一种局部加深基坑的止水施工设备及其止水施工方法与流程

1.本技术涉及基坑施工的领域，尤其是涉及一种局部加深基坑的止水施工设备及其止水施工方法。


背景技术：

2.局部加深基坑在止水施工过程中，通常会采用管井降水和帷幕止水等方式来处理基坑中的地下水，以实现基坑开挖和基坑施工过程中的无水环境。虽然管井降水和帷幕止水都是十分常规的技术，但上述两种止水施工方式都需要投入大量的大型设备，不仅止水施工过程繁琐，还大大延长了止水施工周期。


技术实现要素：

3.为了减少大型设备的投入，简化局部加深基坑的止水施工过程，缩短止水施工周期，本技术提供一种局部加深基坑的止水施工设备及其止水施工方法。
4.本技术提供的一种局部加深基坑的止水施工设备,采用如下的技术方案：一种局部加深基坑的止水施工设备，包括挖掘机主体、设置在挖掘机主体上的机械臂、设置在机械臂上的铲斗、设置在挖掘机主体上用于喷出干粉水泥的喷粉装置、设置在机械臂上且一端与喷粉装置的出口连接的管件，管件的另一端能往铲斗背后形成的临时空隙喷出干粉水泥；止水施工设备还包括放置在挖掘机主体上用于挖开水泥土的开挖装置，以及用于封堵水泥土渗水处的堵漏装置。
5.通过采用上述技术方案，工人控制机械臂上的铲斗来翻动局部加深基坑处及其周围的土体，铲斗每次翻动土体时，喷粉装置都会将干粉水泥吹进管件内，紧接着再由管件的出口喷向铲斗背后形成的临时空隙。干粉水泥、土体和基坑中的地下水会被铲斗充分地翻动和搅拌，并最终凝固成水泥土结构。工人紧接着再利用开挖装置在水泥土结构中挖出局部加深基坑，而外围留下的水泥土结构则会对局部加深基坑起到止水和支护的效果。此外，局部加深基坑被挖开的过程中，工人还可利用堵漏装置对基坑中的漏水点进行封堵。相比于传统的管井降水和帷幕止水，本方案在各类大型设备的投入上明显减少，大大节省了造价，有效简化了局部加深基坑的止水施工过程，极大地缩短了止水施工的周期。
6.优选的，所述管件远离喷粉装置一端的相对两侧壁上均开设有喷口，管件靠近喷口的一端内设有将气流和干粉水泥引导至喷口的引导件；管件外还铰接有用于阻挡外界泥土和水进入喷口的单向阀板。
7.通过采用上述技术方案，引导件会将吹来气流和干粉水泥一分为二，并让它们吹向对应的喷口，单向阀板在风力的作用下将被推开，气流和干粉水泥在单向阀板的引导下便会被喷向铲斗背后形成的临时空隙，这大大增加了干粉水泥的喷洒范围，有利于加快后续水泥土结构的形成。此外，单向阀板还能有效阻挡外界的泥土和水进入喷口，降低了喷口发生堵塞的概率，确保了干粉水泥的正常喷出。
8.优选的，所述管件的外壁上设有两端均与管件内部连通的侧管，侧管的两端沿管
件的长度方向间隔设置；侧管内设有用于滞留干粉水泥的过滤板；管件内通过第一转轴转动连接有第一挡板，第一转轴和第一挡板之间设有第一扭转件，当喷粉装置处于启动过程中或停止过程中，第一扭转件会驱使第一挡板抵在管件的内侧壁上来让气流和干粉水泥进入侧管；当喷粉装置正常工作时，第一挡板在风力的作用下会完全被顶开；过滤板上开设有供干粉水泥通过的通孔，过滤板上还设有用于自动启闭通孔的启闭机构，当第一挡板未完全被顶开时，启闭机构驱使通孔关闭，当第一挡板完全被顶开时，启闭机构驱使通孔打开。
9.通过采用上述技术方案，当喷粉装置处于启动过程中或停止过程中，喷粉装置的风力将不足以让干粉水泥高效且精准地喷出，此时的第一扭转件会驱使第一挡板抵在管件的内侧壁上，气流和干粉水泥在第一挡板的引导下便会进入侧管，气流会穿过过滤板，干粉水泥则会被滞留在过滤板上，从而在风力不足时将干粉水泥收集起来。当喷粉装置的风力处于正常状态时，第一挡板在风力的作用下会完全被顶开，第一扭转件发生形变，气流和干粉水泥便能顺利地通过第一挡板，并最终从喷口处喷出。与此同时，启闭机构会驱使通孔打开，被收集起来的干粉水泥在风力和重力的作用下将穿过通孔并重新进入到管件内，以实现干粉水泥的重新利用。本技术能根据喷粉装置的风力大小来实现干粉水泥的自动收集、自动喷出和重新利用，从而让干粉水泥能高效且精确地喷向指定区域，有效确保了干粉水泥的喷出效果。
10.优选的，启闭机构包括滑动连接在过滤板上的第二挡板、设置在过滤板上用于驱使第二挡板堵住通孔的弹性件，以及嵌设在管件和侧管之间的拉绳，拉绳的两端分别与第一挡板和第二挡板连接；当第一挡板完全被顶开时，第二挡板在拉绳的拉动下会打开通孔。
11.通过采用上述技术方案，当管件内的风力不足时，第一挡板会抵在管件的内侧壁上，此时的拉绳保持松弛状态，第二挡板在弹性件的作用下会堵住通孔。当管件内的风力处于正常大小时，第一挡板在风力的作用下会完全被顶开，拉绳则会拉动第二挡板使其自动打开通孔。启闭机构使第二挡板能根据管件内的风力大小来自动开启通孔，从而对过滤板上的干粉水泥实现了再利用，突出了结构设计的巧妙和合理性。
12.优选的，所述管件靠近喷口的一端连通有用于滞留干粉水泥的收集管；引导件包括平行设置在管件靠近喷口一端内的两根第二转轴，以及转动套设在第二转轴侧壁上的引导板；管件内设有用于自动旋转两块引导板的转动机构，当第一挡板未完全被顶开时，转动机构驱使引导板贴在管件的内侧壁上并挡住喷口；当第一挡板完全被顶开时，转动机构驱使两块引导板发生旋转并让它们自由端抵接在一起。
13.通过采用上述技术方案，当铲斗在翻动土体时，转动机构会驱使引导板贴在管件的内侧壁上并挡住喷口，这可以进一步阻挡外界的泥土和水进入到管件内，大大降低了管件内部发生堵塞的概率，确保了干粉水泥的正常喷出。当第一挡板未被顶开时，穿过过滤板的气流会将残留在管件前端的干粉水泥吹进收集管内，以实现干粉水泥收集；当第一挡板部分被顶开时，穿过第一挡板的气流和干粉水泥会进入收集管内进行收集；当第一挡板完全被顶开时，转动机构会驱使两块引导板发生旋转并让两块引导板的自由端抵接在一起，两块引导板不仅能将气流和干粉水泥顺利地引导至喷口，同时还能防止后续的气流和干粉水泥吹入收集管内，确保了干粉水泥的正常喷出。收集管、引导件和转动机构能在管件内部风力不足时进一步对干粉水泥进行收集，还能在管件内部风力足够时及时停止干粉水泥的收集，大大确保了干粉水泥的喷出效果。
14.优选的，转动机构包括设置在第二转轴上用于驱使引导板贴在管件内侧壁上的第二扭转件，以及设置在引导板靠近第二转轴一端上的受力板，受力板用于接收风力并带动引导板旋转。
15.通过采用上述技术方案，当管件内的风力不足时，第二扭转件便会驱使引导板贴在管件的内侧壁上并挡住喷口。当管件内的风力足够时，风力将作用在受力板上并驱使受力板和引导板一起发生旋转，直至两块引导板的自由端能顺利地抵在一起。转动机构的结构简洁且实用，实现了两块引导板的自动打开和自动闭合。
16.优选的，两块受力板之间的距离沿着气流方向逐渐减小。
17.通过采用上述技术方案，当管件内的风力不足时，两块受力板能对气流和未喷出的干粉水泥进行收集导向，使得干粉水泥能顺利地被吹进收集管内进行收集。当管件内的风力足够时，受力板能顺利地接收风力并发生旋转。
18.优选的，所述管件内设有用于限制引导板旋转角度的限位柱，以此来让两块引导板的自由端抵接在一起。
19.通过采用上述技术方案，限位柱能有效限制引导板的旋转角度，确保两块引导板的自由端能顺利地抵接在一起。
20.优选的，所述收集管和喷粉装置之间连接有一根回流管。
21.通过采用上述技术方案，当管件内的风力不足时，气流会将收集管内的干粉水泥重新通过回流管吹回喷粉装置中，从而实现干粉水泥的重新利用。
22.一种局部加深基坑的止水施工方法，包括如下步骤：s1、用铲斗对局部加深基坑及其四周的土体进行翻动；s2、用喷粉装置和管件往翻动的土体中加入干粉水泥，继续用铲斗翻搅干粉水泥、土体和地下水；s3、等待干粉水泥、土体和地下水凝固为一块整体水泥土结构；s4、用开挖装置在水泥土结构中挖出局部加深基坑；s5、用堵漏装置对局部加深基坑中的渗漏点进行封堵。
23.通过采用上述技术方案，极大地减少了大型设备的投入，简化局部加深基坑的止水施工过程，缩短止水施工周期。
24.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.挖掘机主体、机械臂、铲斗、喷粉装置、管件、开挖装置和堵漏装置的设置，减少了大型设备的投入，简化了局部加深基坑的止水施工过程，缩短了止水施工周期；2.喷口、引导件和单向阀板的设置，不仅增加了干粉水泥的喷洒范围，还能有效阻挡外界的泥土和水进入喷口；3.侧管、过滤板、第一挡板、第一扭转件、通孔和启闭机构的设置，能根据喷粉装置的风力大小来实现干粉水泥的自动收集、自动喷出和重新利用；4.收集管、第二转轴、引导板和转动机构的设置，不仅能在管件内部风力不足时进一步对干粉水泥进行收集，还能在管件内部风力足够时及时停止干粉水泥的收集；5.限位柱的设置，确保两块引导板的自由端能顺利地抵接在一起；6.回流管的设置，使收集管中的干粉水泥能重新被利用。
附图说明
25.图1是本技术实施例的整体结构示意图；图2是本技术实施例中当风机风力不够时钢管处的整体结构示意图；图3是本技术实施例中当风机风力不够时钢管处的剖视结构示意图；图4是图3中a部分的局部放大示意图；图5是本技术实施例中当风机风力足够时钢管处的剖视结构示意图；图6是图5中b部分的局部放大示意图；图7是图5中c部分的局部放大示意图。
26.附图标记说明：1、挖掘机主体；2、机械臂；3、铲斗；4、喷粉装置；41、风机；42、料斗；43、喷风管；5、管件；51、钢管；52、软管；6、喷口；7、单向阀板；8、开挖装置；9、堵漏装置；10、侧管；11、过滤板；12、第一转轴；13、第一挡板；14、第一扭转件；15、通孔；16、启闭机构；161、第二挡板；162、弹性件；163、拉绳；17、收集管；18、回流管；19、引导件；191、第二转轴；192、引导板；20、转动机构；201、第二扭转件；202、受力板；21、限位柱。
具体实施方式
27.以下结合附图1-7对本技术作进一步详细说明。
28.参照图1和图2，一种局部加深基坑的止水施工设备，包括挖掘机主体1、安装在挖掘机主体1上的机械臂2、安装在机械臂2远离挖掘机主体1一端上的铲斗3、安装在挖掘机主体1上的风机41和用于存放干粉水泥的料斗42、法兰连接在风机41的出风口且与料斗42下端连通的喷风管43，其中的风机41、料斗42和喷风管43组成了用于喷出干粉水泥的喷粉装置4。止水施工设备包括固定连接在机械臂2远离挖掘机主体1一端上的方形钢管51、连接在钢管51和喷风管43之间的软管52，钢管51远离软管52一端的相对两侧壁上均开设有喷口6，喷口6能往铲斗3背后形成的临时空隙喷出干粉水泥，其中的钢管51和软管52组成了管件5。为降低外界泥土和水进入喷口6内的情况，钢管51的外侧壁上铰接有用于阻挡外界泥土和水的单向阀板7。止水施工设备还包括放置在挖掘机主体1上的开挖装置8和堵漏装置9，开挖装置8选用建筑领域常见的风镐，开挖装置8用以在水泥土结构中挖出局部加深基坑，堵漏装置9选用建筑领域常见的双液注浆封堵装置，双液注浆封堵装置主要由传统电钻和装有双液浆连接头的空芯钻杆组成。
29.局部加深基坑的止水施工过程：当局部加深基坑的位置被确定后，工人控制机械臂2和铲斗3来对局部加深基坑内及其四周的土体进行翻动，土体被翻动的同时，风机41会向喷风管43内吹强风，料斗42内的干粉水泥将会进入喷风管43内并依次通过软管52和钢管51，并最终从钢管51的出口喷向铲斗3背后形成的临时空隙中。铲斗3继续对干粉水泥、土体和地下水进行搅拌，直至它们凝结成水泥土结构，最后再利用风镐挖出局部加深基坑，而周围留下的水泥土结构则会对局部加深基坑起到止水和支护的作用，局部加深基坑便完成了止水施工。若是发现局部加深基坑中出现渗水，还可将空芯钻杆钻进渗水部位，再往空芯钻杆内注入封堵用的两种浆液，两种浆液将在渗漏位置快速凝固，从而堵住渗漏点，需说明的是，其中的浆液是以水泥和水玻璃为主剂，两者按一定的比例以双液方式注入，必要时加入附加剂所组成的注浆材料。
30.参照图3和图4，钢管51的外侧壁上固定连接有一根侧管10，侧管10的两端沿着钢
管51的长度方向间隔设置且均与钢管51的内部连通，侧管10的内部还固定连接有一块用于滞留干粉水泥的过滤板11。钢管51内固定连接有一根与钢管51垂直的第一转轴12，第一转轴12的侧壁上转动套设有一块第一挡板13，第一转轴12和第一挡板13之间还连接有第一扭转件14，第一扭转件14设置为第一扭簧，第一扭簧的两端分别与第一转轴12和第一挡板13固连，当风机41处于关闭状态时，第一扭转件14在会让第一挡板13抵在钢管51靠近侧管10的一内侧壁上，这给气流和干粉水泥进入侧管10进行了引导。
31.参照图5和图6，过滤板11上开设有一个供干粉水泥通过的圆形通孔15，过滤板11的下表面滑动连接有一块第二挡板161，过滤板11的下表面和第二挡板161之间还固定连接有一个弹性件162，弹性件162设置为弹簧，弹簧在自然状态下会将第二挡板161顶在通孔15的正下方，从而让第二挡板161堵住通孔15。钢管51和侧管10之间滑动嵌设有一根拉绳163，拉绳163的一端与第一挡板13的自由端固定连接，拉绳163的另一端与第二挡板161固定连接，其中的第二挡板161、弹性件162和拉绳163组成了用于自动启闭通孔15的启闭机构16。
32.参照图1、图5和图6，侧管10内部的原理解释：当工人刚启动风机41往铲斗3背后形成的临时空隙喷出干粉水泥时，风机41此时的风力较弱，气流和干粉水泥将顺着第一挡板13进入到侧管10内，气流会继续穿过过滤板11并往钢管51的出口端流动，而干粉水泥则会被滞留在过滤板11上，从而在风力不足的情况下对干粉水泥进行了收集。当风机41正常工作时，风力将会顶开第一挡板13和单向阀板7，气流和干粉水泥将会通过第一挡板13和单向阀板7，并最终从喷口6处喷向土体。此外，当第一挡板13被风完全顶开并贴在钢管51的内侧壁上时，拉绳163会将第二挡板161从通孔15的下方拉走，收集在侧管10内的干粉水泥便能通过通孔15重新进入到钢管51内，从而收集起来的干粉水泥进行了重新利用。当工人关闭风机41后，钢管51内的风力将大幅度减弱，第一挡板13在第一扭转件14的作用下将重新抵在钢管51靠近侧管10的一内侧壁上，拉绳163对第二挡板161的作用被取消，同时第二挡板161在弹性件162的作用下将重新堵住通孔15，那么风力不足下的干粉水泥便会再次进入到侧管10内实现收集，有效确保了干粉水泥的喷洒效果，同时也减少了干粉水泥堵塞喷口6的情况。
33.参照图1、图5和图7，钢管51靠近铲斗3的一端不仅呈敞口设置，同时还连接有一根用于收集干粉水泥的收集管17，收集管17和料斗42之间连通有一根回流管18。钢管51靠近铲斗3的一端内固定连接有两根相互平行的第二转轴191，两根第二转轴191的位置与两个喷口6的位置一一对应，且第二转轴191与第一转轴12（如图4）平行。两根第二转轴191的侧壁上均转动套设有引导板192，第二转轴191和引导板192组成了将气流和干粉水泥引导至喷口6的引导件19。第二转轴191和引导板192之间固连有第二扭转件201，第二扭转件201设置为第二扭簧，第二扭簧的两端分别与第二转轴191和引导板192固连，当风机41处于关闭状态时，第二扭转件201在会让引导板192抵在钢管51的内侧壁上并堵住对应的喷口6，这大大提升了对外界的泥土和水的阻挡效果。引导板192靠近第二转轴191的一端上固定连接有受力板202，受力板202与引导之间的夹角设置为钝角，且两块受力板202之间的距离沿着气流方向逐渐减小，受力板202在风机41正常工作时将带动对应的引导板192发生旋转，其中的第二扭转件201和受力板202组成了用于自动旋转两块引导板192的转动机构20。为了让两块引导板192的自由端能顺利地抵接在一起，钢管51内还固定连接有用于限制引导板192旋转角度的限位柱21。
34.钢管51出口的原理解释：当工人刚启动风机41时，气流会从钢管51进入侧管10，再从侧管10吹向钢管51的出口，此时的风力虽小，但完全可以将之前残留在钢管51前端内的干粉水泥吹入收集管17中，从而在风力不足的情况下对残留的干粉水泥进行了收集。风力继续被提升且第一挡板13被部分顶开后，由于风力仍旧未达到标准，所以气流和干粉水泥也将吹入收集管17中，再通过回流管18进入到料斗42内，这不仅确保了干粉水泥的高效喷出，同时还保证了收集管17对干粉水泥的正常收集。当风机41正常工作时，受力板202在风力的作用下将会带动引导板192发生旋转，两块引导板192将会相互靠近并成功抵在限位柱21上，两块引导板192的自由端相互抵接在一起并形成尖端，这不仅能阻挡气流和干粉水泥继续吹入收集管17，同时还可以将气流和干粉水泥引导至喷口6，使得干粉水泥能高效地从喷口6处喷出。当工人关闭风机41后，钢管51内的风力将大幅度减弱，第二扭转件201将驱使引导板192发生旋转并重新堵住喷口6，风力不足下的干粉水泥则会继续吹入收集管17内，或者通过回流管18重新回到料斗42内。
35.本实施例的实施原理为：当局部加深基坑的位置被确定后，工人控制机械臂2和铲斗3来对局部加深基坑内及其四周的土体进行翻动，土体被翻动的同时，风机41会向喷风管43内吹强风，料斗42内的干粉水泥将会进入喷风管43内并依次通过软管52和钢管51，并最终从钢管51的出口喷向铲斗3背后形成的临时空隙中。铲斗3继续对干粉水泥、土体和地下水进行搅拌，直至它们凝结成水泥土结构，最后再利用风镐挖出局部加深基坑，而周围留下的水泥土结构则会对局部加深基坑起到止水和支护的作用，局部加深基坑便完成了止水施工。若是发现局部加深基坑中出现渗水，还可将空芯钻杆钻进渗水部位，再往空芯钻杆内注入封堵用的两种浆液，两种浆液将在渗漏位置快速凝固，从而堵住渗漏点。
36.本技术实施例公开一种局部加深基坑的止水施工方法，极大地减少了大型设备的投入，简化局部加深基坑的止水施工过程，缩短止水施工周期，具体包括如下步骤：s1、用铲斗3对局部加深基坑及其四周的土体进行翻动；s2、用喷粉装置4和管件5往翻动的土体中加入干粉水泥，继续用铲斗3翻搅干粉水泥、土体和地下水；s3、等待干粉水泥、土体和地下水凝固为一块强度较高的水泥土结构；s4、用开挖装置在水泥土结构中挖出局部加深基坑；s5、用堵漏装置9对局部加深基坑中的渗漏点进行封堵。
37.本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。