专利名称：泥水两栖软基插板装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种软基处理装置，特别涉及一种泥水两栖软基插板装置。
背景技术：
天津滨海新区属典型的软土地区，特点是软土普遍分布，厚度大，工程性质差。滨 海新区围海造陆及在软土地基上建造大量道路、桥梁、多层和高层建筑和大型工业建设项 目，软土地基工程造价占工程建设投资比重要比一般地基上大很多，成为制约天津滨海新 区持续发展的因素之一。如何降低地基处理成本、缩短软土地基处理周期，已成为滨海新区 新增项目开发的关键。传统的软基处理方式泥浆吹填后，将泥浆上面附水放掉，待表层泥浆稍干之后铺 设土工布、4-6层荆笆或者人工插入5-6m塑料排水板作浅层固结，达到可以上人和上设备 的条件后，铺设Im厚细沙垫层、0. ^!粗沙滤层；采用陆用插板机插板；在粗沙滤层中铺设滤 管、输水管，最后在整体处理软基面积上再铺设塑料膜，安装真空排水泵，进行真空预压排 水作业。作业费用高、周期长。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种泥水两栖软基插板装置，采 用该装置进行插板作业，可以简化传统软基处理工艺，缩短工期，降低成本。本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是一种泥水两栖软 基插板装置，包括插板机，所述插板机安装在轨道上，所述轨道安装在浮体上；所述插板机 包括支架、塑料排水板输送装置、插管及其双向驱动装置，所述插管的双向驱动装置、所述 塑料排水板输送装置和所述插管分别连接在所述支架上；所述双向驱动装置包括安装在所 述支架上同步转动的的第一卷筒和第二卷筒；所述第一卷筒上连接有卷绕方向相反的第一 插板钢丝绳和第一提升钢丝绳，所述第二卷筒上连接有卷绕方向相反的第二插板钢丝绳和 第二提升钢丝绳，所述第一插板钢丝绳和所述第二插板钢丝绳的另一端分别通过直角导向 滑轮进入铅垂设置的插管内并与其顶部连接，所述第一提升钢丝绳和所述第二提升钢丝绳 的另一端分别通过直角导向滑轮进入铅垂设置的插管内并与其底部连接；所述塑料排水板 输送装置包括设有安装支撑开口的固定架和安装在其上的水平转轴，所述水平转轴的两端 部均设有支撑轴座和活动挡板，所述活动挡板位于所述支撑轴座的内侧，所述支撑轴座的 两端部均设有轴向挡板，所述水平转轴通过所述支撑轴座及其两端部的轴向挡板被轴向限 位在所述固定架上，所述水平转轴通过设置在其下部的缓冲机构与所述固定架连接。本发明具有的优点和积极效果是采用泥水两栖软基处理插板装置做软基处理， 不仅取消了传统工艺中的土工布、荆笆铺设或人工插排水板浅层临时固结阶段，而且取消 了细沙垫层、粗沙滤层，在处理程序上省去了临时固结处理阶段、节省大量不可再生资源和 大量的资金；而且泥浆吹填之后，在泥浆上面有附水的情况下即可进行插板作业，从而极大 地缩短了工期。同时由于插板深度可达20米以上，可一次处理到位。仅取消细沙垫层、粗沙滤层即可节省大量资金。同时在时间上较传统工艺大大缩短。
图1是本发明(带X向轨道的)的结构示意图；图2是本发明(不带X向轨道的)的结构示意图；图3是本发明插板机的结构示意图；图4是本发明插板机驱动装置的结构示意图；图5是本发明插板机驱动装置直角导向滑轮安装的结构示意图；图6是本发明插板机排水板输送装置一个方向的结构示意图；图7是本发明插板机排水板输送装置另一个方向的结构示意图；图8是图6和图7的俯视图；图9是本发明插板机排水板输送装置稳定机构的结构示意图。
具体实施例方式为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图 详细说明如下请参见图1，一种泥水两栖软基插板装置，包括浮体1、Y向轨道2、一台插板机3、 插板机移动驱动机构5、X向轨道6及其移动驱动机构7。Y向轨道2固接在浮体1上，X向 轨道6滑动连接在Y向轨道2上，插板机3滑动连接在X向轨道6上，插板机移动驱动机构 5安装在浮体1上，驱动插板机3沿X向轨道移动，X向轨道6的驱动机构7安装在浮体1 上，驱动X向轨道6沿Y向轨道2移动。X向轨道6和Y向轨道2成垂直布置，X向轨道6 至少有两条。请参见图2，上述插板装置还可以取消X向轨道6及其移动驱动机构7，将若干台 插板机3固装在支座4上，形成插板机组，支座4滑动连接在Y向轨道2上，驱动机构8驱 动支座4沿Y向轨道2移动。上述插板机移动驱动机构5和X向轨道6的驱动机构7以及支座4的驱动机构8 均可为电力驱动或液压驱动。上述浮体1是该插板装置的承载物和支撑物，既可以漂浮在水面上，又可以漂浮 在泥面上；漂浮在水面上时，浮体1能够在自带动力的驱动下移动，漂浮在泥面上时，需要 在外加牵引力的作用下移动；浮体1整体结构形状是箱型型式，为便于运动，四周的下侧可 以做成倒锥台形；浮体1既可以是单独的一个箱型体，采用整体结构，也可以是由若干个箱 型体连接起来的组合体，采用组合结构。在本实施例中，浮体1的形状为矩形，尺寸在5米 x5米至20米x20米之间。浮体1由浮力单元11和连接架12组成，浮力单元11为横截面 为矩形的长条形结构，其内部为轻型填充物，外部包裹着一层钢制外壳，可根据需要的工作 面积增减浮力单元11的个数；连接架12位于浮力单元11上方，由角钢或方钢构成，通过焊 接的方式与浮力单元11相连，并将多个浮力单元11构成一个整体，为整套装置提供承载支 撑作用。上述Y向轨道2是插板机3与浮体1之间的连接构件，它固定连接在浮体1上，可 以实现插板机3在浮体1上面沿着Y向轨道2的移动，快速完成多个插板作业，Y向轨道2的数量根据具体工程情况而定，但不少于2根。支座4是插板机组的稳定部件，保证插板机组的作业安全顺利；支座4可以是角钢 或钢管制成的桁架式结构。请参见图1 图8，上述插板机3的插板工作深度为5米至30米。上述插板机3包 括支架35、塑料排水板输送装置32、插管33及其双向驱动装置31，其中双向驱动装置31、 塑料排水板输送装置32和插管33分别连接在支架35上，双向驱动装置31为整个插管作 业提供动力，排水板卷34存放在塑料排水板输送装置32上，排水板从插管33上端进入，下 端伸出。所述支架35由角钢或T型材制成，采用桁架式结构，在整个插板机中起到支撑作 用。请参见图4 图5，插管的双向驱动装置31包括安装在支架35上同步转动的第一 卷筒315和第二卷筒314 ；所述第一卷筒315上连接有卷绕方向相反的第一插板钢丝绳312 和第一提升钢丝绳316，所述第二卷筒314上连接有卷绕方向相反的第二插板钢丝绳313和 第二提升钢丝绳317，所述第一插板钢丝绳312和所述第二插板钢丝绳313的另一端分别通 过直角导向滑轮318进入铅垂设置的插管32内并与其顶部连接，所述第一提升钢丝绳316 和所述第二提升钢丝绳317的另一端分别通过直角导向滑轮318进入铅垂设置的插管32 内并与其底部连接。为了避免瞬时受力过大，保证工作平稳，受力均衡，所述直角导向滑轮318的轮轴 分别通过水平设置的弹簧和铅垂设置的弹簧与所述支架35连接。为了确保第一卷筒315和第二卷筒314同步转动，在本实施例中，所述第一卷筒 315和所述第二卷筒314与同一动力源连接。上述双向驱动装置的工作原理动力源驱动第一卷筒和第二卷筒同步顺时针旋转，所述第一插板钢丝绳和所述第 二插板钢丝绳绷紧并卷入卷筒，第一提升钢丝绳和所述第二提升钢丝绳松弛并卷出卷筒， 在插板钢丝绳的带动下插管向下运动，插入泥中。改变驱动方向，使卷筒逆时针旋转，所述 第一插板钢丝绳和所述第二插板钢丝绳松弛并卷出卷筒，第一提升钢丝绳和所述第二提升 钢丝绳绷紧并卷入卷筒，提升钢丝绳带动插管向上运动，将插管从泥中拔出。在插板和提升 插管的操作中，对于两套钢丝绳出现不同步或者受力不均衡时，直角导向滑轮上的弹簧起 到缓冲平衡的作用，以保证工作平稳，受力均衡。上述双向驱动装置具有的优点和积极效果是采用同步转动的两个卷筒，两个卷 筒各连接两根卷绕方向相反的钢丝绳，两根插板钢丝绳与插管的顶部连接，两根提升钢丝 绳与插管的底部连接，插板和提升插管均由动力源驱动钢丝绳来完成，取消了现有插板装 置的导向固定架和插管配重，结构简单、传动形式可靠。请参见图6 图9，上述塑料排水板输送装置32，包括设有安装支撑开口的固定架 326和安装在其上的水平转轴323，水平转轴323的两端部均设有支撑轴座3 和活动挡板 321，活动挡板321位于支撑轴座328的内侧，支撑轴座328的两端部均设有轴向挡板329， 水平转轴323通过支撑轴座3 及其两端部的轴向挡板3 被轴向限位在固定架3 上， 水平转轴323通过设置在其下部的缓冲机构与固定架3 连接。支撑轴座3 通过紧固件 330被锁紧在水平转轴323上，活动挡板321与水平转轴323通过键连接。缓冲机构包括 套在水平转轴323上的套状部件324-2和与其连接的第一弹簧324-1，第一弹簧324-1的另一端连接在固定架3 上。上述输送装置32还包括稳定机构，稳定机构包括压紧在排水 板卷面上的弧形压板325-2，弧形压板325-2的中部与垂直固接在固定架3 上的支撑板 325-3铰接，弧形压板325-2的下端通过垂直设置的第二弹簧325-1拉紧连接在固定架3 上。在本实施例中，水平转轴323中部设有固定挡板322，在固定挡板322两侧，水平转轴 323的两端部上各设一个活动挡板321，从而使得固定挡板322左右可各放置一个塑料排水 板卷34，从而节省大量更换排水板所需的辅助作业时间。活动挡板321与水平转轴323通 过键连接，当水平转轴323转动起来后，活动挡板321与水平转轴323不会发生相对转动， 并可反复拆装，与固定挡板322配合稳定塑料排水板卷34。在拆下活动挡板321后，可方便 地在水平转轴323上装上塑料排水板卷34。在排水板抽出时，如果力量/速度有变化，缓冲 机构可通过水平转轴323与固定架326的相对位置的变化来实现缓冲。上述稳定机构可以 在排水板被抽出时起稳定转动的作用，防止排水板超量抽出。上述塑料排水板输送装置32的工作原理1)移开缓冲机构和稳定机构，从固定架上移出水平转轴；2)松开水平转轴上的紧固件，拆下支撑轴座和活动挡板；3)装上塑料排水板卷；4)再装上活动挡板和支撑轴座；5)将装有排水板卷的水平转轴重新放回固定架上，将缓冲机构和稳定机构复位；6)抽出塑料排水板，使其从插管上端进入，下端伸出；7)进行插板作业，在作业过程中，缓冲机构和稳定机构使排水板的抽出均勻、平稳。上述塑料排水板输送装置32具有的优点和积极效果是通过在插板机的适当位 置安装一个排水板输送装置，该装置设有一个水平转轴，排水板可沿着水平转轴的周向抽 出，不会产生螺旋扭转，工作状态更稳定且无需人工干预。同时由于采用该输送装置，可以 使得排水板占用空间小且位置相对稳定，给密集型插板作业带来使用上的方便和可能。本发明的工作原理请参见图1，1)插板装置位于作业区域，浮体漂浮在水面或泥面之上，由自身动力或者外部动 力驱动或者牵引移动。插板装置位于第一次插板的位置，插板机在X向轨道的左端，X向轨 道位于Y向轨道的上端；2)插板机完成一次插板作业；3)浮体不动，插板机3在其驱动装置的驱动下沿着X向轨道移动一个规定距离； 重复步骤幻，直至完成沿X向轨道的全部插板作业；4)浮体不动，X向轨道在其驱动装置的驱动下沿着Y向轨道移动一个规定距离，重 复步骤2)和步骤3)；5)重复步骤4)，直至完成浮体范围内的全部插板作业；6)移动浮体至下一个插板作业区，重复步骤1) 步骤幻，直至完成全部插板作业 任务。请参见图2，1)插板装置位于作业区域，浮体漂浮在水面或泥面之上，由自身动力或者外部动
6力驱动或者牵引移动。插板装置位于第一次插板的位置，插板机组位于Y向轨道的上端；2)插板机组完成一次插板作业；3)浮体不动，插板机组在其驱动装置的驱动下沿着Y向轨道移动一个规定距离， 重复步骤2、，完成第二次插板作业；4)重复步骤3)，直至完成浮体范围内的全部插板作业；5)移动浮体至下一个插板作业区，重复步骤1) 步骤4)，直至完成全部插板作业 任务。上述插板装置采用浮体和插板机结合，并合理布置插板机及其移动轨道，实现了 在吹填区做软基处理的快速插板作业。尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上 述的具体实施方式
，上述的具体实施方式
仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通 技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可 以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种泥水两栖软基插板装置，包括插板机，其特征在于，所述插板机安装在轨道上， 所述轨道安装在浮体上；所述插板机包括支架、塑料排水板输送装置、插管及其双向驱动装置，所述插管的双向 驱动装置、所述塑料排水板输送装置和所述插管分别连接在所述支架上；所述双向驱动装 置包括安装在所述支架上同步转动的的第一卷筒和第二卷筒；所述第一卷筒上连接有卷 绕方向相反的第一插板钢丝绳和第一提升钢丝绳，所述第二卷筒上连接有卷绕方向相反的 第二插板钢丝绳和第二提升钢丝绳，所述第一插板钢丝绳和所述第二插板钢丝绳的另一端 分别通过直角导向滑轮进入铅垂设置的插管内并与其顶部连接，所述第一提升钢丝绳和所 述第二提升钢丝绳的另一端分别通过直角导向滑轮进入铅垂设置的插管内并与其底部连 接；所述塑料排水板输送装置包括设有安装支撑开口的固定架和安装在其上的水平转轴， 所述水平转轴的两端部均设有支撑轴座和活动挡板，所述活动挡板位于所述支撑轴座的内 侧，所述支撑轴座的两端部均设有轴向挡板，所述水平转轴通过所述支撑轴座及其两端部 的轴向挡板被轴向限位在所述固定架上，所述水平转轴通过设置在其下部的缓冲机构与所 述固定架连接。
2.根据权利要求1所述的泥水两栖软基插板装置，其特征在于，所述轨道包括X向轨道 和Y向轨道，所述Y向轨道固接在所述浮体上，所述X向轨道滑动连接在所述Y向轨道上， 所述X向轨道上安装有一台与其滑动连接的所述插板机。
3.根据权利要求1所述的泥水两栖软基插板装置，其特征在于，所述轨道为固接在所 述浮体上的Y向轨道，所述Y向轨道上安装有插板机组，所述插板机组是由若干台所述插板 机固装在支座上形成的，所述支座滑动连接在所述Y向轨道上。
4.根据权利要求1所述的泥水两栖软基插板装置，其特征在于，所述直角导向滑轮的 轮轴分别通过水平设置的弹簧和铅垂设置的弹簧与所述支架连接。
5.根据权利要求1所述的泥水两栖软基插板装置，其特征在于，所述第一卷筒和所述 第二卷筒与同一动力源连接。
6.根据权利要求1所述的泥水两栖软基插板装置，其特征在于，所述缓冲机构包括套 在所述水平转轴上的套状部件和与其连接的第一弹簧，所述第一弹簧的另一端连接在所述 固定架上。
7.根据权利要求1所述的泥水两栖软基插板装置，其特征在于，所述塑料排水板输送 装置还包括稳定机构，所述稳定机构包括压紧在排水板卷面上的弧形压板，所述弧形压板 的中部与垂直固接在所述固定架上的支撑板铰接，所述弧形压板的下端通过垂直设置的第 二弹簧拉紧连接在所述固定架上。
8.根据权利要求1所述的泥水两栖软基插板装置，其特征在于，所述水平转轴中部设 有固定挡板。
9.根据权利要求1所述的泥水两栖软基插板装置，其特征在于，所述活动挡板与所述 转轴通过键连接。
全文摘要
本发明公开了一种泥水两栖软基插板装置，包括插板机，所述插板机安装在轨道上，所述轨道安装在浮体上；所述插板机包括支架、塑料排水板输送装置、插管及其双向驱动装置。本发明采用泥水两栖软基处理插板装置做软基处理，不仅取消了传统工艺中的土工布、荆笆铺设或人工插排水板浅层临时固结阶段，而且取消了细沙垫层、粗沙滤层，在处理程序上省去了临时固结处理阶段、节省大量不可再生资源和大量的资金；而且泥浆吹填之后，在泥浆上面有附水的情况下即可进行插板作业，从而极大地缩短了工期。同时由于插板深度可达20米以上，可一次处理到位。仅取消细沙垫层、粗沙滤层即可节省大量资金。同时在时间上较传统工艺大大缩短。
文档编号E02D3/10GK102094412SQ20101059944
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月22日 优先权日2010年12月22日
发明者于化龙, 孙桢, 谷峰 申请人:天津天大滨海船舶与海洋工程研究院有限公司