专利名称：防渗止水墙成槽机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于工程机械技术领域，具体涉及一种用于江河湖泊的提防、围堰、水利工程坝址、城市地下铁的防渗止水、污水处理场的防污渗漏以及用于构筑成等厚度均质防渗止水墙的施工机械。
二背景技术：
江河湖泊提防、围堰、水利工程坝址的防渗止水等成墙施工，目前多采用的施工方法是机械式或液压式抓斗，单轴或多轴全螺旋钻孔机在地下筑成防渗止水墙。机械式或液压式抓斗施工工艺首先是在地面下左右各开挖一个槽，然后再在其中间开挖一个槽，随后浇注水泥浆筑成防渗止水墙，这种施工工艺的缺点是施工效率低，成槽质量差。特别是由于施工工艺的繁琐，所筑成的槽体由于相互搭接不善而造成成槽后的槽体漏水。单轴或多轴长螺旋钻孔机的施工工艺是在地下以各自形成的孔相互咬合，形成俗称的“糖糊状的槽体”。此种施工方法由于不是连续施工，而造成成槽后的墙体在地下“分叉”不搭接，特别是当槽深超过20米的深度以后，此种现象尤为突出，不但达不到防渗止水的目的，而且会造成大量的漏水现象。近年来国内外研发成功双轮成槽机和深层搅拌成槽机。虽然在施工深度上可超越 60米以上，但并未完全解决上述施工中出现的问题。特别是施工机械本身结构复杂，造价高，目前在国内较难于推广应用。
三、发明内容本实用新型的目的是针对上述传统的施工工艺及成槽机所存在的问题，提供一种防渗止水墙成槽机。它完全解决了传统施工工艺及成槽机存在的问题，有效地构筑成等厚度均质的防渗止水墙体。防渗止水墙成槽机由自行行走专用底盘、门架、支撑箱体装置、工作装置、液压系统、动力设备、电气装置及控制系统等组成，其中，工作装置由动力头装置、头部箱体、导轮装置、多节可互换的切削箱体及围绕动力头装置的链轮、导轮装置的惰动轮及多节切削箱体的呈环状封闭式链轨节和安装在链轨节上的切削刀具等构成；工作装置通过动力头装置上的导向槽与支撑箱体装置上的导向杆相啮合，借助于提升油缸的动作，工作装置沿导向杆上下滑动；支撑箱体装置通过上部导轨和下部导轨与门架上的上滑道和下滑道相啮合； 工作装置、支撑箱体装置借助于上部横行油缸和下部横行油缸的联合动作，绕中心轴做摆动，并沿门架上的滑道做平行移动。在成槽机施工时将工作装置插入地中，借助于安装在驱动箱体上的液压马达驱动，带动主动链轮、链轨节、切削刀具转动。在导向杆摆动及专用底盘同时移动的情况下，进行防渗止水槽体的土体切削，与此同时，由头部箱体喷射出水泥浆等混合液体与原位置的切削土混合搅拌构筑成防渗止水墙。这是一种联合动作的切土成槽过程，它的运动包括工作装置与导向杆相对于门架的摆动及平行移动；工作装置、导向杆、门架共同随自行行走专用底盘的水平横向移动。与此同时，由头部箱体喷射出一定配合比的水泥浆、膨润土等液浆，与原位置的切削土混合、搅拌，在地下构筑成等厚度、均质、高性能的防渗止水墙。与现有技术对比，本实用新型具有施工速度快、质量好，适用范围广，一次性完成防渗止水墙施工的特点。
四
图1为本实用新型的结构示意图；图2为图1的左视图；图3为图1的俯视图；图4为本实用新型的门架结构示意图。
五具体实施方式
本实用新型由自行行走专用底盘1、门架2、支撑箱体装置3、工作装置4、液压系统 5、动力设备6、电气装置7及控制系统8组成，其中，工作装置4由动力头装置9、头部箱体 10、导轮装置11、多节可互换的切削箱体12及围绕动力头装置的链轮13、导轮装置的惰动轮14及多节切削箱体的呈环状封闭式链轨节15和安装在链轨节上的切削刀具16等构成； 工作装置4通过动力头装置9上的导向槽17与支撑箱体装置3上的导向杆18相啮合，借助于提升油缸19的动作，工作装置4沿导向杆18上下滑动；工作装置4在成槽时的动作是根据施工时的各种条件而选择的不同切削方式，成槽机的工作装置4安装在导向杆18上， 借助于升降液压油缸19的动作在导向杆18上上下滑动。导向杆18用中心轴沈安装在门架2上，门架2的上横梁34和下横梁35上装设有上部横行油缸M和下部横行油缸25。导向杆18借助于上、下横行油缸的动作而绕销轴42左右摆动。开始切削土壤成槽时，下部横行油缸25动作，工作装置4上的切削刀具16以顺时针的方向转动(即向上切削)，待切削一段之后，上部横行油缸M再动作，依此类推，交替反复摆动切削。这样的切削方式最为安全，而且切削效率较高，节省能源。当切削深度(即成槽机深度)较深时，工作装置以上下横行油缸的联合动作作用下，即以向上+向下+升降的方式进行切削。门架2是防渗止水成槽机中关键的钢结构件，它是由上横梁34、下横梁35、中间梁45、腹杆46等焊接件组成。门架2分上、下两个部分，成槽施工时，用螺栓连接成一体，运输时将上、下两部分折叠起来。 门架2的钢结构件是考虑了工作装置在切削土壤、混合搅拌时的各种工况下的综合阻力和外载荷的条件下用FEM(有限元)解析而设计制造的。工作装置4及导向杆18可在门架2 上平行移动。支撑箱体装置3通过上部导轨20和下部导轨21与门架2上的上滑道22和下滑道23相啮合；工作装置4、支撑箱体装置3借助于上部横行油缸M和下部横行油缸25 的联合动作，绕中心轴26做摆动，并沿门架2上的滑道做平行移动。所述的自行行走专用底盘1无回转支撑装置，在自行行走专用底盘1上有履带调节油缸27，行走履带可用履带调节油缸27调整履带的宽度；当成槽机在运输状态时，为了便于运输，履带可缩短到最窄尺寸为3280毫米，成槽机施工时，为了增加整机的稳定性，可调整到最宽位置为4030毫米。 在支撑箱体装置3上有上部导轨20、导轨盖板28及调整油缸四，调整油缸四的一端与导轨盖板观连接；当将支撑箱体3与门架2连接时，首先将支撑箱体3的下部导轨21与门架2上的下滑道23啮合，然后将上部导轨20与门架2上的上滑道22啮合，最后用调整油缸 29推动导轨盖板观以调整导轨和滑道的啮合间隙。所述动力头装置9中的驱动装置37由液压马达38和主动链轮13构成，液压马达38不需要减速机，直接与主动链轮13连接，主动链轮13与安装有切削刀具16的环状链轨节15啮合，进行转动切削土壤成槽，这样的结构形式简化了传动。同时，在液压马达38的液压系统控制回路中，采用了降低能源消耗的闭式液压回路。所述的安装在环状封闭式链轨节9上的切削刀具16，在每一节切削箱体12 上共安装八套切削刀具16。这八套切削刀具是按照减小切削能量经过优化设计而排列的。 八套切削刀具16的每一套切削底座的宽度及焊接在底座上的切削刀头41的数量及刀头的高度各不相同。八套切削刀具16是按切削方向而排列的，即刀具底座40由窄到宽，焊接在刀具底座40上的切削刀头41按由低到高排列。这样的组合，当工作装置插入地中切削土壤时极大地减小了切削能量的消耗。切削刀具的切削刀头的形状是根据土壤切削理论，在实验室内经过大量的切削实验，对切削刀具的前角、后角、刃角进行反复修改而得出的最佳形状。当切削砂粒、粉砂、粘土等土层时，切削刀头的前角大约30°左右，后角10°左右，刃角为尖角约90°左右，而切削砾石等岩层时，前角大约为5°左右，后角大约为5°左右，刃角为圆角。这样的设计同样是为了减小切削能量，节省能源。所述的动力头装置9中的驱动装置37下部的链轨节15的张紧油缸39与一般的油缸的不同之处是，油缸内部装有一部分的气体，该气体起到了气垫的作用。当液压马达连同主链轮带动链轨节转动时，无论是起动、制动、变换旋转方向，气垫可以到保护液压马达不受冲击的作用，这样提高了液压马达的使用寿命。所述的门架2由上、下横梁34、35、中间梁45和腹杆46用销轴36连接构成。 门架2可以折叠，这样的结构便于运输。门架2的上端用销轴32与斜拉杆30的上端连接， 门架2的下端用销轴42与自动行走专用底盘1连接。斜拉杆30的下端用销轴33与自动行走专用底盘1连接，斜拉杆30的下端装有液压油缸31，斜拉杆借助于液压油缸31的伸缩，可实现(连同支撑箱体装置3、工作装置4)倾斜，门架2的最大倾斜角度可达30度，以实现江河湖泊提防护壁工程的施工。在车体的侧面和后部有司机室43和配重44。
权利要求1.一种防渗止水墙成槽机，其特征是它由自行行走专用底盘(1)、门架O)、支撑箱体装置(3)、工作装置G)、液压系统(5)、动力设备(6)、电气装置(7)及控制系统(8)组成， 其中，工作装置(4)由动力头装置(9)、头部箱体(10)、导轮装置(11)、多节可互换的切削箱体(1 及围绕动力头装置的链轮(13)、导轮装置的惰动轮(14)及多节切削箱体的呈环状封闭式链轨节(15)和安装在链轨节上的切削刀具(16)等构成；工作装置(4)通过动力头装置(9)上的导向槽(17)与支撑箱体装置(3)上的导向杆(18)相啮合，借助于提升油缸 (19)的动作，工作装置(4)沿导向杆(18)上下滑动；支撑箱体装置C3)通过上部导轨00) 和下部导轨与门架( 上的上滑道0 和下滑道相啮合；工作装置、支撑箱体装置(3)借助于上部横行油缸04)和下部横行油缸05)的联合动作，绕中心轴06) 做摆动，并沿门架( 上的滑道做平行移动。
2.根据权利要求1所述的防渗止水墙成槽机，其特征是所述的自行行走专用底盘(1) 无回转支撑装置，在自行行走专用底盘(1)上有履带调节油缸07)。
3.根据权利要求1所述的防渗止水墙成槽机，其特征是在支撑箱体装置C3)上有上部导轨OO)、导轨盖板08)及调整油缸( )，调整油缸09)的一端与导轨盖板08)连接； 当将支撑箱体⑶与门架⑵连接时，首先将支撑箱体⑶的下部导轨与门架⑵上的下滑道啮合，然后将上部导轨00)与门架( 上的上滑道0 啮合，最后用调整油缸09)推动导轨盖板08)以调整导轨和滑道的啮合间隙。
4.根据权利要求1所述的防渗止水墙成槽机，其特征是所述动力头装置(9)中的驱动装置(37)由液压马达(38)和主动链轮(1 构成，液压马达(38)直接与主动链轮(13) 连接，主动链轮(13)与安装有切削刀具(16)的环状链轨节(15)啮合，同时，在液压马达 (38)的液压系统控制回路中，采用了闭式液压回路。
5.根据权利要求1或4所述的防渗止水墙成槽机，其特征是所述的安装在环状封闭式链轨节(15)上的切削刀具(16)，在每一节切削箱体(12)上共安装八套切削刀具(16)。
6.根据权利要求5所述的防渗止水墙成槽机，其特征是八套切削刀具(16)的每一套切削底座GO)的宽度及焊接在切削底座GO)上的切削刀头Gl)的数量及刀头的高度各不相同；八套切削刀具(16)是按切削方向而排列的，即刀具底座GO)由窄到宽，焊接在刀具底座GO)上的切削刀头Gl)按由低到高排列。
7.根据权利要求1所述的防渗止水墙成槽机，其特征是所述的动力头装置(9)中的驱动装置(37)下部的链轨节(1 的张紧油缸(39)内部装有一部分的气体，该气体起到了气垫的作用。
8.根据权利要求1所述的防渗止水墙成槽机，其特征是所述的门架O)由上、下横梁 (34、35)、中间梁(45)和腹杆(46)用销轴(36)连接构成。门架可折叠，门架(2)的上端用销轴(32)与斜拉杆(30)的上端连接，门架O)的下端用销轴G2)与自动行走专用底盘 (1)连接；斜拉杆(30)的下端用销轴(33)与自动行走专用底盘(1)连接，斜拉杆(30)的下端装有液压油缸(31)，斜拉杆(30)借助于液压油缸(31)的伸缩，可实现倾斜，门架的最大倾斜角度可达30度。
专利摘要本实用新型公开了一种防渗止水墙成槽机，由自行行走专用底盘、门架、支撑箱体装置、工作装置、液压系统、动力设备、电气装置及控制系统等组成。成槽机的成槽原理是将与自动行走专用底盘连接的装有环状封闭式链轨节和装在链轨节上的切削刀具的切削箱体插入地中，链轨节和切削刀具旋转、切削箱体在做左右摆动，自动行走专用底盘1做横向水平移动的情况下切削土壤。与此同时，由头部箱体喷射出一定配合比的水泥浆、膨润土等液浆，与原位置的切削土混合、搅拌，在地下构筑成等厚度、均质、高性能的防渗止水墙。
文档编号E02D19/18GK202298704SQ20112035542
公开日2012年7月4日 申请日期2011年9月21日 优先权日2011年9月21日
发明者周冬颜, 安国明, 朱子峰 申请人:辽宁抚挖重工机械股份有限公司