专利名称：无振动挤密扩孔设备的制作方法
技术领域：
本发明属于地基加固处理技术领域，涉及一种用于湿陷性黄土地基加固处理的设备，尤其涉及一种无振动挤密扩孔设备，主要用于湿陷性黄土区和松软土区的铁路、公路、 房屋等地基的挤密加固处理。
背景技术：
我国高速铁路设计行车速度为250 350km/h，设计标准规定隧道内线路要有高平顺性，工后沉降不大于15mm，不同结构物间的差异沉降不应大于5mm。针对高速铁路湿陷性黄土隧道内有限的施工空间和地基处理要求，目前主要采取换填垫层、灰土(水泥土)冲击挤密桩、树根桩、高压旋喷桩等处理方式。相应以上处理方式，主要的施工机具分别为电夯机、冲击钻机、高压旋喷机、高压注浆机等，采用这些机具加固处理湿陷性黄土地基时存在着振动大，或注浆浆液难于控制，造成环境污染和湿陷性黄土隧道地基的附加湿陷变形等缺陷。
发明内容
本发明的目的是针对现有湿陷性黄土地基加固处理技术中存在的问题，提供一种无振动挤密扩孔设备。本发明的无振动挤密扩孔设备，包括机架，在机架上设置有液压装置，在机架顶部设置有液压绞盘，机架的底部设置有液压支腿，所述液压绞盘通过钢丝绳连接有挤密扩孔装置；该挤密扩孔装置通过高压油管与液压装置连接。液压装置驱动、控制液压支腿、液压绞盘和挤密扩孔装置的正常工作。为了便于搬运移动，在机架底部还设置有万向轮，并在机架上设置移动把手。为了便于放置备用的挤密扩孔装置，在机架上设置有扩孔装置放置支架。在机架上设置有操作控制台，以控制液压支腿的伸缩、液压绞盘的正反转及速度、 挤密扩孔装置的开合。所述机架底部还设置有封土钢板及导轨。封土钢板及导轨在拟挤密孔两侧与地面直接接触，将静拔反力均勻地分布在地面上，同时起到保护孔口土体不被破坏的功能。在挤密扩孔完成后，还可作为行走轮的运动轨道。所述挤密扩孔装置的结构为包括圆柱状骨架，所述圆柱状骨架内上部设置有液压缸，下部设置有锥头，且锥头与液压缸的活塞杆连接；所述圆柱状骨架外设有挤土叶片和封土叶片，且所述封土叶片、挤土叶片的一端铰接在圆柱状骨架的上部，另一端设置有滑杆，且该滑杆穿过圆柱状骨架与锥头点接触；所述锥头的端头设置有回位弹簧。所述挤土叶片呈长方形，并均勻设置在柱状骨架外；所述封土叶片呈扇形，其小头朝上均勻设置在挤土叶片外的间隙处；封土叶片的下端通过回位弹簧与挤土叶片连接。所述挤密扩孔装置的结构也可以为包括液压缸和圆柱状骨架；所述圆柱状骨架内设置有动力锥，且该动力锥与液压缸内的活塞杆连接；所述圆柱状骨架外设置有挤土叶片和封土叶片，且封土叶片排列在挤土叶片外侧的间隙处；所述挤土叶片上设置有滑块，且该滑块穿过圆柱状骨架与所述动力锥面接触。所述挤土叶片和封土叶片与圆柱状骨架铆接。所述挤土叶片均勻叠加布置在圆柱状骨架外。在所述圆柱状骨架的顶端设置有吊环，以便于与所述钢丝绳连接。本发明相对现有技术具有以下优点
1、本发明通过液压装置驱动、控制液压支腿、液压绞盘和挤密扩孔装置的正常工作，实现了扩孔施工的无震动，消除了施工过程中造成隧道开裂及掉块等现象。2、本发明操作安全可靠，施工质量可靠，施工速度快。3、本发明体积小、自重轻、造价低，搬运移动方便。4、本发明不仅可以应用于湿陷性黄土隧道的地基处理，还适用于湿陷性黄土区和松软土区的房屋、道路等小空间和大空间的地基加固处理中。
图1为本发明无振动挤密扩孔设备的结构示意图； 图2为本发明实施例1挤密扩孔装置的外观示意图； 图3为本发明实施例1挤密扩孔装置的结构示意图； 图4为图3的I 1一1 I截面图5为本发明实施例2挤密扩孔装置的结构示意图； 图6为本发明的A—A截面图。
具体实施例方式实施例1
一种无振动挤密扩孔设备，是在机架1上设置有液压装置2，在机架顶部设置有液压绞盘3，机架1的底部设置有液压支腿6 ；液压绞盘3通过钢丝绳9连接有挤密扩孔装置4 ； 该挤密扩孔装置4通过高压油管10与液压装置2连接。机架1是安装各部件的平台，由钢结构焊接而成。液压装置2通过螺栓安装在机架1的下部，主要由液压油箱、液压泵、电动机、控制阀组成，用以驱动液压支腿6、液压绞盘3和挤密扩孔装置4正常工作。液压绞盘3通过高强螺栓安装在机架1的顶部，其在液压装置2的驱动下，通过钢丝绳9将挤密扩孔装置4置于预排孔中；挤密扩孔装置4完成扩孔后，在液压装置2的控制下，将挤密扩孔装置4起拔。液压支腿6焊接在机架1的底部的四角，由液压装置2驱动，为该设备的调平及起拔起到反力支撑作用。在机架1的底部的四角通过高强螺栓安装有四个万向轮5，以便于搬运、移动；同时在机架1上设置移动把手8。在机架1的底部还设置有封土钢板及导轨37，其可铺设在拟挤密孔两侧并与地面直接接触，其作用是将静拔反力均勻地分布在地面上，同时起到保护孔口土体不被破坏的功能；在挤密扩孔完成后，还可作为行走轮的运动轨道。在机架1上设置有操作控制台，用于驱动、控制液压支腿6的伸缩；驱动控制液压绞盘3的正反转及速度；驱动控制挤密扩孔装置4挤土叶片的开合。在操作控制台7上可设置有各部件液压压力表和起拔重力及钢丝绳升降长度的显示装置。在机架1上设置有扩孔装置放置支架38，用于放置备用的挤密扩孔装置。上述挤密扩孔装置4的结构如下(参见图2、3、4)，包括圆柱状骨架16，在圆柱状骨架16内的上部设置有液压缸17，下部设置有锥头18，且锥头18与液压缸17的活塞杆13通过螺栓连接。在圆柱状骨架16外均勻设有六块挤土叶片12和封土叶片11。其中挤土叶片 12呈长方形，并均勻铰接在柱状骨架16的上部；封土叶片11呈扇形，其小头朝上并铰接在圆柱状骨架16的上部；而且，封土叶片11在挤土叶片12外侧的间隙处；挤土叶片12下端设置有滑杆19，且该滑杆19穿过柱状骨架16与锥头18点接触。封土叶片11的下端通过回位弹簧15与挤土叶片12连接，以便于作业完成后挤土叶片12的回位；同理，在锥头18 的端头设置有回位弹簧20。为了便于操作，在柱状骨架16的顶端设置有在吊环14。工作时，通过液压绞盘3和钢丝绳9将挤密扩孔装置放入先阶段预成孔孔底，液压缸17在液压装置2的驱动下，液压缸内的活塞向下滑动，锥头18随活塞向下滑动时将滑杆 19沿水平方向推出，挤土叶片12和封土叶片11在滑杆19的推动下同步张开，随后通过液压绞盘3和钢丝绳9将挤密扩孔装置一次性拔出扩孔，对地基土实施挤压加密。作业完成后，液压缸17中的液压油卸除，在回位弹簧20的驱动下，滑杆19随锥头18的竖向回位而进行同步的水平回位，同时挤土叶片12和封土叶片11在滑杆19及回位弹簧15的驱动下同步回位。如此往复循环，直至分阶段挤密扩孔至设计孔径。实施例2
无振动挤密扩孔设备的结构、安装方式及工作原理同实施例1。挤密扩孔装置4的结构(参见图5、6)包括液压缸21和圆柱状骨架22两个部分， 其中，液压缸21位于上部，圆柱状骨架22位于下部。圆柱状骨架22内依次设置有两个动力锥对，且动力锥M与液压缸21内的活塞杆36通过螺栓连接。圆柱状骨架22外通过铆钉四铆接有挤土叶片23和封土叶片36，且封土叶片35排列在挤土叶片23外侧的间隙处。 为了增大挤土面积，挤土叶片23均勻叠加布置在圆柱状骨架22外。挤土叶片23上设置有滑块25，且该滑块25穿过圆柱状骨架22与动力锥M面接触。为了使动力锥M、挤土叶片 23、圆柱状骨架22及与液压缸21稳定连接，在圆柱状骨架22的两端设置有端盖32，并通过螺杆观、螺帽30、盖板23与圆柱状骨架22连接成一体。为了固定封土叶片35，在圆柱状骨架22的两端、封土叶片35的外侧设置有外筒31。为了便于操作，在液压缸21的顶部设有吊环26。工作时，液压缸21在液压装置2的驱动下通过高压油管27逐渐注入液压油，液压缸内的活塞向下滑动，动力锥M随活塞向下滑动，将滑块25沿水平方向推出，挤土叶片23 和封土叶片35在滑块25的推动下同步向外扩张，对地基实施挤压加密，从而实现了对湿陷性黄土区、松软土区的地基的挤密加固处理。作业完成后，采用反向液压压力，动力锥M随活塞杆36同步收缩至原位，挤土叶片23和封土叶片35也随滑块25同步水平回位。如此往复循环，直至分阶段横向挤密扩孔至设计深度，最后利用外部起重系统从孔中取出。
权利要求
1.一种无振动挤密扩孔设备，其特征在于包括机架(1)，在机架上设置有液压装置 (2)，在机架顶部设置有液压绞盘(3)，机架的底部设置有液压支腿(6)，所述液压绞盘(3) 通过钢丝绳(9)连接有挤密扩孔装置(4)；该挤密扩孔装置(4)通过高压油管(10)与液压装置(2)连接。
2.如权利要求1所述无振动挤密扩孔设备，其特征在于所述机架(1)底部还设置有万向轮(5)，并在机架(1)上设置移动把手(8)。
3.如权利要求1所述无振动挤密扩孔设备，其特征在于所述机架(1)底部还设置有封土钢板及导轨(37)。
4.如权利要求1所述无振动挤密扩孔设备，其特征在于所述机架(1)上设置有操作控制台(7)。
5.如权利要求1所述无振动挤密扩孔设备，其特征在于所述机架(1)上设置有扩孔装置放置支架(38)。
6.如权利要求1-5所述任一无振动挤密扩孔设备，其特征在于所述挤密扩孔装置(4) 包括柱状骨架(16)，所述柱状骨架(16)内上部设置有液压缸(17)，下部设置有锥头(18)， 且锥头(18)与液压缸(17)的活塞杆(13)连接；所述柱状骨架(16)外设有挤土叶片(12)和封土叶片(11 )，且所述封土叶片(11 )、挤土叶片(12)的一端铰接在柱状骨架(16)的上部， 挤土叶片(12)另一端设置有滑杆(19)，且该滑杆(19)穿过柱状骨架(16)与锥头(18)点接触；所述锥头(18)的端头设置有回位弹簧(20)。
7.如权利要求6所述无振动挤密扩孔设备，其特征在于所述挤土叶片(12)呈长方形， 并均勻设置在柱状骨架(16)外；所述封土叶片(11)呈扇形，其小头朝上均勻设置在挤土叶片(12)外的间隙处；封土叶片(11)的下端通过回位弹簧(15)与挤土叶片(12)连接。
8.如权利要求1-5所述任一无振动挤密扩孔设备，其特征在于所述挤密扩孔装置(4) 包括液压缸(21)和圆柱状骨架(22);所述圆柱状骨架(22)内设置有动力锥(24)，且动力锥 (24)与液压缸(21)内的活塞杆(36)连接；所述圆柱状骨架(22)外设置有挤土叶片(23) 和封土叶片(35)，且封土叶片(35)排列在挤土叶片(23)外侧的间隙处；所述挤土叶片(23) 上设置有滑块(25)，该滑块(25)穿过圆柱状骨架(22)与所述动力锥(24)面接触。
9.如权利要求8所述无振动横向挤密扩孔装置，其特征在于所述挤土叶片(23)和封土叶片(35)与圆柱状骨架(22)铆接。
10.如权利要求8所述无振动横向挤密扩孔装置，其特征在于所述挤土叶片(23)均勻叠加布置在圆柱状骨架(22 )外。
全文摘要
本发明提供了一种无振动挤密扩孔设备，是在机架上设置有液压装置，在机架顶部设置有液压绞盘，机架的底部设置有液压支腿，所述液压绞盘通过钢丝绳连接有挤密扩孔装置，该挤密扩孔装置通过高压油管与液压装置连接。本发明通过液压装置驱动、控制液压支腿、液压绞盘和挤密扩孔装置的正常工作，实现了扩孔施工的无震动，消除了施工过程中造成隧道开裂及掉块等现象；其操作安全可靠，施工质量可靠，施工速度快；体积小、自重轻、造价低，搬运移动方便，不仅可以应用于湿陷性黄土隧道的地基处理，还适用于湿陷性黄土区和松软土区的房屋、道路等小空间和大空间的地基加固处理中。
文档编号E02D3/08GK102296587SQ20111012910
公开日2011年12月28日 申请日期2011年5月18日 优先权日2011年5月18日
发明者屈耀辉, 武小鹏, 熊治文, 米维军, 郑静, 韩龙武, 魏永梁 申请人:中铁西北科学研究院有限公司