一种既有线路路基病害整治的自钻式水平静压挤密设备的制作方法

本发明属于路基加固领域，具体涉及一种水平静压挤密设备。

背景技术：

作为一种重要的交通运输方式，铁路承担着很重要的角色，随着交通压力的增大以及铁路交通速度要求的提高，原有铁路路基出现各种形式的的地基失稳现象，根据铁路路线的特殊地质条件和环境状况，目前，现有的大型水平定向钻具有不适用性，在既有的铁路路基沉降病害整治施工中所使用的设备效率低，人工劳动强度大，等一系列问题，在水平方向上没有完整的设备实现对路基土体密实度的填充。传统的锤击、震动对铁路线的正常运行影响比较大，会产生轨道侧向偏移距离过大，进而发生危险。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种既有线路路基病害整治的自钻式水平静压挤密设备，以解决现有铁路路基沉降病害整治施工中所使用的设备效率低，人工劳动强度大的问题。

本发明技术方案如下：一种既有线路路基病害整治的自钻式水平静压挤密设备，包括步履行进装置、液压提升装置、钻孔装置、挤密装置，步履行进装置的工作面上设有液压提升装置，液压提升装置顶部设有挤密装置，挤密装置上方设有钻孔装置；钻孔装置包括钻杆、动力头导轨，动力链条、动力头，动力头导轨上设有动力链条，动力链条上设有动力头，钻杆位于动力头中；挤密装置包括千斤顶、千斤顶加长架、螺纹顶杆、砼夹持壳体、卡扣，千斤顶的前端连接有螺纹顶杆，千斤顶的后端装有千斤顶加长架，螺纹顶杆的轴线方向上安置砼夹持壳体，砼夹持壳体中设有砼块，砼块通过卡扣锁定；钻杆和千斤顶两者之间的轴线平行于水平面。挤密装置实现水平静压挤密。钻杆为水平动力头钻杆且高度可调。砼块通过卡扣锁定，方便砼块的举升和安装，而传统技术需要人工搬运。

作为本发明的进一步改进，所述钻杆端部设有有液压夹持器。用于夹持钻杆，防止钻进时跑偏。

作为本发明的进一步改进，动力头导轨的端部设有推力稳固垫块，推力稳固垫块位于砼夹持壳体的上方。钻进时可以起到保护后面装置和保持洞口土体松动。

作为本发明的进一步改进，所述液压提升装置包括尾部平衡油缸、支撑臂液压油缸、支撑臂，尾部平衡油缸和支撑臂液压油缸的底端分别通过油缸铰链固定在工作面上，尾部平衡油缸和支撑臂液压油缸的上端与千斤顶加长架铰链连接。

作为本发明的进一步改进，它还包括地脚固定装置，地脚固定装置通过法兰固定在工作面的四角上，地脚固定装置包括螺纹地脚、支撑地脚，螺纹地脚位于

工作面的上方，支撑地脚位于工作面的下方。

作为本发明的进一步改进，工作面的下方设有电动机，电动机通过传动装置与支撑地脚连接，传动装置包括传动轴、第一锥齿轮、第二锥齿轮，电动机与传动轴轴连接，传动轴通过第一键连接第一锥齿轮，第一锥齿轮的轮齿与第二锥齿轮的轮齿相啮合，第二锥齿轮通过第二键连接支撑地脚。

作为本发明的进一步改进，所述第二锥齿轮上设有止推轴承。

作为本发明的进一步改进，所述步履行进装置的底盘上设有油箱和液压泵，油箱和液压泵通过输油管连接。

作为本发明的进一步改进，所述卡扣由母扣、公扣和手柄组成，母扣与公扣活动连接，公扣与手柄连接。

本发明特点如下：（1）传统的挤密设备是预先要用另一台设备打好孔，本设备钻孔装置和挤密装置设在同一台设备上，集钻进和挤密装置于一体，用电气控制液压提升装置实现挤密桩施工，且工作姿态可以灵活调整；（2）本发明不但能够实现水平挤密，而且能够完成有一定角度的挤密桩挤密；挤密装置便于移动，机动性强，施工效率高；操作更加快捷和省力，不影响路线的正常运营。（3）用步履行进装置能够应对沿铁路线的复杂地形，且巧妙利用摩擦客服挤密过程中的反作用力；（4）地脚利用锥齿轮机构旋进地面，增强了克服反作用力的功能，并且地脚可以加长。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本发明中卡扣的结构示意图；

图4为图3的俯视图；

图5为本发明中砼夹持壳体的结构示意图；

图6为本发明中地脚固定装置的结构示意图。

附图标记含义如下：1-电动机，2-法兰，3-螺纹地脚，4-液压泵，5-油缸铰链，6-油箱，7-输油管，8-尾部平衡油缸，10-动力头导轨，11-动力链条，12-千斤顶加长架，13-千斤顶，14-动力头，15-钻杆，16-液压夹持器，17-推力稳固垫块，18-砼夹持壳体，19-螺纹顶杆，20-卡扣，22-支撑臂，23-操纵杆，24-支撑臂液压油缸，25-步履行进装置，26-支撑地脚，27-脚踏板，28-操纵台，29-电箱，31-工具箱，32-手柄，33-公扣，34-母扣，37-第一锥齿轮， 40-地脚固定装置，41-止推轴承，42-第二锥齿轮，431-第一键，432-第二键，44-传动轴，45-第一砼块，46-第二砼块，101-工作面。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

如图所示，工作面101上设有操纵台28、电箱29，工具箱31，操纵台28上设有操纵杆23，工作面101的侧部设有脚踏板27。

如图所示，一种既有线路路基病害整治的自钻式水平静压挤密设备，它包括步履行进装置25、液压提升装置、钻孔装置、挤密装置，步履行进装置25的工作面101上设有液压提升装置，液压提升装置顶部设有挤密装置，挤密装置上方设有钻孔装置；钻孔装置包括钻杆15、动力头导轨10，动力链条11、动力头14，动力头导轨10上设有动力链条11，动力链条11上设有动力头14，钻杆15位于动力头14中；挤密装置包括千斤顶13、千斤顶加长架12、螺纹顶杆19、砼夹持壳体18、卡扣20，千斤顶13的前端连接有螺纹顶杆19，千斤顶13的后端装有千斤顶加长架12，螺纹顶杆19的轴线方向上安置砼夹持壳体18，砼夹持壳体18中设有砼块，砼块通过卡扣20锁定；钻杆15和千斤顶(13)两者之间的轴线平行于水平面。千斤顶和钻杆安装在同一条直线上，针对地形的高度，实现钻杆和千斤顶上下移动对准孔位，最大化的减小垂直度偏差对挤密桩施工质量所产生的影响，使施工质量大幅度提高。

钻杆15端部设有有液压夹持器16。动力头导轨10的端部设有推力稳固垫块17，推力稳固垫块17位于砼夹持壳体18的上方。

液压提升装置包括尾部平衡油缸8、支撑臂液压油缸24、支撑臂22，尾部平衡油缸8和支撑臂液压油缸24的底端分别通过油缸铰链5固定在工作面101上，尾部平衡油缸8和支撑臂液压油缸24的上端与千斤顶加长架12铰链连接。

它还包括地脚固定装置40，地脚固定装置40通过法兰2固定在工作面101的

四角上，地脚固定装置40包括螺纹地脚3、支撑地脚26，螺纹地脚3位于工作面101的上方，支撑地脚26位于工作面101的下方。

步履行进装置25的底盘上设有油箱6和液压泵4，油箱6和液压泵4通过输油管7连接。步履行进装置能够保证整台设备的移动。

钻杆完成导向孔的钻进，水平静压挤密过程由千斤顶13通过导向孔来实现。在工作过程中利用步履行进装置25和地面所产生的水平摩擦力来抵消反作用力，以此作为挤密装置和钻杆15的主要反作用力来源。

液压夹持器16确定固定方向，且便于拆卸，利用自身所带的液压提升装置和动力链条11完成钻孔过程。

如图3-图5所示，卡扣20由母扣34、公扣33和手柄32组成，母扣34与公扣33活动连接，公扣33与手柄32连接。图3、图4示出了砼块固定卡口的的结构，图5示出了砼夹持壳体的结构，即砼块锁紧状态。卡扣实现了对钻杆采用快速装夹，无需人为夹紧和松开。当手柄位于a位置时，卡扣20锁紧砼块，当由a转向b位置时，手柄32推动公扣33和母扣34脱离。

图6示出了地脚固定装置的结构，工作面101的下方设有电动机1，电动机1通过传动装置与支撑地脚26连接。传动装置包括传动轴44、第一锥齿轮37、第二锥齿轮42，电动机1与传动轴44轴连接，传动轴44通过第一键431连接第一锥齿轮37，第一锥齿轮37的轮齿与第二锥齿轮42的轮齿相啮合，第二锥齿轮42通过第二键432连接支撑地脚26。第二锥齿轮42上设有止推轴承41。传动装置改变电动机1产生力矩的方向，止推轴承41承受轴向作用力。工作台的上下表面采用法兰2加固以克服剪切力，实现对水平反作用力的抵抗作用和保持整个机身的平衡。

工作过程如下：

（1）、通过步履行走机构25，整台设备到达施工位置，调整好整台设备的工作位置，把支撑地脚26接在螺纹地脚3上面并紧固，操纵操纵杆23使得电动机1工作，电动机1带动传动轴44转动，进而带动第一锥齿轮37，通过齿的啮合带动第二锥齿轮42转动，当第二锥齿轮42转动时，通过第二键432的连接带动支撑地脚26旋入地下完成地脚固定。

（2）、通过电箱29启动液压提升装置，液压泵4开始工作，将油箱6里面的液压油通过输油管7抽出到尾部平衡油缸8和支撑臂液压油缸（24），操作操纵杆23使得支撑臂22高度上升，将钻杆15的中心轴位置对准预先测量好的高度，操作操纵杆23，动力链条11推动动力头14沿动力头导轨10向工作面行进，同时，液压夹持器16径向固定钻杆15，从而带动钻杆15行进，完成引导孔的打进。通过操纵杆反向旋出钻杆。

（3）、通过操纵杆改变尾部平衡油缸8和支撑臂液压油缸（24）的高度，进而改变千斤顶13的中心轴对准已开好的引导孔的位置，将第一砼块45挤压进去，下降千斤顶高度，将第二砼块46装入砼夹持壳体18中，用卡扣20锁定，上升千斤顶位置至工作位置，用钢交丝固定砼块，松开卡扣，操作进行轴向进给，完成第二砼块46的挤压，重复作业。