CN102155035A - 一种连续墙铣削机 - Google Patents

Abstract

一种连续墙铣削机，包括主机底盘、立柱、门型框架、导向架、铣削箱、铣削搅拌链、钢丝绳、斜撑和纠偏机构；铣削架采用箱型结构，可延长至设定长度；铣削搅拌链包括链条、按一定间隔距离固装在链条上的交叉布置的若干组铣刀体和若干组搅拌体；链条安装于驱动链轮和从动链轮上后形成链传动机构；变速箱位于铣削箱上部；驱动头固装于变速箱上方安装位置；变速箱下端输出轴上安装驱动链轮；输出轴安装置于支承台上；张紧油缸一端与支承台下部铰接，另一端与下部杆件连接；纠偏机构对铣削架前后、左右进行倾斜修正；灌浆管有多组，沿铣削架长度方向布置在其内部，其端部连接喷头；适用于大型建筑物地下设施、深基础开挖和水利堤坝防渗墙施工。

Description

一种连续墙铣削机

所属技术领域

本发明涉及一种在地下深基础工程中钻掘地层、建造等厚地下连续墙的连续墙铣削机。

背景技术

目前，大型建筑物地下设施、深基础开挖和水利堤坝防渗墙施工，一般采用多轴式连续墙钻孔机和地下连续掘削机两种技术来进行地下连续墙的施工。

采用多轴式连续墙钻孔机建造柱列式地下连续墙，即目前广泛使用的SMW工法，使用多轴式连续墙钻机连续钻掘、搅拌和提升，将土和水泥浆在原位置混合搅拌，各施工单元之间重迭搭建反复钻掘施工，建成水泥与土混合的地下挡土防水墙，同时在水泥土尚未固化前，插入型钢来提高墙体的强度，待水泥土完全固化后就形成一条柱列式地下连续墙。但该项技术存在以下问题：1）由于地下连续墙墙体是由各单元柱体搭接而成的，各柱体之间容易出现非搭接部分，当进行较大深度的地下连续墙施工时，相邻的搭接柱体就出现错位，使墙体强度受到影响，造成墙体渗漏水。2）由于柱列式地下连续墙是搭接而成的，其截面为宽度不等的糖葫芦串形状，腰谷处墙体宽度尺寸最小、强度最薄弱，易出现渗漏水问题。3）由于柱列式地下连续墙是通过各个施工单元的钻掘、搅拌、提升、移动和搭接的重复步骤来完成的，因此，施工工艺复杂、施工进度慢；特别是超深地下连续墙施工需要反复加接钻杆，大大增加施工人员的作业强度，施工效率低。4）为提高地下连续墙作业效率，避免反复接长钻杆的方法，而采用一次钻掘至要求深度的施工方法，则必须使用更大立柱高度的桩架，因此作业稳定性差，容易发生桩架倒塌的安全事故。

采用地下连续掘削机建造地下连续墙，即通过驱动安装于主动链轮与从动链轮之间的掘削搅拌链，掘削搅拌链掘入地中后向水平横向连续掘削，同时注入土壤固化液体与与土、砂混合搅拌，形成水泥与土混合的地下挡土防水墙，同时在水泥土尚未固化前，插入型钢来提高墙体的强度，待水泥土完全固化后就形成一条地下连续墙。但该项技术存在以下问题：1）由于地下连续掘削机的掘削搅拌链的驱动链轮安装于行星减速机的外周上，由原动机将动力传递给行星减速机，通过行星减速机减速传递给驱动链轮，满足驱动低速大扭矩的施工要求，由于高速旋转的原动机到低速旋转的驱动链轮的减速过程中产生大量热量，使行星减速机温升加快，降低行星减速机的使用寿命，而且维护保养复杂，大大影响了地下连续墙的施工效率；2）由于固化剂的喷口位于导柱的下端，喷出的固化剂仅由链条上的搅拌棒单一方向混合搅拌，致使连续墙墙体深度方向的固化剂含量分布不均匀，直接造成固化后的墙体内在质量不均匀，影响墙体的强度和止水防渗性能；3)由于无纠偏控制系统，使墙体的垂直精度无法等到有效纠正，使墙体的施工精度受到影响。

发明内容

本发明的目的在于根据现有技术中存在的不足，提供一种建造等厚地下连续墙的连续墙铣削机，能有效提高机体使用寿命、施工效率和安全性能，满足等厚连续墙的作业精度。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种连续墙铣削机，包括：

主机底盘，包括动力源和卷扬机组；

立柱，包括导轨和顶部滑轮架；

门型框架，包括框架体、水平移动油缸、横向轨道和导向座；

导向架，包括具有上下滑轨的架体、导向滑块和垂直顶升油缸；

铣削箱，包括含马达和行星减速机的驱动头、变速箱、驱动链轮、铣削架、张紧油缸、从动链轮和灌浆管 ；铣削架采用箱型结构，依次包括上部节、连接构件和下部节；

铣削搅拌链，包括链条、按一定间隔距离固装在链条上的若干组铣刀体和若干组搅拌体；

钢丝绳；斜撑和铣削架的前后、左右倾斜的纠偏机构；

其特征在于：所述链条安装于驱动链轮和从动链轮上后形成链传动机构；

所述铣削箱置于导向架架体的上下滑轨内，可在垂直顶升油缸的作用下上下移动，所述变速箱位于铣削箱的上部，所述驱动头固装于变速箱上方的安装位置，所述变速箱下端的输出轴上安装驱动链轮；所述上部节设有上部支承台和下部杆件，所述输出轴安装置于上部节上部的支承台上；所述支承台的下部与张紧油缸的一端铰接；张紧油缸的另一端与上部节的下部杆件连接；所述从动链轮固装于铣削架的下部节安装位置；所述灌浆管有多组，沿铣削架长度方向布置在连接构件的内部，其端部连接喷头；所述喷头有多组，且能以多个角度喷射液体，并布置在铣削架的连接构件和下部节的两侧面；

所述导向架的导向滑块置于门型框架的横向轨道内，以在水平移动油缸作用下使导向架左右移动；所述门型框架的导向座置于立柱的导轨上，通过提升和放下与门型框架上端连接的钢丝绳使门型框架上下运动；所述钢丝绳的另一端穿过顶部滑轮架与主机底盘上设置的卷扬机组连接；

所述斜撑两组，每组斜撑包括一位于上部的斜撑杆和一位于下部的调节油缸，每一斜撑分别通过斜撑杆上端固装在立柱的中部和通过调节油缸下端固装在主机底盘后部的左侧和右侧。

本发明可以是，所述的驱动头可以有两组，对称布置在变速箱上方的安装位置。

本发明还可以是，所述的铣刀体和搅拌体在铣削搅拌链上交叉布置，铣刀体和搅拌体通过螺栓固装在链条上。

本发明还可以是，所述的交叉布置的铣刀体每组选择地有2-4个刀头，一组为具有同一相同数量刀头的铣刀体，相邻的一组为具有与前一组不同的另一相同数量刀头的铣刀体。

本发明还可以是，所述的交叉布置的搅拌体每组选择地有2-4个搅拌杆，一组为具有同一相同数量搅拌杆的搅拌体，相邻的一组为具有与前一组不同的另一相同数量搅拌杆的搅拌体。

本发明还可以是，所述的铣削架可通过设置多节连接构件并借助紧固件延长至设定的长度。

本发明还可以是，所述的水平移动油缸有2组，分别位于导向架的两侧，其一端与框架体固装，另一端与架体固装。

本发明还可以是，所述的垂直顶升油缸有2组，分别位于铣削箱的两侧，其一端与铣削架固装，另一端与架体固装。

本发明还可以是，所述铣削架沿着其长度方向在连接构件内设置有通道，该通道与所述灌浆管相平行，所述纠偏机构包括若干传感器、连接线、ECU控制器、显示器、操纵面板和多路阀，其中，所述传感器通过连接线按一定间隔距离布置在通道，连接线的另一端与ECU控制器连接；所述显示器通过第一信号线与ECU控制器连接；所述操纵面板通过第二信号线与显示器连接；所述多路阀通过控制线与操纵面板连接，并通过操纵面板的相应按钮来控制多路阀；所述多路阀输出端通过第一油管组、第二油管组和第三油管组分别与水平移动油缸、垂直顶升油缸和调节油缸连接。

本发明还可以是，所述的ECU控制器能对传感器检测到的数据信号进行分析比较，并在显示器上将铣削架前后、左右倾斜角度显示出来，然后通过操作面板的相应按钮控制液压回路中的多路阀来调节水平移动油缸、垂直顶升油缸和调节油缸，实现铣削架前后、左右倾斜修正。

本发明还可以是，所述的传感器为TCX03型倾斜传感器，数量至少6只。

本发明的连续墙铣削机，有以下积极效果及优点：

1、按照本发明，连续墙铣削机采用马达、行星减速机、变速箱到驱动链轮的逐级减速的传动方式，有效提高马达、行星减速机的使用寿命，维护保养简单方便，大大降低了施工单位的维护成本。

2、按照本发明，连续墙铣削机采用大型履带或步履式打桩架底盘作为工作母机，具有工作稳定性高和作业可靠等特点，有效提高地下连续墙的施工安全性能。

3、按照本发明，连续墙铣削机采用箱型结构的铣削架，在铣削搅拌链向下掘削和搅拌过程中对连续墙内壁起到了很好的保护作用，确保墙体的施工厚度、强度达到施工要求。

4、按照本发明，连续墙铣削机采用纠偏机构，通过设置在铣削架侧面的传感器对墙体精度进行实时监控和纠正，有效确保连续墙墙体达到设计要求的垂直精度。

5、按照本发明，连续墙铣削机采用立柱、门型框架和导向架的结构，使得铣削搅拌链随铣削架上下移动范围增加，从而确保连续墙墙体的施工深度达到设计要求。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1左视图；

图3为图2中导向架和铣削架的局部结构示意图；

图4为图2中铣削架的从动链轮的局部结构示意图；

图5为图4中A-A向剖视图；

图6为图3中B-B向剖视图；

图7为发明中纠偏机构工作示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，一种连续墙铣削机，包括：主机底盘1，包括动力源11和卷扬机组12；立柱2，包括导轨21和顶部滑轮架22；门型框架3，包括框架体31、水平移动油缸32、横向轨道33和导向座34；导向架4，包括具有上下滑轨的架体41、导向滑块42和垂直顶升油缸43；铣削箱5，包括含马达和行星减速机的驱动头51、变速箱52、驱动链轮53、铣削架54、张紧油缸55、从动链轮56和灌浆管57 ；铣削架54采用箱型结构，依次包括上部节541、连接构件542和下部节543；铣削搅拌链6，包括链条61、按一定间隔距离固装在链条61上的若干组铣刀体62和若干组搅拌体63；钢丝绳7；斜撑8和铣削架54的前后、左右倾斜的纠偏机构9；其特征在于：所述链条61安装于驱动链轮53和从动链轮56上后形成链传动机构；所述的铣刀体62和搅拌体63在铣削搅拌链6上交叉布置，铣刀体62和搅拌体63通过螺栓固装在链条61上；所述的交叉布置的铣刀体62每组选择地有2-4个刀头622，一组为具有同一相同数量刀头622的铣刀体62，相邻的一组为具有与前一组不同的另一相同数量刀头622的铣刀体62；所述的交叉布置的搅拌体63每组选择地有2-4个搅拌杆633，一组为具有同一相同数量搅拌杆633的搅拌体63，相邻的一组为具有与前一组不同的另一相同数量搅拌杆633的搅拌体63；所述的铣削架54可通过设置多节连接构件542并借助紧固件延长至设定的长度；所述铣削箱5置于导向架架体41的上下滑轨内，可在垂直顶升油缸43的作用下上下移动，所述的垂直顶升油缸43有2组，分别位于铣削箱5的两侧，其一端与铣削架54固装，另一端与架体41固装，所述变速箱52位于铣削箱5的上部，所述驱动头51固装于变速箱52上方的安装位置，所述驱动头51可以有两组，对称布置在变速箱52上方的安装位置，所述变速箱52下端的输出轴524上安装驱动链轮53；所述上部节（541）设有上部支承台5411和下部杆件5412，所述输出轴524安装置于上部节541上部的支承台5411上；所述支承台5411的下部与张紧油缸55的一端铰接；张紧油缸55的另一端与上部节541的下部杆件5412连接；所述从动链轮56固装于铣削架54的下部节543安装位置；所述灌浆管57有多组，沿铣削架53长度方向布置在连接构件532的内部，其端部连接喷头571；所述喷头571有多组，且能以多个角度喷射液体，并布置在铣削架54的连接构件542和下部节5343的两侧面；所述导向架4的导向滑块42置于门型框架3的横向轨道33内，以在水平移动油缸32作用下使导向架4左右移动；所述的水平移动油缸32有2组，分别位于导向架4的两侧，其一端与框架体31固装，另一端与架体41固装；所述门型框架3的导向座34置于立柱2的导轨21上，通过提升和放下与门型框架3上端连接的钢丝绳7使门型框架3上下运动；所述钢丝绳7的另一端穿过顶部滑轮架22与主机底盘1上设置的卷扬机组12连接；所述8 有两组，每组斜撑8包括一位于上部的斜撑杆81和一位于下部的调节油缸82，每一斜撑8分别通过斜撑杆81上端固装在立柱2的中部和通过调节油缸82下端固装在主机底盘1后部的左侧和右侧；所述的铣削架54沿着其长度方向在连接构件542内设置有通道92，该通道与所述灌浆管57相平行，所述纠偏机构9包括若干传感器91、连接线93、ECU控制器94、显示器96、操纵面板98和多路阀99，其中，所述传感器91通过连接线93按一定间隔距离布置在通道92内，连接线93的另一端与ECU控制器94连接；所述显示器96通过第一信号线95与ECU控制器94连接；所述操纵面板98通过第二信号线97与显示器96连接；所述多路阀99通过控制线990与操纵面板98连接，并通过操纵面板98的相应按钮来控制多路阀99；所述多路阀99输出端通过第一油管组991、第二油管组992和第三油管组993分别与水平移动油缸32、垂直顶升油缸43和调节油缸82连接；所述的ECU控制器94能对传感器91检测到的数据信号进行分析比较，并在显示器96上将铣削架54前后、左右倾斜角度显示出来，然后通过操作面板98的相应按钮控制液压回路中的多路阀99来调节水平移动油缸32、垂直顶升油缸43和调节油缸82，实现铣削架54前后、左右倾斜修正；所述的传感器91为TCX03型倾斜传感器，数量至少6只。

本发明连续墙铣削机进行地下连续墙作业时，首先启动动力源11使主机底盘1行走到施工位置，控制卷扬机组12放下与门型框架3上端连接的钢丝绳7，使导向架4、铣削箱5随门型框架3下降；当位于铣削架54的下部节543的从动链轮56下边的铣削搅拌链6与地面接触时，启动含马达和行星减速机的驱动头51，由行星减速机减速的动力传递给变速箱52，带动输出轴524上的驱动链轮53低速旋转，从而使位于铣削箱5上铣削架54上铣削搅拌链6在驱动链53和从动链轮56之间上下运动，操纵卷扬机组12上的钢丝绳7的使门型框架3下降，铣削架54向下进给铣削和搅拌；操纵水平移动油缸32使铣削架54随导向架4横向移动，铣削搅拌链6完成横向进给掘削和搅拌；在铣削架54不断下降的过程中，铣削搅拌链6上交叉布置的铣刀体62和搅拌体63对土壤进行掘削和搅拌，形成一条连续的等宽土槽；在铣削搅拌链6掘削和搅拌时，铣削架54前后、左右方向的倾斜角度可通过设置在连接构件542内部的传感器92检测，传感器92将数据信号传递给ECU控制器94，经过ECU控制器94分析比较、并在显示器96上将铣削架54前后、左右倾斜角度显示出来，操作者可通过操作面板98的相应按钮控制液压回路中的多路阀99，液压油经过第一油管组991、第二油管组992和第三油管组993到水平移动油缸32、垂直顶升油缸43和调节油缸82的大小油腔，控制活塞杆的伸、缩，从而实现铣削架54前后、左右方向的倾斜位置修正，达到对土槽垂直精度控制和及时纠偏，有效确保连续墙土槽达到设计要求精度；在上述掘削和搅拌的同时，通过灌浆管57注入土壤固化液体，经布置在铣削架54的连接构件542和下部节543两侧面的多组喷头571以多个角度喷射液体，覆盖整个掘削和搅拌区域；经过铣削搅拌链6将土槽内的土砂与土壤固化液体充分混合搅拌、充满土槽；经过一段时间固化后，即可形成一条等厚平整的地下连续墙；在墙体尚未完全固化之前，可插入型钢来提高地下连续墙的墙体强度。

Claims (11)

1.一种连续墙铣削机，包括：

主机底盘（1），包括动力源（11）和卷扬机组（12）；

立柱（2），包括导轨（21）和顶部滑轮架（22）；

门型框架（3），包括框架体（31）、水平移动油缸（32）、横向轨道（33）和导向座（34）；

导向架（4），包括具有上下滑轨的架体（41）、导向滑块（42）和垂直顶升油缸（43）；

铣削箱（5），包括含马达和行星减速机的驱动头（51）、变速箱（52）、驱动链轮（53）、铣削架（54）、张紧油缸（55）、从动链轮（56）和灌浆管（57）；铣削架（54）采用箱型结构，依次包括上部节（541）、连接构件（542）和下部节（543）；

铣削搅拌链（6），包括链条（61）、按一定间隔距离固装在链条（61）上的若干组铣刀体（62）和若干组搅拌体（63）；

钢丝绳（7）；斜撑（8）和铣削架（54）的前后、左右倾斜的纠偏机构（9）；

其特征在于：所述链条（61）安装于驱动链轮（53）和从动链轮（56）上后形成链传动机构；

所述铣削箱（5）置于导向架架体（41）的上下滑轨内，可在垂直顶升油缸（43）的作用下上下移动，所述变速箱（52）位于铣削箱（5）的上部，所述驱动头（51）固装于变速箱（52）上方的安装位置，所述变速箱（52）下端的输出轴（524）上安装驱动链轮（53）；所述上部节（541）设有上部支承台（5411）和下部杆件（5412），所述输出轴（524）安装置于上部节（541）上部的支承台（5411）上；所述支承台（5411）的下部与张紧油缸（55）的一端铰接；张紧油缸（55）的另一端与上部节（541）的下部杆件（5412）连接；所述从动链轮（56）固装于铣削架（54）的下部节（543）安装位置；所述灌浆管（57）有多组，沿铣削架（53）长度方向布置在连接构件（532）的内部，其端部连接喷头（571）；所述喷头（571）有多组，且能以多个角度喷射液体，并布置在铣削架（54）的连接构件（542）和下部节（5343）的两侧面；

所述导向架（4）的导向滑块（42）置于门型框架（3）的横向轨道（33）内，以在水平移动油缸（32）作用下使导向架（4）左右移动；所述门型框架（3）的导向座（34）置于立柱（2）的导轨（21）上，通过提升和放下与门型框架（3）上端连接的钢丝绳（7）使门型框架（3）上下运动；所述钢丝绳（7）的另一端穿过顶部滑轮架（22）与主机底盘（1）上设置的卷扬机组（12）连接；

所述斜撑（8）有两组，每组斜撑（8）包括一位于上部的斜撑杆（81）和一位于下部的调节油缸（82），每一斜撑（8）分别通过斜撑杆（81）上端固装在立柱（2）的中部和通过调节油缸（82）下端固装在主机底盘（1）后部的左侧和右侧。

2.根据权利要求1所述的连续墙铣削机，其特征在于所述的驱动头（51）可以有两组，对称布置在变速箱（52）上方的安装位置。

3.根据权利要求1所述的连续墙铣削机，其特征在于所述的铣刀体（62）和搅拌体（63）在铣削搅拌链（6）上交叉布置，铣刀体（62）和搅拌体（63）通过螺栓固装在链条（61）上。

4.根据权利要求3所述的连续墙铣削机，其特征在于所述的交叉布置的铣刀体（62）每组选择地有2-4个刀头（622），一组为具有同一相同数量刀头（622）的铣刀体（62），相邻的一组为具有与前一组不同的另一相同数量刀头（622）的铣刀体（62）。

5.根据权利要求3所述的连续墙铣削机，其特征在于所述的交叉布置的搅拌体（63）每组选择地有2-4个搅拌杆（633），一组为具有同一相同数量搅拌杆（633）的搅拌体（63），相邻的一组为具有与前一组不同的另一相同数量搅拌杆（633）的搅拌体（63）。

6. 根据权利要求1所述的连续墙铣削机，其特征在于所述的铣削架（54）可通过设置多节连接构件（542）并借助紧固件延长至设定的长度。

7.根据权利要求1所述的连续墙铣削机，其特征在于所述的水平移动油缸（32）有2组，分别位于导向架（4）的两侧，其一端与框架体（31）固装，另一端与架体（41）固装。

8.根据权利要求1所述的连续墙铣削机，其特征在于所述的垂直顶升油缸（43）有2组，分别位于铣削箱（5）的两侧，其一端与铣削架（54）固装，另一端与架体（41）固装。

9.根据权利要求1所述的连续墙铣削机，其特征在于所述的铣削架（54）沿着其长度方向在连接构件（542）内设置有通道（92），该通道与所述灌浆管（57）相平行，所述纠偏机构（9）包括若干传感器（91）、连接线（93）、ECU控制器（94）、显示器（96）、操纵面板（98）和多路阀（99），其中，所述传感器（91）通过连接线（93）按一定间隔距离布置在通道（92）内，连接线（93）的另一端与ECU控制器（94）连接；所述显示器（96）通过第一信号线（95）与ECU控制器（94）连接；所述操纵面板（98）通过第二信号线（97）与显示器（96）连接；所述多路阀（99）通过控制线（990）与操纵面板（98）连接，并通过操纵面板（98）的相应按钮来控制多路阀（99）；所述多路阀（99）输出端通过第一油管组（991）、第二油管组（992）、第三油管组（993）分别与水平移动油缸（32）、垂直顶升油缸（43）和调节油缸（82）连接。

10.根据权利要求9所述的连续墙铣削机，其特征在于所述的ECU控制器（94）能对传感器（91）检测到的数据信号进行分析比较，并在显示器（96）上将铣削架（54）前后、左右倾斜角度显示出来，然后通过操作面板（98）的相应按钮控制液压回路中的多路阀（99）来调节水平移动油缸（32）、垂直顶升油缸（43）和调节油缸（82），实现铣削架（54）前后、左右倾斜修正。

11.根据权利要求9或10所述的连续墙铣削机，其特征在于所述的传感器（91）为TCX03型倾斜传感器，数量至少6只。

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