CN103334437B - 采用电机驱动等厚水泥土搅拌地下连续墙施工装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及构筑水泥土搅拌等厚地下连续墙的多轴钻机及其施工装置及方法，其特征在于电机设置于机架上，电机输出轴一端通过减速器连接齿轮轴，齿轮轴与齿轮组相啮合，齿轮组底部齿轮通过转轴连接驱动链轮，驱动链轮上设有切割链条及刀头，齿轮组其中一个齿轮上设有离合器，离合器一侧设有离合器油缸，离合器油缸通过回转接头连接可控液压系统。本发明采用电机驱动代替液压驱动，成本大幅度降低，机身加重，得到一种重心更稳定，动力更强劲的等厚水泥土搅拌地下连续墙施工装置，可以应付各种复杂地形及土层，并且每级齿轮组都带有片式离合器，解决了电机自身转动时碰到的过载问题，起到了过载保护的作用。

Description

采用电机驱动等厚水泥土搅拌地下连续墙施工装置及方法

[技术领域]

本发明涉及适用于建筑物的基础工程、地下道路及公共用沟的开挖、盾构的竖井、基础的挡土墙、止水墙、港湾堤防的地基加固等工程，构筑水泥土搅拌等厚地下连续墙的多轴钻机及其施工装置，具体地说是一种采用电机驱动等厚水泥土搅拌地下连续墙施工装置及方法。

[背景技术]

目前，为人们所公知的技术之一是一种使用多轴钻机构筑柱列式地下连续墙的技术：它是由专用的多轴钻机，驱动一组钻杆，分段钻进地层至一定深度后提升回地面，在一组钻杆钻进或提升的过程中，可从钻头端部向土壤中注入水泥浆，与被钻头钻松散的土壤混合搅拌，构筑成一段水泥土墙体；然后再进行下一段水泥土墙体的施工，并使相邻的两段墙体彼此有一定的重合搭接；重复上述施工，即可构筑成一条地下水泥土墙体；在水泥土墙体固化之前，可以插入型钢来提高墙体的强度，水泥土墙体固化后，便造成了一条柱列式的地下连续墙。

使用上述多轴钻机构筑柱列式地下连续墙的技术存在的主要缺点是：造成的墙体是非等厚、呈葫芦串形状的，厚度不一，强度不均勾；特别是作为防渗墙使用时，墙体的尖角处容易发生渗漏水现象；而且插入型钢的排列和数量也受到制约。

目前市场上公开了一种TRD工法机，其基本原理是利用链锯式刀具箱竖直插入地层中，然后作水平横向运动，同时由链条带动刀具作上下的回转运动，搅拌混台原土并灌入水泥浆，形成一定厚度的墙体，以取代目前常用的高压喷射灌浆，单轴和多轴水泥土搅拌桩组成的柱列式地下连续墙。其主要特点是成墙连续、表面平整、厚度一致、墙体均匀性好。该工法机采用液压驱动，其优点在于：传动平稳，质量轻体积小，承载能力大，容易实现无级调速，易于实现过载保护，但液压驱动仍然存在如下不足和缺点：

1.液压元件制造精度要求高，由于元件的技术要求高和装配比较困难，使用维护比较严格，造成成本代价高；

2.油液容易污染，油液污染后，会影响系统工作的可靠性；

3.发生故障不易检查和排除。

如果直接把液压驱动替换成电机驱动虽然可以克服制造成本过高的问题，但却存在容易过载，导致电机烧毁等安全隐患。

[发明内容]

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种采用电机驱动且易于过载保护的等厚水泥土搅拌地下连续墙施工装置及方法。

为了实现上述目的，设计一种采用电机驱动等厚水泥土搅拌地下连续墙施工装置包括电机、减速器、机架、齿轮轴、齿轮、片式离合器、回转接头、离合器油缸、驱动链轮、切割链条及刀头，其特征在于电机设置于机架上，电机输出轴一端通过减速器连接齿轮轴，齿轮轴与齿轮组相啮合，齿轮组底部齿轮通过转轴连接驱动链轮，驱动链轮上设有切割链条及刀头，齿轮组其中一个齿轮上设有离合器，离合器一侧设有离合器油缸，离合器油缸通过回转接头连接可控液压系统。

所述的离合器采用片式离合器，齿轮组为三级齿轮组，电机为变频式电机。

采用电机驱动等厚水泥土搅拌地下连续墙施工装置的驱动方法如下：电机通过齿轮轴带动一个带有离合器的齿轮组，齿轮组传动，把动力传到切割链条及刀头上来进行施工，平时，齿轮组内的片式离合器为常开状态，这时电机转动不带动切割链条及刀头工作，当回转接头接入可控液压系统，通过可控液压系统对离合器的离合进行控制，当回转接头接入液压油，油缸把片式离合器压紧，使离合器合上工作，把动力通过齿轮组传动到切割链条及刀头上。

本发明与现有技术相比，有如下积极效果及优点：

1.本发明采用电机驱动代替液压驱动，成本大幅度降低，机身加重，得到一种重心更稳定，动力更强劲的等厚水泥土搅拌地下连续墙施工装置，可以应付各种复杂地形及土层；

2.本发明中施工装置的每级齿轮组都带有片式离合器，解决了电机自身转动时碰到的过载问题，起到了过载保护的作用；

3.本施工装置构筑等厚地下连续墙的施工工艺筒单、墙体厚度相等、强度均匀，质量可靠，防渗性能好，插入型钢的数量及排列不受制约。

[附图说明]

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明片式离合器的局部示意图。

图3为本发明的侧视图。

如图所示，图中：1为电机，2为减速器，3为机架，4为齿轮轴，5为齿轮，6为片式离合器，7为回转接头，8为离合器油缸，9为驱动链轮，10为切割链条及刀头。

[具体实施方式]

下面结合附图对本发明作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明的采用电机驱动等厚水泥土搅拌地下连续墙施工装置，包括电机、减速器、机架、齿轮轴、齿轮、片式离合器、回转接头、离合器油缸、驱动链轮、切割链条及刀头，其特征在于电机设置于机架上，电机输出轴一端通过减速器连接齿轮轴，齿轮轴与齿轮组相啮合，齿轮组底部齿轮通过转轴连接驱动链轮，驱动链轮上设有切割链条及刀头，齿轮组其中一个齿轮上设有离合器，离合器一侧设有离合器油缸，离合器油缸通过回转接头连接可控液压系统；齿轮组为三级齿轮组，电机为变频式电机，离合器采用片式离合器，见图2。

如图3所示，电机通过齿轮轴带动一个带有离合器的一级齿轮组，一级齿轮组传动，把动力传到切割链条及刀头上来进行施工，平时，一级齿轮组内的片式离合器为常开状态，此时电机转动不带动切割链条及刀头工作，当回转接头接入可控液压系统，通过可控液压系统对离合器的离合进行控制，当回转接头接入液压油，油缸把片式离合器压紧，使离合器合上工作，把动力通过一级齿轮组传动到切割链条及刀头上。

Claims (4)

1.一种采用电机驱动等厚水泥土搅拌地下连续墙施工装置,包括电机、减速器、机架、齿轮轴、齿轮、片式离合器、回转接头、离合器油缸、驱动链轮、切割链条及刀头，其特征在于电机设置于机架上，电机输出轴一端通过减速器连接齿轮轴，齿轮轴与齿轮组相啮合，齿轮组底部齿轮通过转轴连接驱动链轮，驱动链轮上设有切割链条及刀头，齿轮组其中一个齿轮上设有离合器，离合器一侧设有离合器油缸，离合器油缸通过回转接头连接可控液压系统。

2.如权利要求1所述的一种采用电机驱动等厚水泥土搅拌地下连续墙施工装置，其特征在于所述的电机为变频式电机。

3.如权利要求1所述的一种采用电机驱动等厚水泥土搅拌地下连续墙施工装置，其特征在于所述的齿轮组为三级齿轮组。

4.一种如权利要求1所述的采用电机驱动等厚水泥土搅拌地下连续墙施工装置的驱动方法，其特征在于电机通过齿轮轴带动一个带有离合器的齿轮组，齿轮组传动，把动力传到切割链条及刀头上来进行施工，平时，齿轮组内的片式离合器为常开状态，这时电机转动不带动切割链条及刀头工作，当回转接头接入可控液压系统，通过可控液压系统对离合器的离合进行控制，当回转接头接入液压油，油缸把片式离合器压紧，使离合器合上工作，把动力通过齿轮组传动到切割链条及刀头上。