专利名称：建筑地下连续墙的挖掘机及地下连续墙的建筑方法
技术领域：
本发明涉及土木工程和建筑工程中挖掘地面以建筑地下连续墙的挖掘机和使用挖掘机建筑地下连续墙的方法。
按照现有技术建筑地下连续墙时，首先用强力挖斗在地上挖掘一个主轴2-3米的椭圆截面孔至一定深度，或用2或3级螺旋钻钻一定深度的孔。在泥浆中形成的孔用澎润土浆密封以防止泥浆进一步渗透，在孔中放入钢筋笼，然后在孔中浇入准备好的混凝土以形成基柱。重复上述作法以形成地下连续墙。
用上述现有技术的方法建筑地下连续墙，工艺复杂且费工费时。而且在连续的基柱间的接合处，泥浆或澎润土浆层中断了连续墙的形成，因此，墙完工后，地面水容易穿过这些接合处渗入连续墙内。因此，很难提供同时具有基墙和隔墙两种功能的地下连续墙。
本发明的一个目的是提供一种在短工期内以简单方法建筑地下连续墙的挖掘机，这种墙基本上光滑连续，具有基墙和隔墙两种功能。
本发明的另一个目的是提供一种地下连续墙的建筑方法，用这种方法修地下连续墙，简便迅速，没有接缝，也没有地面水渗漏的危险。
为了完成第一个目的，按照本发明的建筑地下连续墙的挖掘机具有一能在轨道上移动的滑车，其上具有至少一个与一条轨上的齿条啮合的链轮和驱动链轮的链轮驱动装置，在滑车上设置的一个上框架，其上具有一个可倾斜框架，绕其下部相对于上框架可以倾斜，设置在可倾斜框架上的滑板，可在垂直于轨道的各个方向上滑动，滑板上具有一链条驱动轮，在链条驱动轮下的一根可延伸导柱，能相对于可倾斜的框架上、下移动，一链轮可转动地连接于导柱的下端，一环形链绕链轮和滑板上的链条驱动轮延伸，许多刀头和许多搅拌棒交替排布在环形链上形成一环形链刀，以及驱动环形链的链条驱动装置。
按照本发明的另一方面，使用上述挖掘机的地下连续墙的建筑方法具有下述步骤用钻孔装置在地上钻一个预定深度的洞，把挖掘机的环形链刀插入孔中，用环形链刀以预定的方向挖掘，同时在挖开的孔中喷射一种硬化液如水泥浆，在挖开的孔中使硬化液和沙、土混合以形成土壤水泥墙。
另外，使用本发明挖掘机的地下连续墙建筑方法具有以下步骤用钻孔装置在地上钻一个预定深度的孔，将挖掘机的环形链刀插入孔中，用环形链刀以预定的方向挖地，同时插入与环形链刀结构基本相似且具有硬化液喷管的搅拌器以便在挖开的孔中喷硬化液，在挖开的孔中将硬化液和沙、土混合以形成土壤水泥墙。
此外，使用本发明的挖掘机建筑地下连续墙的方法具有以下步骤用钻孔装置在地上钻一个预定深度的孔，将挖掘机的环形链刀插入孔中，用环形链刀以预定的方向挖地并排出挖掘的沙土，同时在环形链刀后面插入喷管以便向孔中喷射混合有挖出的沙、土的硬化液，因而以任意一种土壤水泥和土壤沙浆充填挖开的孔。
用按照本发明的挖掘机建筑地下连续墙时，首先在地上挖一个预定深度的孔，在孔中装入环形链刀。然后驱动环形链刀，同时开进滑车挖地在一侧形成一条地下墙。当进行挖掘时，实施上述建筑方法之一以建筑地下连续墙。本发明的挖掘机和建筑方法有以下重大效果。
按照本发明，滑车借助设在轨道之一上与其平行的齿条以及设在滑车上的与齿条啮合的链轮移动。因此，滑车可以有力地、可靠地被驱动而不会相对轨道打滑。
另外，按照本发明，滑车上框一侧，设有可倾斜的框架，其下部可转动地连接在滑车上，使可倾斜的框架的上部能够被锁紧，在可倾斜的框架上设有一个滑板可在垂直于轨道的方向上滑动。另外，在滑板上设有驱动环形链的传动轮。导柱设在可倾斜的框架上，位于传动轮之下，可倾斜框架可沿导柱上、下移动。在导柱上接备件可使其延长。因此，以导柱为主要部件的环形链刀相对于地面的倾斜度可以精确地调整。另外连接导柱备件也可方便地调整环形链刀的长度。
另外，按照本发明，导柱下端设有可转动的链轮，环形链绕装在该链轮和设在滑板上的链条传动轮上。许多刀头和许多搅拌棒交替地装在环形链上以形成环形链刀。环形链是可以被驱动的，滑车也是可以被驱动的。因此利用按照本发明的挖掘机可以很高效地建筑高精度的地下连续墙。
另外，按照本发明的挖掘机地下部分长而地上部分短，因此，建筑稳定性高，没有倾倒的危险，保证了工作的安全性。
按照本发明的建筑方法可以连续地挖掘，同时在挖掘形成的空间里立即连续地建筑土壤水泥或水泥沙浆的地下连续墙。另外，由于用本发明方法建筑的地下连续墙具有光滑表面，在墙面上无接缝，因此，没有地面水通过墙面渗漏的危险。因此，按照本发明的方法能建筑地下基墙，同时这种基墙又可以用作隔墙。
对照以下附图，阅读下面的详细说明以及各权利要求，可以更加全面地理解本发明。
图1是按照本发明的挖掘机的侧视图;
图2是图1所示挖掘机的前视图;
图3是图1所示挖掘机的平面图;
图4a，4b和4c分别是按照本发明的挖掘机的环形链刀中所用刀头的一个实施例的前视图，平面图和侧视图;
图5a，5b和5c分别是按照本发明的挖掘机的环形链刀中所用搅拌棒的一个实施例的前视图、平面图和侧视图;
图6a，6b，6c，6d和6e所示的按照本发明的第一个建筑方法的过程;
图7a，7b，7c和7d所示为按照本发明的第二个建筑方法的过程;
图8a，8b，8c，8d和8e所示为按照本发明的第三个建筑方法的过程。
现参照附图，标号1代表等待建筑地下连续墙的地面。在图示实施例中，下框3布置在沿着要修的地下连续墙的地面1上，两条轨道2布置在下框3上。滑车4可移动地设置在轨道2上。滑车4具有在轨道2上滚动的轮5和装配在下框3上防止滑车4倾倒的滚轮6。在轨道2上与其平行地设有销齿条7(见图2和3)，而链轮8则设置在滑车4上与销齿条7啮合并由液压马达9驱动。
上框10(图2)安装在滑车4上。上框10在其一侧(图2中在其左侧)设有一个可倾斜框架12，其下端通过枢轴连接于滑车4以便使框架12的上部倾斜。为了使可倾斜框架12倾斜，上框10上设有一液压马达13，与液压马达13相连的减速装置14，可相对上框10转动，由液压马达13通过减速装置14驱动的丝杠15，与丝杠15通过螺纹接合的丝杠母16，以及连接丝杠母16和可倾斜框架12上部12a的连杆17。
在可倾斜框架12的上部12a上设有水平座12b。在水平座12b上设有垂直于轨道12方向的两条轨道18。滑板19可滑动地装在轨道18上，可由液压缸20(图3)驱动，并由限制导杆21(图2)导向。在滑板19上设有液压马达22，在其输出轴上装有传动轮25以驱动环形链(见下文)。在导柱24上连接延伸件可使导柱24伸长。导柱24设在传动轮23下方，借助装在可倾斜框架12上的带液压马达的绞车的钢丝绳，可垂直地上、下移动。导柱24借助导柱装配滑块28安装在可倾斜框架12上。浇注沙浆的喷管29从上框10伸入导柱24，并具有在导柱24下端开口的分支下端29a。
链轮30借助销31可转动地支承于导柱24的下端。环形链绕装在链轮30和滑板19上的传动轮23上。许多刀头33和许多搅拌棒34交错地布置在环形链32上以形成环形链刀c。许多刀头33固定在底板33a上，而底板33a则固定在环形链32的每个链节上。图4a，4b和4c示出刀头33布置的一个实例。许多搅拌棒固定在底板34a上，而底板34a则固定在环形链32的每个链节上。图5a，5b和5c示出搅拌棒34布置的一个实例。
滑车4包括操作室35，与上框10相邻设置的侧框36，在侧框36上可滑动的侧板37，在侧板37上的可拆板38，装在侧框36上以便蹬上其顶端的梯子39，布置在侧框36内的液压装置40，控制装置41，绕在滚筒42上的电力电缆43，以及扶栏44和45。
利用上述结构的挖掘机建筑地下连续墙时，首先在要修筑地下连续墙的位置上用钻机或类似装置钻出具有预定深度的垂直孔47，如图6a-6e，7a-7d和8a-8e所示。然后装配需要长度的环形链并放入垂直孔47中。然后用液压马达22以图1中箭头A和B所示的方向驱动环形链刀C的链32，同时用液压马达9驱动与销齿条7啮合的链轮8，从而以图1中箭头D所示方向使滑车4前进，在地面1上形成一条连续的槽。
当以图2中箭头E所示方向移动滑板19后，在装配环形链刀C时，在可倾斜框架12的前方吊装连接有需要长度的延伸件的导柱24。当借助钢丝绳26和带有液压马达的绞车25调整导柱24的高度之后，通过装配滑块28将导柱24固定在可倾斜框架12上。当驱动带有减速装置14的液压马达13以转动通过螺纹与丝杠母16接合的丝杠15时，就移动了丝杠母及与其连接在一起的连杆17，使可倾斜框架12绕销11倾斜，从而调整了导柱24的倾斜度。因此，导柱24可精确地保持在垂直状态。
当以上述方式将导柱24固定在位后，借助液压缸20以图2中箭头F所示方向移动滑板19从而将传动轮23设置在导柱24的正上方。此时，环形链32已由导柱24支承并绕装在位于导柱24下端的链轮30上。环形链也绕装在紧靠导柱24上方的传动轮23上从而完成了环形链刀C的装配。
图6a-6e示出按照本发明的第一种建筑方法。图6a-6e每张图下部的一个形状表示地的横截面。首先用如钻土机那样的钻孔装置46在地面1挖一个预定深度的孔47，如图6a所示。然后将按照本发明的挖掘机的环形链刀C插入孔47。然后以图6b中箭头G所示的预定方向驱动滑车以挖掘地面1，同时，通过装在环形链刀C的导柱24内的喷管29向挖开的钻中喷灌硬化液如水泥浆，如图6c所示。因此，硬化液与挖开的孔中的粘土和沙子相混合以形成一条土壤水泥墙48，如图6c，6d和6e所示。标号49表示的加固件如H形梁是在土壤水泥墙48硬结前以适当间隔插入土壤水泥墙48中去的。
图7a-7d表示按照本发明的第二种建筑方法。首先，准备一搅拌装置K，它在结构上基本与环形链刀C相似，在导柱24中有一条喷灌硬化液的喷管29。如图7a所示在地面1借助如钻土机那样的钻孔装置46挖掘一个预定深度的孔47。然后将按照本发明的挖掘机的环形链刀C插入孔47中。然后以图7b中箭头H所示的预定方向驱动滑车以挖掘地面1，同时在环形链刀C后插入搅拌装置K，如图7c所示，通过搅拌装置K的喷管29喷灌硬化液，以便与挖开的孔中的粘土和沙子相混合，形成如图7d所示的一条土壤水泥墙48。在土壤水泥墙48硬结之前，吊起H形梁49以适当的间隔插入土壤水泥墙48中。
图8a-8e表示按照本发明的第三种建筑方法。首先，借助如钻土机那样的钻孔装置46在地面1中挖掘一个预定深度的孔47，如图8a所示。然后将按照本发明的挖掘机的环形链刀C插入孔47中，如图8b所示。然后，以图8b中箭头I所示的预定方向驱动滑车以挖掘地面1并如图8b中箭头J所示排出粘土和沙子，同时，在环形链刀C后插入一条喷管50，如图8c中箭头L所示，通过喷管50向挖开的孔中喷灌混合有排出的粘土和砂子的硬化液。因此，在挖开的孔中注满土壤水泥或土壤沙浆以形成墙48，如图8d和8e所示。在土壤水泥墙48硬结之前，吊起H形梁49以适当的间隔将其插入土壤水泥墙48。
综上所述，由于滑车上装有与布置在地面上的一条轨道上的齿条相啮合的传动链轮，滑车可以被强有力地，可靠地驱动而不会相对于轨道滑动。另外，按照本发明的挖掘机的环形链刀相对于地面的倾斜度可以精确地调整，在导柱上连接导柱延伸件可以方便地调整环形链刀的长度。使用按照本发明的挖掘机可以高精度，高效率地建筑地下连续墙。另外，按照本发明的挖掘机结构稳定性高，没有倾倒的危险。另外，按照本发明的建筑方法，可以建筑地下基墙，而这条基墙也可以用做隔墙。
虽然已结合推荐实施例对本发明作了详细说明，但是显然本专业技术人员知道，可以对其在形式上，细节上作各种变化而并不超出本发明的范围。
权利要求
1.一种建筑地下连续墙的挖掘机，具有在轨道上移动的滑车，滑车具有至少一个与一条轨道上的齿条啮合的链轮以及驱动链轮的链轮驱动装置，布置在滑车上的上框，上框具有一可倾斜框架，可倾斜框架绕其下部可相对于上框倾斜；在可倾斜框架上设有一滑板以便在其上以基本垂直于上述轨道的方向滑动，滑板具有一链条传动轮；在上述链条传动轮之下的一可延长的导柱，可相对于可倾斜框架上、下移动，在导柱下端可转动地连接着一链轮；一环形链绕装在上述链轮和在滑板上的链条驱动轮上；许多刀头和许多搅拌棒交错地布置在上述环形链上以形成环形链刀；以及驱动环形链的链条驱动装置。
2.按照权利要求1所述的挖掘机，其特征在于所述上框设有一个具有减速装置的液压马达，一丝杠由上述液压马达驱动，一丝杠母通过螺纹与上述丝杠接合，一条连杆连接于上述丝杠母和可倾斜框架的上部。
3.按照权利要求1所述的挖掘机，其特征在于所述可倾斜框架上设有一水平座，在水平座上设有供所述滑板滑动的轨道，还设有驱动所述滑板的液压缸。
4.按照权利要求1所述的挖掘机，其特征在于所述可倾斜框架设有带液压马达的绞车和绞车钢丝绳导轮。
5.按照权利要求1所述的挖掘机，其特征在于所述环形链刀具有从上框伸入导柱的喷管，喷管具有在导柱下端开口的分支下端。
6.使用按照权利要求1所述的挖掘机建筑地下连续墙的方法，包括以下步骤借助钻孔装置在地面挖掘具有预定深度的孔;将挖掘机的环形链刀插入上述孔中;借助环形链刀，以预定的方向掘地，同时向挖开的孔中喷灌硬化液如水泥浆，使硬化液与挖开的孔中的粘土和砂子混合以形成土壤水泥墙。
7.使用按照权利要求1所述的挖掘机建筑地下连续墙的方法，包括以下步骤借助钻孔装置在地面挖掘具有预定深度的孔;将挖掘机的环形链刀插入上述孔中;借助环形链刀以预定的方向掘地，同时在挖出的孔中插入结构与环形链刀基本相似的搅拌装置，该搅拌装置具有硬化液喷管向挖开的孔中喷灌硬化液，使硬化液与挖开的孔中的粘土和砂子混合以形成土壤水泥墙。
8.使用按照权利要求1所述的挖掘机建筑地下连续墙的方法，具有以下步骤借助钻孔装置在地面挖掘具有预定深度的孔;将挖掘机的环形链刀插入上述孔中;借助环形链刀以预定的方向掘地并排出挖掘的粘土和砂子，同时在环形链刀后插入一条喷管，向挖开的孔中喷灌混合有排出的粘土和砂子的硬化液，从而以任意一种土壤水泥或土壤沙浆注满挖开的孔。
9.按照权利要求6所述的建筑地下连续墙的方法，其特征在于在与粘土和砂子混合的硬化液硬结前，在其中间隔地插入如H形梁那样的加固件。
全文摘要
建筑地下连续墙的挖掘机具有在轨道上滑动的滑车，滑车具有与平行于轨道的齿条啮合的链轮和驱该链轮的液压马达。滑车上还有上框，上框具有相对于它倾斜的可倾斜框架，滑板设在可倾斜框架上可基本上以垂直于轨道的方向滑动。一可延长的导柱可相对于可倾斜框架上下移动。环形链绕装有滑板上的链传动轮和导柱下端的链轮上，许多刀头和许多搅拌棒交错设在环形链上以形成环形链刀。设有链条驱动装置以驱动环形链。
文档编号E02F5/02GK1076982SQ9210916
公开日1993年10月6日 申请日期1992年8月4日 优先权日1992年4月1日
发明者北中克已, 北中壮彦 申请人:北辰工业株式会社