CN106436796A - 一种地下连续墙施工设备及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地下连续墙施工设备及施工方法，该施工设备包括导向架，设置于所述导向架上方用于回转所述导向架的支撑轴，以及至少一个设置于所述导向架下方用于铣削岩土的铣削装置；所述铣削装置包括支撑架，以及分设于所述支撑架两侧的铣削轮和可以进行伸缩调节的活动支腿。该施工方法为应用前述的地下连续墙施工设备进行施工。本发明能够在满足连续墙施工效率高、施工精度高的基础上，还可以降低装机功率，提高铣削轮的使用效率，有效地降低生产成本。

Description

一种地下连续墙施工设备及施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种地下连续墙施工设备及施工方法。

背景技术

随着我国基础建设越来越多，地下连续墙技术的应用范围越来越广，如地铁站施工，大桥锚定施工，高层建筑的基坑施工、水坝加固等。

目前，在地下连续墙施工设备技术领域中，主要有冲击钻、连续墙抓斗以及双轮铣槽机。其中，冲击钻和连续墙抓斗应用最多，而双轮铣槽机最近也越来越多的被应用。

其中，冲击钻利用悬挂的冲锤反复冲砸槽孔进行成槽，这种成槽方式，虽然成本低，但是存在施工效率非常低，施工精度差，超方严重等问题。

连续墙抓斗在软土层施工效率较高，施工成本低，但是在硬岩层则无法施工，使用范围较局限。

双轮铣槽机虽然是目前地下连续墙施工效率最高的设备，但是整机价格、施工成本和维护成本都非常高，一般企业无法承受，也阻碍了双轮铣槽机的进一步推广。

此外，在地连续墙施工过程中经常出现槽孔偏斜超差的问题，针对这一问题，冲击钻由于没有防偏斜装置，施工过程中最容易出现槽孔偏斜，其常用的纠偏措施是回填大石块，重新成孔，效率低且不易控制，因此，对于精度要求较高的槽孔无法得到使用；而双轮铣槽机是最佳的选择，由于存在上述的问题，虽具有一定的纠偏能力，但装机功率非常大，通常的功率在500KW以上，且用于修槽时只能一侧的铣削轮起作用，而另一侧的铣削轮处于闲置状态，造成大量燃油不必要的损耗，进而造成成本高，推广力度小。

发明内容

本发明的目的是提供一种地下连续墙施工设备，能够在满足连续墙施工效率高、施工精度高的基础上，还可以降低装机功率，提高铣削轮的使用效率，有效地降低生产成本。

本发明的目的还提供了一种应用前述设备施工的施工方法，该方法不仅操作简单，且使得铣削轮发挥最大作用，适合推广。

本发明提供的技术方案如下：

一种地下连续墙施工设备，包括：

导向架，设置于所述导向架上方用于回转所述导向架的支撑轴，以及至少一个设置于所述导向架下方用于铣削岩土的铣削装置；

所述铣削装置包括支撑架，以及分设于所述支撑架两侧的铣削轮和可进行调节的活动支腿。

本技术方案中，突破常规的设置，铣削装置中包括的支撑架，在支撑架的一侧设置用于铣槽的铣削轮，而另一侧设置可伸缩调节的活动支腿，通过活动支腿的调节可以使得铣削轮的下压力与活动支腿的支撑力相等，保证铣销装置的两侧力达到平衡，使其整个施工设备达到平稳，同时，通过支撑轴实现导向架的回转，能够满足在连续墙施工效率高、施工精度高的基础上，还可以降低装机功率，提高铣削轮的使用效率，有效地降低生产成本。

优选地，所述铣削装置还包括一支撑件，所述支撑件位于背向所述铣削轮一侧的所述支撑架上，且与所述支撑架之间设有一弹性元件，用于抵消所述铣削轮铣削过程中沿所述铣削轮轴线方向产生的力；

当所述弹性元件处于压缩状态下，所述支撑件与所述支撑架之间的距离变小；

当所述弹性元件处于自由状态下，所述所述支撑件与所述支撑架之间的距离变大。

本技术方案中，在铣削装置上还设置一支撑件，通过设置的支撑件可以将铣削轮铣削过程中沿铣削轮轴线方向产生的力抵消，保证施工过程中施工设备的平稳性，提高施工精度，避免出现槽孔偏斜超差的问题发生。

优选地，所述铣削装置的宽度大于待铣削的槽孔宽度；

和/或；

所述铣削轮的宽度大于待铣削的槽孔1/2宽度。

本技术方案中，将铣削装置的宽度设置的大于待铣削的槽孔宽度，或将铣削轮的宽度大于待铣削的槽孔1/2宽度，此设置目的是在铣削的过程中，可以通过弹性元件的压缩，使得支撑件与支撑架之间的距离变小，满足铣槽时整个铣削装置两侧支撑在槽孔的两侧孔壁上，这样保证整个施工设备工作时的平稳性，还可以进一步有效抵消铣削过程中铣削轮产生的轴向力，防止槽孔偏向一边。

优选地，所述铣削装置还包括一用于驱动所述铣削轮转动的驱动装置，所述驱动装置设置于所述支撑架上；

和/或；

所述的活动支腿由油缸驱动。

本技术方案中，通过设置的驱动装置实现对铣削轮的转动，方便操作人员对铣削轮的控制，提高其工作效率。同时通过油缸驱动活动支腿，使其铣削装置的两侧力达到平衡，保证施工设备的稳定性。

在上述结构的基础上进一步优选地，所述铣削装置的数量为两个，两个所述铣削装置并排设置在所述导向架下方，使两个所述铣削装置中的所述铣削轮位于同一侧，且两个所述铣削轮反向旋转。

本技术方案中，将铣削装置的数量设置为两个，且两个铣削装置并排设置，使得两个铣削装置中的铣削轮位于同一侧，这样可以提高铣削效率，节省铣槽时间。同时将两个铣削轮的转向设置成方向旋转，即一个是顺时针转动，另一个逆时针转动，目的是将铣削掉的岩土向两铣削装置的中间聚集，方便泥浆的排出和排净。

优选地，所述导向架上还设置一泥浆泵，所述泥浆泵位于两个所述铣削装置上方，且两个所述铣削装置分设在所述泥浆泵的进浆口两侧。

本技术方案中，通过设置的泥浆泵实现对铣削掉的岩土进行排出，提高排泥效率。且将两个铣削装置分设在泥浆泵的进浆口的两侧，满足对两个铣削轮铣削掉的岩土全部从泥浆泵的进浆口排出，提高排净度，避免铣削掉的岩土再次掉落槽孔内，影响开槽效果。

优选地，所述导向架上还设置多个纠偏装置，多个所述纠偏装置分设在所述导向架的四侧壁上，用于多个方向调节所述导向架使其在垂直方向上平衡。

本技术方案中，通过设置的纠偏装置解决地下连续墙施工过程中经常出现槽孔偏斜超差的问题，提高施工精度。而纠偏装置的数量为多个，目的是通过多个纠偏装置对导向架多个方向和角度上的调节，保证在铣槽时导向架在垂直方向上始终处于平衡状态，进一步的增强纠偏精度。

优选地，所述导向架的回转角度为180°。

本技术方案中，将导向架的回转角度设置为180°，目的是使得支撑架一侧的铣削轮对待铣削的槽孔两侧都能进行铣槽，保证施工设备在达到现有双轮铣槽机连续墙施工效率高、施工精度高的基础上，还能减轻整个施工设备的重量，降低整个施工设备的功率，更优的是降低生产成本，适用性强。

本发明中还提供了一种施工方法，应用前述的地下连续墙施工设备进行施工，包括以下步骤：

a)、将地下连续墙施工设备入槽铣削，铣削轮转动对待铣削的槽孔一侧进行第一次铣削，直到支撑架顶到下岩层或土层；

b)、将地下连续墙施工设备提出槽孔，旋转支撑轴，使得活动支腿位于第一次铣削处，铣削轮位于待铣削的槽孔另一侧进行第二次铣削，所述待铣削的槽孔另一侧为步骤a)中所述待铣削的槽孔一侧的相对一侧；

c)、重复步骤b)，直到达到设定的槽孔深度后停止。

优选地，在步骤a)至c)中，所述活动支腿的位置根据待铣削的槽孔宽度进行调节，所述调节包括所述活动支腿的伸缩调节，或沿所述铣削轮的转动方向调节，或沿所述铣削轮的轴线方向调节，使得所述铣削装置两侧的力平衡。

本发明的一种地下连续墙施工设备及施工方法与现有技术相比，本发明能够带来以下至少一项有益效果：

1、本发明只在导向架的单侧设置铣削轮，导向架重量可以更轻，整机装机功率可以更小，其整机重量和整机功率可以与一般连续墙抓斗相仿，但是可以完成连续墙抓斗无法完成的硬岩施工以及套铣施工。相对于双轮铣槽机，本发明的铣削轮不需要设置双轮铣槽机铣削轮上，必须要设置的用于铣削支撑板下方岩土层的摆齿机构，由于该摆齿机构容易磨损需要经常维修，对施工效率有较大影响，因此，本发明的施工效率与双轮铣槽机的四轮同时作业效率较接近，且整机成本和施工成本都会有大幅的降低，同时，本发明可以以更低的油耗进行修槽作业，降低资源使用成本。

2、本发明中通过设置的支撑轴实现导向架的回转，进而使得铣削装置一侧的铣削轮对待铣削的槽孔从两侧分别进行铣削，直到达到设定的槽孔深度后停止，结构设计简单、巧妙，且操作方便。

3、本发明中通过设置的支撑件，以及铣削装置的宽度和铣削轮的宽度限定，进而有效地抵消铣削过程中铣削轮产生的轴向力，防止槽孔偏向一边。

4、本发明中通过设置的泥浆泵，实现将两个铣削装置铣削掉的岩土进行排出，且排净，避免铣削的岩土再次掉落槽孔内，影响开槽效果。

5、本发明中通过在导向架上设置的多个纠偏装置，能够解决地下连续墙施工过程中经常出现槽孔偏斜超差的问题，提高施工精度，能够从多个方向和多个角度上去调节。

6、本发明能够在满足连续墙施工效率高、施工精度高的基础上，还可以降低装机功率，提高铣削轮的使用效率，有效地降低生产成本，推广性强。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种地下连续墙施工设备的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明一种地下连续墙施工设备的一个实施例的主视图；

图2是图1中铣削装置的放大视图；

图3是图2中A-A方向的剖面视图；

图4是本发明一种地下连续墙施工设备断续性铣削作业的结构示意图；

图5是本发明一种地下连续墙施工设备断续性铣削作业的侧视图。

附图标号说明：

1-导向架；2、2’-铣削装置；21、21’-支撑架；22、22’-铣削轮；23、23’-活动支腿；24、24’-支撑件；25、25’-驱动装置；26-减震环；3-泥浆泵；4-支撑轴；5-纠偏装置；6-待铣削的岩土层；61-已铣削断面；62-待铣削断面；

P1-第一次铣削；P2-第二次铣削；P3-第三次铣削；P4-第四次铣削。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

在本发明地下连续墙施工设备的实施例一中，参看图1-5所示，该施工设备包括导向架1，设置于导向架1上方用于回转导向架1的支撑轴4，以及至少一个设置于导向架1下方用于铣削岩土的铣削装置。其中，设置的铣削装置具体的包括支撑架，以及分设于支撑架两侧的铣削轮和可进行调节的活动支腿，即活动支腿可以上下伸缩，具体的活动支腿是通过液压油缸驱动，通过对液压油缸设定不同的油压，来调节活动支腿在岩层或土层上的支撑力，当然也可以左右(即沿铣削轮的转动方向)移动，前后(即沿铣削轮轴线方向，通过增减垫块)移动，目的是通过对活动支腿的调节，使得铣削轮对铣削岩土的压力和活动支腿在铣削岩土上的支撑力相等，保证整个施工设备的平稳性，避免最终开设的槽孔偏向一边。

在本实施例一中，不难理解的是铣削过程中，槽孔侧壁对铣削轮会产生一个沿轮毂轴线的反力，为了抵消这一反力，防止槽孔偏向一边，进一步的在设置的铣削装置上还设置一支撑件，具体的将支撑件设置在位于背向铣削轮一侧的支撑架上，即靠近活动支腿一侧的支撑架上，这样可以通过相对设置的支撑件可以抵消铣削轮铣削过程中沿铣削轮轴线方向产生的力。

具体的，支撑件与支撑架之间还设置一弹性元件，支撑件在自由状态时，即未开始铣槽前，弹性元件处于自由状态下，铣削装置的整体宽度稍大于待铣削的槽孔宽度(即支撑件与支撑架之间的距离变大，相对压缩状态)，这样在铣削过程中，通过弹性元件的弹力使得支撑件始终处于压缩状态，使得支撑件与支撑架之间的距离变小，可以有效抵消铣削过程中铣削轮产生的轴向力，进一步防止槽孔偏向一边。

当然在其他实施例中，为了更好的实现连续性铣槽工作，铣削轮的宽度(即铣削论轴线方向上的长度)最好大于待铣削的槽孔宽1/2宽度，与现有技术相比，无需在铣削轮上设置像双轮铣槽机铣削轮上，必须要设置的用于铣削支撑板下方岩土层的摆齿机构，即可实现全断面铣削，简化了铣削轮的结构，降低了出问题的风险，同时提高了铣削效率。

应说明的是，为了适应不同的待铣削的槽孔宽要求，铣削装置的宽度可做调证，具体是仅需通过更换不同宽度的铣削轮即可实现，操作方便，适用范围较广。此时为了保证平衡，活动支腿和支撑件的安装位置也需要进行相应的调整，具体的根据实际需求做调整，进行保证支撑架两侧的支撑力和下压力基本相当，仅需满足铣削装置两侧的力达到平衡即可。

具体的，活动支腿由油缸驱动，可通过设置不同的油压，来调节活动支腿的支撑力，由于对于不同地层，铣削轮需要的下压力不同，因此，就需要活动支腿设置不同的支撑力，该支撑力保证铣削装置两侧的力达到平衡。

本发明地下连续墙施工设备作为一个具体实施例，设置的铣削轮的转动需通过驱动装置来控制，因此，本申请中的铣削装置中还包括一用于驱动铣削轮进行转动的驱动装置，具体的将驱动装置设置在支撑架上，且与铣削轮的转轴连接。当然在其他实施例中，为了减小铣削过程中铣削冲击力对于驱动装置的冲击，在铣削轮与驱动装置之间进一步的通过减震环26进行过渡连接，这样当铣削轮在驱动装置的驱动下转动，并进行铣削岩土时有效地减小震动，提高铣槽精度。

在本发明地下连续墙施工设备的实施例二中，参看图1-5所示，相对上述实施例的改进之处在于，在导向架1的下部设置两个铣削装置，且两个铣削装置2、2’并排设置在导向架1的下方，见图1、2所示。其中，两个铣削装置2、2’中的铣削轮22、22’位于导向架1的同一侧，见3所示。实际运用时，两个铣削装置2、2’的铣削轮22、22’反向转动(即示例性的，以图1为准，左侧的铣削轮22、22’逆时针转动，右侧的铣削轮22、22’顺时针转动)，并将铣削掉的岩土聚集至中间。

在本实施例二中，优选地，见图1所示，在设置的导向架1上设置一泥浆泵3，且泥浆泵3位于两个铣削装置2、2’的上方，使得两个铣削装置2、2’中的铣削轮22、22’分设在泥浆泵3的进浆口两侧，目的是使得方向转动的铣削轮22、22’，将铣削掉的岩土向中间聚集，再由泥浆泵3的进浆口将其排出，避免铣削掉的岩土掉落槽孔内，影响铣槽效果。

在本发明地下连续墙施工设备的实施例三中，再次参看图1所示，相对上述实施例的改进之处在于，在导向架1上还设置多个纠偏装置5，且将多个纠偏装置5分设在导向架1的四侧壁(即导向架1的前后左右的四个面)上，这样在导向架1工作时，可以通过多个纠偏装置5调整导向架1的角度和方向位移，使的导向架1在垂直方向上始终处于平衡状态，提高施工设备的稳定性，避免影响成槽质量，保证成槽垂直度。同时纠偏装置5也保证整个施工设备在铣槽时将铣削轮22、22’推向需要修整的槽壁。

图1所示的地下连续墙施工设备的结构是本发明的优选方案，能够使结构更轻巧，使用功率更小。其中，铣削装置2、2’中的铣削轮22、22’位置可以相应的调整，目的是通过改变铣削轮22、22’的铣削方向，使其对待铣削的槽孔分两部分进行铣削，避免只能一侧的铣削轮22、22’起作用，而另一侧的铣削轮22、22’处于闲置状态，造成大量燃油不必要的损耗，进而造成成本高等问题。

具体的运用时，铣削轮22、22’的方向改变，主要是通过导向架1的回转角度带动铣削装置2、2’的转动，而导向架1的回转是由支撑轴4的转动实现。本发明中，优选地将导向架1的回转角度设置为180°，这样在铣槽时，将对待铣削的槽孔分两部分进行，一侧的槽壁铣削完，转动支撑轴4，使其导向架1做180°的回转，利用铣削轮22、22’对另一侧的槽壁进行铣削，直到达到设定的槽孔深度后停止。

本发明中还提供了一种施工方法，该施工方法应用前述的地下连续墙施工设备进行施工，包括以下步骤：

a)、将地下连续墙施工设备入槽铣削，铣削轮22、22’转动对待铣削的槽孔一侧进行第一次铣削，直到支撑架21、21’顶到下岩层或土层；

b)、将地下连续墙施工设备提出槽孔，旋转支撑轴4，使得活动支腿23、23’位于第一次铣削处，铣削轮22、22’位于待铣削的槽孔另一侧进行第二次铣削，待铣削的槽孔另一侧为步骤a)中待铣削的槽孔一侧的相对一侧；

c)、重复步骤b)，直到达到设定的槽孔深度后停止。

步骤c)连续性铣削施工过程可参照图4、图5，图中4所示，待铣削的岩土层6，图5中P1表示已经完成的第一次铣削，P2表示导向架1旋转180°之后将要进行的第二次铣削，此时活动支腿23、23’支撑在P1的底部断面61上，铣削轮22、22’开始铣削P2部分，直到支撑架21、21’中的任何一个顶到已铣削断面61上，此时无法进一步向下铣削，P2部分铣削完成，需要将导向架11提出槽孔旋转180°之后，对待铣削断面62进行第三次铣销P3、第四次铣销P4，如此重复，直到达到槽孔深度为止。

具体操作时，在步骤a)至c)中，设置的活动支腿23、23’的位置根据待铣削的槽孔宽度进行的调节，具体的调节是包括活动支腿的伸缩调节，也可以是沿铣削轮的转动方向移动或沿铣削轮轴线方向移动，最终的目的使得支撑架21、21’两侧的支撑力相互平衡即可。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种地下连续墙施工设备，其特征在于，包括：

导向架，设置于所述导向架上方用于回转所述导向架的支撑轴，以及至少一个设置于所述导向架下方用于铣削岩土的铣削装置；

所述铣削装置包括支撑架，以及分设于所述支撑架两侧的铣削轮和可以进行调节的活动支腿。

2.根据权利要求1所述的地下连续墙施工设备，其特征在于：

所述铣削装置还包括一支撑件，所述支撑件位于背向所述铣削轮一侧的所述支撑架上，且与所述支撑架之间设有一弹性元件，用于抵消所述铣削轮铣削过程中沿所述铣削轮轴线方向产生的力；

当所述弹性元件处于压缩状态下，所述支撑件与所述支撑架之间的距离变小；

当所述弹性元件处于自由状态下，所述所述支撑件与所述支撑架之间的距离变大。

3.根据权利要求2所述的地下连续墙施工设备，其特征在于：

所述铣削装置的宽度大于待铣削的槽孔宽度；

和/或；

所述铣削轮的宽度大于待铣削的槽孔1/2宽度。

4.根据权利要求1所述的地下连续墙施工设备，其特征在于：

所述铣削装置还包括一用于驱动所述铣削轮转动的驱动装置，所述驱动装置设置于所述支撑架上；

和/或；

所述的活动支腿由油缸驱动。

5.根据权利要求1-4任一项所述的地下连续墙施工设备，其特征在于：

所述铣削装置的数量为两个，两个所述铣削装置并排设置在所述导向架下方，使两个所述铣削装置中的所述铣削轮位于同一侧，且两个所述铣削轮反向旋转。

6.根据权利要求5所述的地下连续墙施工设备，其特征在于：

所述导向架上还设置一泥浆泵，所述泥浆泵位于两个所述铣削装置上方，且两个所述铣削装置分设在所述泥浆泵的进浆口两侧。

7.根据权利要求1所述的地下连续墙施工设备，其特征在于：

所述导向架上还设置多个纠偏装置，多个所述纠偏装置分设在所述导向架的四侧壁上，用于多个方向调节所述导向架使其在垂直方向上平衡。

8.根据权利要求1所述的地下连续墙施工设备，其特征在于：

所述导向架的回转角度为180°。

9.一种施工方法，其特征在于：应用上述权利要求1-8中任一项所述的地下连续墙施工设备进行施工，包括以下步骤：

a)、将地下连续墙施工设备入槽铣削，铣削轮转动对待铣削的槽孔一侧进行第一次铣削，直到支撑架顶到下岩层或土层；

b)、将地下连续墙施工设备提出槽孔，旋转支撑轴，使得活动支腿位于第一次铣削处，铣削轮位于待铣削的槽孔另一侧进行第二次铣削，所述待铣削的槽孔另一侧为步骤a)中所述待铣削的槽孔一侧的相对一侧；

c)、重复步骤b)，直到达到设定的槽孔深度后停止。

10.根据权利要求9所述的施工方法，其特征在于：

在步骤a)至c)中，所述活动支腿的位置根据待铣削的槽孔宽度进行调节，所述调节包括所述活动支腿的伸缩调节，或沿所述铣削轮的转动方向调节，或沿所述铣削轮的轴线方向调节，使得所述铣削装置两侧的力平衡。