一种用于铺设塑料土工布的设备及其施工方法与流程

1.本发明涉及一种用于铺设塑料土工布的设备及其施工方法，属于建筑施工技术领域。


背景技术：

2.随着基础建设的发展，在许多交通、建筑、矿山等领域会经常涉及到土质边坡的问题，当前有许多土质边坡的加固措施，其方法各有优缺点。土石填挖工程形成的大量土石裸露边坡，破坏了既有植被，对当地生态环境影响较大，以往通常采用单纯的工程防护，如浆砌片石、喷锚防护等，这些工程措施都导致原有植被破坏、水土流失、滑坡、边坡失稳等一系列生态环境和工程问题。建筑施工中也常遇到中低土质边坡，在短时间内对边坡表层有效加固的措施较少，且传统方法对边坡土体扰动较大，成本也较高。
3.近十多年来人们开发出了多种既能起到良好边坡防护作用，又能改善工程环境、体现自然环境美的边坡植物防护新技术，与传统的坡面工程防护措施共同形成了边坡工程植物防护体系。
4.在目前的边坡植物防护技术中，铺设土工布是其中比较重要的一项施工作业。传统的铺设土工布作业大多采用人工进行，铺设效率低并且铺设过程中产生粉粒较多，对环境的影响较大。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提出一种用于铺设塑料土工布的设备及其施工方法。
6.本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种用于铺设塑料土工布的设备，包括主体部和滑轨支撑装置，主体部包括支撑座、高压水射流切割装置和土工布铺设装置，高压水射流切割装置和土工布铺设装置分别设置在支撑座上端两侧，滑轨支撑装置设置在边坡上端，滑轨支撑装置通过两根滑轨分别与高压水射流切割装置和土工布铺设装置活动连接；
7.高压水射流切割装置包括储液水箱、喷管、喷嘴和增压器，储液水箱、喷管和喷嘴依次连通设置，增压器设置在喷管上靠近喷嘴处，喷管上端可滑移的设置在对应的滑轨上；
8.土工布铺设装置包括熔体存储箱、高温熔体泵、熔体加压泵、土工布喷管和连接杆，熔体存储箱、高温熔体泵、熔体加压泵和土工布喷管依次连通设置，连接杆上端可滑移的设置在对应的滑轨上，土工布喷管设置在连接杆下端。
9.上述技术方案的改进是：储液水箱的侧壁设置有第一电动伸缩杆和第一电动伸缩杆控制器，第一电动伸缩杆控制器通过线缆与第一电动伸缩杆连接用于控制第一电动伸缩杆伸缩，第一电动伸缩杆的输出轴竖直向上设置且与对应滑轨的一端铰接；
10.熔体存储箱的侧壁设置有第二电动伸缩杆和第二电动伸缩杆控制器，第二电动伸缩杆控制器通过线缆与第二电动伸缩杆连接用于控制第二电动伸缩杆伸缩，第二电动伸缩
杆的输出轴竖直向上设置且与对应滑轨的一端铰接。
11.上述技术方案的改进是：滑轨支撑装置包括两跟对称设置的第三电动伸缩杆，两跟第三电动伸缩杆的输出轴竖直向上设置且分别与对应滑轨的另一端铰接，两根第三电动伸缩杆分别通过线缆连接有第三电动伸缩杆控制器用于控制第三电动伸缩杆伸缩。
12.上述技术方案的改进是：主体部和滑轨支撑装置下端分别设置有履带行走装置。
13.上述技术方案的改进是：储液水箱和喷管之间设置有阀门，喷嘴处设置有反射式光电传感器。
14.上述技术方案的改进是：熔体加压泵和土工布喷管之间设置有熔体阀门。
15.上述技术方案的改进是：滑轨包括滑轨本体、滑动机构和驱动机构；
16.滑动机构包括圆管、滑块、固定座，圆管沿滑轨本体长度方向设置在滑轨本体内部下端，滑块可沿圆管滑移的设置在圆管上端，固定座竖直设置在滑块上端用于固定喷管和连接杆；
17.驱动机构包括相互啮合的齿轮和齿条，齿条沿滑轨本体长度方向设置在滑轨本体内部上端，齿轮为两个且对称设置，两个齿轮通过“l”型的驱动连杆与滑块固接，两个齿轮分别连接有电动机。
18.上述技术方案的改进是：支撑座中部上端设置有泥浆真空泵用于清理淤泥，泥浆真空泵设置有吸浆管和排浆管，吸浆管连通有吸头。
19.上述技术方案的改进是：两根滑轨之间设置有固定板，固定板包括第一固定板和第二固定板，第一固定板的一端与连接杆固接，第一固定板的另一端竖直开设有圆形滑槽，第二固定板的一端与喷管固接，第二固定板的另一端竖直设置有圆形滑块，第一固定板和第二固定板相互靠近的一侧通过圆形滑槽和圆形滑块的配合滑动连接。
20.本发明的用于铺设塑料土工布的设备的施工方法，包括以下步骤：
21.步骤s1：将用于铺设塑料土工布的设备的主体部移动至需注入土工布的边坡坡脚旁，将滑轨支撑装置移动至平行的边坡坡顶；
22.步骤s2：根据边坡坡度、边坡高度、土体性质等来确定土工布注入的角度及间隔，并在确定的位置起始点做标记，同时检测标记的处行进线路上的状况，同时在起始的位置由人工开挖少许深度；
23.步骤s3：调节第一电动伸缩杆、第二电动伸缩杆和第三电动伸缩杆的高度，安装滑轨，将喷管和连接杆一前一后调整好相同的角度并用螺栓固定在滑轨的固定座上，之后开启滑轨的电动机将连接好的喷管与连接杆推动到确定好的位置，到达位置后，将固定板用螺栓连接喷管与连接杆，并将泥浆真空泵的吸头固定在固定板靠近喷管的一侧，吸头低于喷嘴和土工布喷管，同时高压水射流切割装置的储液水箱用充水管连接外部供水设备；连接完成后，固定第三电动伸缩杆高度，调节第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆高度，使喷嘴距坡面30-50mm、土工布喷管的下端喷口距破面20-30mm；
24.步骤s4：控制用于铺设塑料土工布的设备前进，同时开启高压水射流切割装置的阀门和土工布铺设装置的熔体阀门开始运行施工，同时开启泥浆真空泵；高压水射流切割装置用于切割土质边坡形成空隙，土工布铺设装置用于在切割形成的空隙中注入熔融态塑料土工布；
25.运行过程中反射式光电传感器探测坡面距喷嘴距离，当距离小于30mm时，控制第
一电动伸缩杆升高，从而抬高喷嘴高度使得其与坡面距离大于30mm；
26.同时根据用于铺设塑料土工布的设备的移动速度v，喷嘴和土工布喷管之间的距离l，计算得到时间t，控制第二电动伸缩杆在经过时间t后执行与第一电动伸缩杆相同的动作；
27.其中时间t的计算过程为：
28.步骤s5：当用于铺设塑料土工布的设备到达预定终点时，控制用于铺设塑料土工布的设备停止前进，同时关闭高压水射流切割装置的阀门和土工布铺设装置的熔体阀门，同时关闭泥浆真空泵；
29.步骤s6：待喷管中的水和土工布喷管中的剩余熔体自然流出后，若熔体存储箱内有剩余，则开启熔体阀门并控制第二电动伸缩杆升高，通过接收装置放置到土工布喷管下方将多余熔体接收后运走；
30.步骤s7：待土工布喷管下方喷口冷却后，依次将固定板、喷管与连接杆拆卸，再拆卸滑轨，最后将用于铺设塑料土工布的设备的主体部和滑轨支撑装置移走，施工完成。
31.本发明采用上述技术方案的有益效果是：
32.(1)本发明的用于铺设塑料土工布的设备将高压水射流应用于土质边坡的加强当中，高压水射流与加固土体的熔体土工布铺设同时进行，提高了工作效率；高压水射流具有精准度高、成本低、无污染的优点，加固过程中会大大降低施工中产生粉粒对环境的影响，同时，高压水射流中可添加液体试剂来改善切割时周围土的质量；解决了短时间需要对中低边坡表层进行一定程度加固的需求；
33.(2)本发明的用于铺设塑料土工布的设备的的施工方法中，通过反射式光电传感器探测坡面距喷嘴距离，控制第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆升高，保证了喷嘴和土工布喷管与坡面距离的稳定。
附图说明
34.下面结合附图对本发明作进一步说明：
35.图1是本发明实施例用于铺设塑料土工布的设备土工布铺设装置一侧的结构示意图；
36.图2是本发明实施例用于铺设塑料土工布的设备高压水射流切割装置一侧的结构示意图；
37.图3是本发明实施例用于铺设塑料土工布的设备主体部的结构示意图；
38.图4是本发明实施例用于铺设塑料土工布的设备俯视结构示意图；
39.图5是本发明实施例用于铺设塑料土工布的设备固定板处结构示意图；
40.图6是本发明实施例用于铺设塑料土工布的设备滑轨的结构示意图；
41.图7是本发明实施例用于铺设塑料土工布的设备滑轨与连接杆连接处的结构示意图；
42.其中：1：土工布铺设装置，1-1：土工布喷管，1-1-1：连接杆，1-2：第二电动伸缩杆控制器，1-2-1：第二电动伸缩杆，1-3：熔体阀门，1-4：熔体加压泵，1-5：高温熔体泵，1-6：熔体存储箱，2：控制台，3：履带行走装置，4：滑轨支撑装置，4-1：第三电动伸缩杆控制器，4-2：
第三电动伸缩杆，4-3：滑轨，4-3-1：固定座，4-3-2：齿条，4-3-3：齿轮，4-3-4：驱动连杆，4-3-5：圆管，4-3-6：滑块，4-4：固定板，4-4-1：第一固定板，4-4-2：第二固定板，5：高压水射流切割装置，5-1：储液水箱，5-2：阀门，5-3：第一电动伸缩杆控制器，5-3-1：第一电动伸缩杆，5-4：喷嘴，5-4-1：反射式光电传感器，5-5：喷管，5-6：增压器，6：泥浆真空泵，6-1：吸浆管，6-1-1：吸头，6-2：排浆管。
具体实施方式
43.实施例
44.本实施例的用于铺设塑料土工布的设备，如图1-7所示，包括主体部和滑轨支撑装置4，主体部和滑轨支撑装置4下端分别设置有履带行走装置3。主体部包括支撑座、高压水射流切割装置5和土工布铺设装置1，高压水射流切割装置5和土工布铺设装置1分别设置在支撑座上端两侧，滑轨支撑装置4设置在边坡上端，滑轨支撑装置4通过两根滑轨4-3分别与高压水射流切割装置5和土工布铺设装置1活动连接；
45.高压水射流切割装置5包括储液水箱5-1、喷管5-5、喷嘴5-4和增压器5-6，储液水箱5-1、喷管5-5和喷嘴5-4依次连通设置，增压器5-6设置在喷管5-5上靠近喷嘴5-4处，喷管5-5上端可滑移的设置在对应的滑轨4-3上；储液水箱5-1和喷管5-5之间设置有阀门5-2，喷嘴5-4处设置有反射式光电传感器5-4-1；
46.土工布铺设装置1包括熔体存储箱1-6、高温熔体泵1-5、熔体加压泵1-4、土工布喷管1-1和连接杆1-1-1，熔体存储箱1-6、高温熔体泵1-5、熔体加压泵1-4和土工布喷管1-1依次连通设置，连接杆1-1-1上端可滑移的设置在对应的滑轨4-3上，土工布喷管1-1设置在连接杆1-1-1下端。熔体加压泵1-4和土工布喷管1-1之间设置有熔体阀门1-3。土工布喷管1-1的下端喷口采用平椭圆型，用于喷出熔融塑料土工布。熔体存储箱1-6侧面设置有控制台2，控制台2包括显示器和微型计算机用于控制整个设备。
47.本实施例的用于铺设塑料土工布的设备中，储液水箱5-1的侧壁设置有第一电动伸缩杆5-3-1和第一电动伸缩杆控制器5-3，第一电动伸缩杆控制器5-3通过线缆与第一电动伸缩杆5-3-1连接用于控制第一电动伸缩杆5-3-1伸缩，第一电动伸缩杆5-3-1的输出轴竖直向上设置且与对应滑轨4-3的一端铰接；
48.本实施例的用于铺设塑料土工布的设备中，熔体存储箱1-6的侧壁设置有第二电动伸缩杆1-2-1和第二电动伸缩杆控制器1-2，第二电动伸缩杆控制器1-2通过线缆与第二电动伸缩杆1-2-1连接用于控制第二电动伸缩杆1-2-1伸缩，第二电动伸缩杆1-2-1的输出轴竖直向上设置且与对应滑轨4-3的一端铰接。
49.本实施例的用于铺设塑料土工布的设备中，滑轨支撑装置4包括两跟对称设置的第三电动伸缩杆4-2，两跟第三电动伸缩杆4-2的输出轴竖直向上设置且分别与对应滑轨4-3的另一端铰接，两根第三电动伸缩杆4-2分别通过线缆连接有第三电动伸缩杆控制器4-1用于控制第三电动伸缩杆4-2伸缩。
50.本实施例的用于铺设塑料土工布的设备中，如图6和7所示，滑轨4-3包括滑轨本体、滑动机构和驱动机构；滑动机构包括圆管4-3-5、滑块4-3-6、固定座4-3-1，圆管4-3-5沿滑轨本体长度方向设置在滑轨本体内部下端，滑块4-3-6可沿圆管4-3-5滑移的设置在圆管4-3-5上端，固定座4-3-1竖直设置在滑块4-3-6上端用于固定喷管5-5和连接杆1-1-1；
51.驱动机构包括相互啮合的齿轮4-3-3和齿条4-3-2，齿条4-3-2沿滑轨本体长度方向设置在滑轨本体内部上端，齿轮4-3-3为两个且对称设置，两个齿轮4-3-3通过“l”型的驱动连杆4-3-4与滑块4-3-6固接，两个齿轮4-3-3分别连接有电动机。
52.本实施例的用于铺设塑料土工布的设备中，如图3所示，支撑座中部上端设置有泥浆真空泵6用于清理淤泥，泥浆真空泵6设置有吸浆管6-1和排浆管6-2，吸浆管6-1连通有吸头6-1-1。
53.本实施例的用于铺设塑料土工布的设备中，如图4和5所示，两根滑轨4-3之间设置有固定板4-4，固定板4-4包括第一固定板4-4-1和第二固定板4-4-2，第一固定板4-4-1的一端与连接杆1-1-1固接，第一固定板4-4-1的另一端竖直开设有圆形滑槽，第二固定板4-4-2的一端与喷管5-5固接，第二固定板4-4-2的另一端竖直设置有圆形滑块，第一固定板4-4-1和第二固定板4-4-2相互靠近的一侧通过圆形滑槽和圆形滑块的配合滑动连接。固定板4-4能够使连接杆1-1-1的方向和高压水射流切割装置5的喷管5-5在切割方向上保持一致，同时不限制其竖直方向的上下移动。
54.本发明的用于铺设塑料土工布的设备的施工方法，包括以下步骤：
55.步骤s1：将用于铺设塑料土工布的设备的主体部移动至需注入土工布的边坡坡脚旁，将滑轨支撑装置4移动至平行的边坡坡顶；
56.步骤s2：根据边坡坡度、边坡高度、土体性质等来确定土工布注入的角度及间隔，并在确定的位置起始点做标记，同时检测标记的处行进线路上的状况，同时在起始的位置由人工开挖少许深度；
57.步骤s3：调节第一电动伸缩杆5-3-1、第二电动伸缩杆1-2-1和第三电动伸缩杆4-2的高度，安装滑轨4-3，将喷管5-5和连接杆1-1-1一前一后调整好相同的角度并用螺栓固定在滑轨4-3的固定座4-3-1上，之后开启滑轨4-3的电动机将连接好的喷管5-5与连接杆1-1-1推动到确定好的位置，到达位置后，将固定板4-4用螺栓连接喷管5-5与连接杆1-1-1，并将泥浆真空泵6的吸头6-1-1固定在固定板4-4靠近喷管5-5的一侧，吸头6-1-1低于喷嘴5-4和土工布喷管1-1，同时高压水射流切割装置5的储液水箱5-1用充水管连接外部供水设备；连接完成后，固定第三电动伸缩杆4-2高度，调节第一电动伸缩杆5-3-1和第二电动伸缩杆1-2-1高度，使喷嘴5-4距坡面30-50mm、土工布喷管1-1的下端喷口距破面20-30mm；
58.步骤s4：控制用于铺设塑料土工布的设备前进，同时开启高压水射流切割装置5的阀门5-2和土工布铺设装置1的熔体阀门1-3开始运行施工，同时开启泥浆真空泵6；高压水射流切割装置5用于切割土质边坡形成空隙，土工布铺设装置1用于在切割形成的空隙中注入熔融态塑料土工布；
59.运行过程中反射式光电传感器5-4-1探测坡面距喷嘴5-4距离，当距离小于30mm时，控制第一电动伸缩杆5-3-1升高，从而抬高喷嘴5-4高度使得其与坡面距离大于30mm；
60.同时根据用于铺设塑料土工布的设备的移动速度v，喷嘴5-4和土工布喷管1-1之间的距离l，计算得到时间t，控制第二电动伸缩杆1-2-1在经过时间t后执行与第一电动伸缩杆5-3-1相同的动作；
61.其中时间t的计算过程为：
62.步骤s5：当用于铺设塑料土工布的设备到达预定终点时，控制用于铺设塑料土工
布的设备停止前进，同时关闭高压水射流切割装置5的阀门5-2和土工布铺设装置1的熔体阀门1-3，同时关闭泥浆真空泵6；
63.步骤s6：待喷管5-5中的水和土工布喷管1-1中的剩余熔体自然流出后，若熔体存储箱1-6内有剩余，则开启熔体阀门1-3并控制第二电动伸缩杆1-2-1升高，通过接收装置放置到土工布喷管1-1下方将多余熔体接收后运走；
64.步骤s7：待土工布喷管1-1下方喷口冷却后，依次将固定板4-4、喷管5-5与连接杆1-1-1拆卸，再拆卸滑轨4-3，最后将用于铺设塑料土工布的设备的主体部和滑轨支撑装置4移走，施工完成。
65.本实施例的用于铺设塑料土工布的设备中使用的熔体为熔融液态废弃塑料。设备的能量源于其内部的蓄电池提供的电能。储液水箱5-1下部连有压力传感器，用于传导控制台2显示水箱的含水量。储液水箱5-1内设置有抽水泵用于供水，增压器5-6用于为水提供二次增压。熔体存储箱1-6用于存储并维持熔融塑料温度，熔体存储箱1-6下部有压力传感器，用于传导控制台2显示熔体存储箱1-6的熔体余量。
66.本发明不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。