所述自动螺钉机将螺钉拧入环扣内已将手型接头与排水管连接，所述装订机用于将排水板与土工布装订；

所述第三设备包括第三输送设备以及用于放置土工布的第三放置槽，所述第三运输设备上设置有第三输送带，第三放置槽与第三输送设备固定连接，所述第三输送设备上搭建有多根第三支撑架，所述第三支撑架沿着第三输送设备的长度方向阵列设置，所述第三支撑架上设置有第四机械手，所述第四机械手能够沿着第三支撑架的延伸方向往复滑移，所述第四机械手用于上土工布铺设于排水板的上方；

所述第四设备包括第四输送带、架杆以及缝订装置，所述缝订装置设置于架杆上，当土工布与排水板输送至第四输送带上，缝订装置将两层土工布缝订在一起。

进一步，所述第一运输带上设置有第一感应器，所述第一感应器为计时感应器；所述第二支撑架后端位置上设置有第二感应器，第二感应器为红外感应器，所述第二感应器与第二输送带耦接，所述第三支撑架上设置有第三感应器，第三感应器为计时感应器，所述第三感应器与第三输送带耦接，所述架杆前端位置上设置有第四感应器，第四感应器为计时感应器。

进一步，所述第一电葫芦上设置有挂钩以及拉伸绳，所述挂钩与拉伸绳连接，所述第一电葫芦上还设置有绕盘，拉伸绳缠绕与绕盘内。

进一步，还包括两根挂装架以及设置与两根挂装架之间的连接架，所述挂装架与连接架三者形成“[”型结构，所述连接架上设置有至少两个第二电葫芦，所述第二电葫芦用于将土工布铺设于泥浆池内。

一种新型排水板真空预压法土工织物的施工方法，包括以下步骤：

步骤一：人工将土工布放置于第一放置槽内，第一电葫芦沿着第一支撑架移动至第一放置槽上方，第一电葫芦下降夹持土工布，第一电葫芦上升沿着第一支撑架移动至第一运输带上方位置，第一电葫芦下降将土工布放置于第一运输带上，再通过第一机械手将排水板夹持至土工布上方，第一输送带滚动，使土工布与排水板进入第二设备；

步骤二：人工将排水管以及环扣放置在第二放置槽上，首先人工将手型接头套设在排水板上，第二机械手夹持手型接头，第三机械手夹持排水管，移动至手型接头处将排水管与手型接头套接，第三机械手再次移动夹持环扣，将环扣扣在排水管和手型接头的连接处，螺钉机启动，将环扣上的螺钉拧入环扣内，接着装订机开启，将土工布与排水板固定，最后土工布和排水板传输进入第三设备；

步骤三：人工将土工布放置于第三放置槽内，第一电葫芦沿着第三支撑架移动至第三放置槽上方，第一电葫芦下降夹持土工布，第一电葫芦上升沿着第三支撑架移动至第三运输带上方位置，第一电葫芦下降将土工布放置于第三运输带上，再通过第三机械手将排水板夹持至土工布上方，第三输送带滚动，使排水板以及排水板上下两侧的土工布进入第四设备；

步骤四：当土工布和排水板进入第四设备，架杆两端的缝订装置对土工布进行缝订；

步骤五：将制作好的土工布运输至施工现场，将土工布折叠并绑扎上绳子，并勾在第二电葫芦上，之后将土工布缓缓降落至指定位置，人工再将连接在第二电葫芦上的绳子取下绑扎在泥浆池边的钢管上，完成土工布铺设。

本发明的有益效果：

（1）新型排水板真空预压法土工织物的制作减少了人力的参与，以往的纯人工加工效率低，成本高加工不够精细。经过现代化机械的参与，大幅度提高了生产效率，降低了制作成本，同时制作出来的工艺品更加优质。

（2）以往的现场铺设，全靠人工，十分不方便，现在机械设备电葫芦的加入，使得整个铺设过程快捷，安全且高效，且电葫芦运行耗能低，符合环保节能的理念，进而节省工程开支。

（3）土工布连接的布绳最后绑扎在四周的钢管上，防止了泥浆灌注过程导致的排水板-土工织物的移动，这保证了排水板-土工织物始终布满泥浆池整个平面，保证无死角的进行抽真空，极大地保证了处理的效果。

（4）土工布上下层都采用土工布缝定，大幅度减少了排水板淤堵，保证了排水板正常抽真空功能，且有一面采用布条装订，减少了成本支出。

附图说明

图1为缝制流水组件的立体结构示意图；

图2为设备一的结构示意图；

图3为设备二的结构示意图；

图4为设备三的结构示意图；

图5为设备四的结构示意图；

图6为第一结构图的结构示意图；

图7为土工布与排水板铺设的结构示意图；

图8为挂装架与连接架的结构示意图；

附图标记：1、缝制流水组件；11、电葫芦；111、挂钩；112、拉伸绳；113、绕盘；12、土工布；13、排水板；2、第一设备；21、第一输送设备；22、第一放置槽；221、第一输送带；23、第一支撑架；24、第一机械手；25、第一感应器；3、第二设备；31、第二运输设备；32、第二放置槽；321、第二运输带；33、第二支撑架；34、第二机械手；35、第三机械手；36、自动螺钉机；37、装订机；38、第二感应器；4、第三设备；41、第三输送设备；42、第三放置槽；43、第三输送带；44、第三支撑架；45、第四机械手；46、第三感应器；5、第四设备；51、第四输送带；52、架杆；53、缝订装置；54、第四感应器；6、挂装架；61、连接架；7、二电葫芦。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

参照图1至8所示，本实施例的一种新型排水板真空预压法土工织物的施工设备，包括缝制流水组件1，所述缝制流水组件1包括第一设备2、第二设备3、第三设备4以及第四设备5，其排列方式为第一设备2-第二设备3-第三设备4-第四设备5；

所述第一设备2包括第一输送设备21以及用于放置土工布12以及排水板13的第一放置槽22，所述第一运输设备上设置有第一输送带221，第一放置槽22与第一输送设备21固定连接，所述第一输送设备21上搭建有多根第一支撑架23，第一支撑架23上还设置有第一电葫芦11，所述第一支撑架23沿着第一输送设备21的长度方向阵列设置，所述第一支撑架23上设置有第一机械手24，所述第一机械手24能够沿着第一支撑架23的延伸方向往复滑移；

所述第二设备3包括第二运输设备31以及用于放置外部手型接头、排水管以及环扣的第二放置槽32，所述第二运输设备31上设置有第二运输带321，第二放置槽32与第二运输设备31固定连接，所述第二运输设备31上搭建有多根第二支撑架33，多根第二支撑33呈横向及纵向交错排列，所述第二支撑架33上设置有第二机械手34和第三机械手35，自动螺钉机36以及装订机37，所述第二机械手34用于夹持手型接头，所述第三机械手35用于将排水管插入手型接头内，所述第三机械架再将环扣套入手型接头与排水管的连接处，所述自动螺钉机36将螺钉拧入环扣内已将手型接头与排水管连接，所述装订机37用于将排水板13与土工布12装订；

所述第三设备4包括第三输送设备41以及用于放置土工布12的第三放置槽42，所述第三运输设备上设置有第三输送带43，第三放置槽42与第三输送设备41固定连接，所述第三输送设备41上搭建有多根第三支撑架44，所述第三支撑架44沿着第三输送设备41的长度方向阵列设置，所述第三支撑架44上设置有第四机械手45，所述第四机械手45能够沿着第三支撑架44的延伸方向往复滑移，所述第四机械手45用于上土工布12铺设于排水板13的上方；

所述第四设备5包括第四输送带51、架杆52以及缝订装置53，所述缝订装置53设置于架杆52上，当土工布12与排水板13输送至第四输送带51上，缝订装置53将两层土工布12缝订在一起。

上述具体改进为，在机器运行前先做好如下准备：一、进行材料的准备，将土工布12放入指定的土工布12槽，将排水板13，及各项零部件也放入指定的槽位。保证机械运行时材料齐全，运行不会中断；二、再进行设备的检查，无误后运行电脑上编码的数据，观察各个设备的运行轨迹是否准确，以及机械抓手是否可以准确将材料拾起并运送到指定位置；三、在一切就绪后，启动设备；

第一设备2、第二设备3、第三设备4以及第四设备5连接形成整个流水线，在整个流水线的过程中，施工步骤大多数由机械完成，大幅度提高了生产效率以及解放了施工人员的双手，第一设备2的作用在于将排水板13放至土工布12上，将土工布12放置于第一放置槽22上，在通过电葫芦11将其吊人第一输送设备21上，接着使用第一机械手24将排水板13放至土工布12的上方，接着传输至第二设备3内；

第二设备3的作用在于将零部件安装至排水板13上，首先通过人工手动将手型接头套设在排水板13处，第二机械手34将手型接头抓住，第三机械手35再将排水管抓住插入手型接头内，接着第三机械手35再抓住环扣，将环扣套设与手型接头与排水管的连接处，接着使用自动螺钉机36将螺钉拧入环扣内，最后通过装订机37将土工布12与排水板13装订起来，如此便优于现有技术，大大减少了人工参与，且节省了时间，相对人工加工来说减少了大量的成本，且以往纯人工加工，套环不够精细，位置可能会歪扭，且机械扭拧螺丝更紧，使管道与手型接头连接更紧密，不易漏气，人工缝定排水板13可能会存在局部缝定不够细致紧密，这会造成抽真空过程中泥浆直接从孔隙进入排水板13，造成排水板13淤堵，而机械缝定按照设定程序进行，细致且精密，保证了整体的抽真空效果。

作为改进的一种具体实施方式，所述第一运输带上设置有第一感应器25，所述第一感应器25为计时感应器；所述第二支撑架33后端位置上设置有第二感应器38，第二感应器38为红外感应器，所述第二感应器38与第二输送带耦接，所述第三支撑架44上设置有第三感应器46，第三感应器46为计时感应器，所述第三感应器46与第三输送带43耦接，所述架杆52前端位置上设置有第四感应器54，第四感应器54为计时感应器。

上述具体改进为，第一感应器25设置在第一设备2上，第一感应器25为计时感应器，在运行之前，在计算机上设置时间阈值，当到达时间阈值时，第一设备2运行，土工布12进入第二设备3内，由于第二设备3内，需要人工套设手型接头，因此时间不能精确控制，因此在第二设备3内的传感器应该采用红外传感器，当装订机37对土工布12和排水板13进行装订后，红外感应器感应到装订机37，便带动土工布12和排水板13移动至第三设备4；第三感应器46与第一感应器25同理，第四设备5主要起到对土工布12的缝制作用，在设备运行前，在计算机上预先设置有行动轨迹即可。

作为改进的一种具体实施方式，所述第一电葫芦11上设置有挂钩111以及拉伸绳112，所述挂钩111与拉伸绳112连接，所述第一电葫芦11上还设置有绕盘113，拉伸绳112缠绕与绕盘113内。

上述具体改进为，电葫芦11上设置的挂钩111，主要作用是在于能够将土工布12勾住吊起，放置在第一运输带上，通过绕盘113的设置，能够有效的收纳拉伸绳112。

作为改进的一种具体实施方式，还包括两根挂装架6以及设置与两根挂装架6之间的连接架61，所述挂装架6与连接架61三者形成“[”型结构，所述连接架61上设置有至少两个第二电葫芦7，所述第二电葫芦7用于将土工布12铺设于泥浆池内。

上述具体改进为，待土工布12缝订之后，运输至现场，先在泥浆池两侧搭建挂装架6和连接架61，在将第二电葫芦7挂在连接架61上，第二电葫芦7操控采用遥控无线远距离控制，在泥浆池一边两端绑扎排水板13-土工织物，再缓缓的移动到泥浆池中央下落到池内，最后从第二电葫芦7上解下土工绳，系在泥浆池周围的固定钢管上即可。

一种新型排水板13真空预压法土工织物的施工方法，包括以下步骤：

步骤一：人工将土工布12放置于第一放置槽22内，第一电葫芦11沿着第一支撑架23移动至第一放置槽22上方，第一电葫芦11下降夹持土工布12，第一电葫芦11上升沿着第一支撑架23移动至第一运输带上方位置，第一电葫芦11下降将土工布12放置于第一运输带上，再通过第一机械手24将排水板13夹持至土工布12上方，第一输送带221滚动，使土工布12与排水板13进入第二设备3；

步骤二：人工将排水管以及环扣放置在第二放置槽32上，首先人工将手型接头套设在排水板13上，第二机械手34夹持手型接头，第三机械手35夹持排水管，移动至手型接头处将排水管与手型接头套接，第三机械手35再次移动夹持环扣，将环扣扣在排水管和手型接头的连接处，螺钉机启动，将环扣上的螺钉拧入环扣内，接着装订机37开启，将土工布12与排水板13固定，最后土工布12和排水板13传输进入第三设备4；

步骤三：人工将土工布12放置于第三放置槽42内，第一电葫芦11沿着第三支撑架44移动至第三放置槽42上方，第一电葫芦11下降夹持土工布12，第一电葫芦11上升沿着第三支撑架44移动至第三运输带上方位置，第一电葫芦11下降将土工布12放置于第三运输带上，再通过第三机械手35将排水板13夹持至土工布12上方，第三输送带43滚动，使排水板13以及排水板13上下两侧的土工布12进入第四设备5；

步骤四：当土工布12和排水板13进入第四设备5，架杆52两端的缝订装置53对土工布12进行缝订；

步骤五：将制作好的土工布12运输至施工现场，将土工布12折叠并绑扎上绳子，并勾在第二电葫芦7上，之后将土工布12缓缓降落至指定位置，人工再将连接在第二电葫芦7上的绳子取下绑扎在泥浆池边的钢管上，完成土工布12铺设。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。