CN109958118A - 溶洞探测和预处理施工平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种溶洞探测和预处理施工平台,包括水平放置的平台,在平台上开设有多个开口,在每个开口内竖直穿过一个桩腿,桩腿包括竖向穿过开口的立柱、连接于立柱顶部的横梁,以及连接于立柱底部的桩靴;在横梁和平台之间设置有第一滑轮和第二滑轮,第一滑轮顶部固定于横梁底部的第一吊耳,第二滑轮底部连接于平台上的第二吊耳;在平台上设置有第一卷扬机和第二卷扬机,第一卷扬机绕设于第一滑轮和第二滑轮后连接于第二滑轮底部,第二卷扬机连接于位于桩靴顶面的第三吊耳;通过第一卷扬机和第二卷扬机可实现平台的固定,从而提高溶洞探测和预处理的精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种在浅海或内河进行隧道、桥梁等相关施工的装备,更具体地说,涉及一种溶洞探测和预处理施工平台。
背景技术
在浅海或内河进行隧道、桥梁等相关海事施工时,因有溶洞的存在,给盾构等施工带来重大风险,容易造成冒顶、透水等危险,为安全施工,需要预先在施工区域(河底)进行钻孔,将超声波探头放入钻孔中,用超声波探测溶洞位置及大小,再进行混凝土填充处理,要求钻孔位置精度高,钻孔密集,数量较大。目前浅海(内河)溶洞探测、预处理施工多采用勘测船,或在驳船上架设临时钻机,探测和预处理溶洞,勘测船和驳船漂浮在水面,相对钻孔位置有一定三维运动,不具备高精度钻孔要求,勘测船和驳船无法满足快速密集钻孔,混凝土搅拌也无法在勘测船和驳船上进行,还需要其他辅助装备和运输装备。急需一种专用浅海(内河)溶洞探测、预处理施工专用平台装备,来解决上述问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种溶洞探测和预处理施工平台,以解决背景技术中提到的问题。
为了达到上述目的,本发明采取以下技术方案:
一种溶洞探测和预处理施工平台,包括水平放置的平台,在平台上开设有多个开口,在每个开口内竖直穿过一个桩腿,桩腿包括:
竖向穿过开口的立柱、连接于立柱顶部的横梁,以及连接于立柱底部的桩靴;横梁和桩靴分别位于平台的两侧,且横梁和桩靴的面积均大于开口的面积;
横梁的底面固定有第一吊耳,平台的顶面固定有第二吊耳,桩靴的顶面固定有第三吊耳;第一吊耳和第二吊耳之间设置有一个滑轮组,滑轮组包括位于上部的第一滑轮和位于下部的第二滑轮;第一滑轮的底部设置有第一吊钩,第二滑轮的底部设置有第二吊钩;第一滑轮的顶部还设置有第三吊钩,第三吊钩固定于第一吊耳;
在平台上固定有第一卷扬机和第二卷扬机,第一卷扬机引出第一钢丝绳依次绕设于第一滑轮和第二滑轮后系于第一吊钩;第二卷扬机引出第二钢丝绳系于第三吊耳;
第二吊钩通过拉紧的第三钢丝绳连接于第二吊耳;
平台上还固定铺设有多个相互平行的滑道组,每个滑道组由两条相互平行的滑道组成;每个滑道包括水平固定于平台的滑道底板、分别竖直连接于滑道底板两侧的两个滑道侧板,以及分别从两个滑道侧板的顶端往外侧水平延伸的两个滑道顶板;
滑道组上搭设有框架,框架包括相互连接形成矩形的两个框架侧板和两个框架转轴,两个框架侧板为矩形的对边且与滑道平行;两个框架侧板的间距大于同一滑道组内的两个滑道间的间距;在框架转轴与框架侧板的连接处设置有可转动框架转轴的旋转手柄;
每个框架转轴上均穿设固定有两个限位滑块,限位滑块包括水平放置于滑道顶板上方的滑块顶板、被框架转轴穿透且分别竖直连接于滑块顶板两侧的两个滑块侧板,以及分别从两个滑块侧板的底部向内侧延伸至滑道顶板下方的两个滑块底板;
在滑块顶板和滑道底板之间设置有固定于框架转轴的滚轮支撑耳板,滚轮支撑耳板的底部设置有滚轮转轴,滚轮转轴上设置有可绕滚轮转轴转动的滚轮;
当滚轮支撑耳板竖立时,滚轮底部接触滑道底板的顶面,滑块顶板和滑块底板均与滑道顶板之间留有间隙;
当滚轮支撑耳板水平时,滚轮底部离开滑道底部,且滑块顶板与滑道顶板接触;
穿透滑块底板还设置有竖直朝向滑道顶板的锁紧顶丝;
框架上固定有支撑架,支撑架内固定有钻机;位于同一滑道组内的两条滑道之间开设有平行于滑道的且穿透平台细长条钻口;
在平台上还固定有第三卷扬机,第三卷扬机引出缆绳连接于一个锚。
优选的,平台为三角形平台,且开口的数量有三个,三个开口分别位于平台的三个角。
优选的,围绕平台的边缘设置有安全栏杆。
优选的,立柱包括多条平行且沿竖向延伸的竖向钢管,竖向钢管的两端分别连接于横梁和桩靴;竖向钢管上连接有多组竖向排列的水平钢管组,每组水平钢管组包括多条位于同一水平面内的水平钢管,水平钢管连接于多条竖向钢管之间;
处于同一水平钢管组内的水平钢管之间连接有加强钢管,处于相邻水平钢管组内的水平钢管之间连接有斜向钢管。
优选的,平台在开口内壁固定有第一导向滚轮,立柱紧贴于第一导向滚轮;立柱内设置有第二导向滚轮,第二钢丝绳搭设于第二导向滚轮。
优选的,横梁内设置有横梁导管,横梁导管的底端从横梁的底面钻出,横梁导管的顶端从横梁的侧壁钻出且横梁导管的顶端连接于一个高气压空气连接软管的一端,高气压空气连接软管的另一端连接于一个空气压缩机,空气压缩机固定于平台;
桩靴内设置有桩靴导管,桩靴导管的顶端从桩靴的顶面钻出;桩靴导管的底端连接于多个支管,多个支管从桩靴的侧面和底面钻出;
立柱内竖直设置有高气压空气导管,高气压空气导管的顶端连接于横梁导管的底端,高气压空气导管的底端连接于桩靴导管的顶端。
优选的,滑道组设置四组。
优选的,旋转手柄的顶端到框架转轴的距离大于滚轮转轴到框架转轴的距离。
优选的,第三卷扬机设置四个,其中两个第三卷扬机位于平台的一个角,另外两个第三卷扬机分别位于平台的另外两个角。
优选的,平台的侧壁固定有用于防止锚晃动的锚限位装置。
本发明的优点在于,采取可升降平台的方式,可以通过平台上的第一卷扬机和第二卷扬机非常方便地控制平台的升起和降落,而不需要借助外力;当平台升起并通过桩腿保持固定于水面上方的时候,平台非常稳定,从而提高对于溶洞的探测和预处理的精度;当需要移动平台到其他地点进行探测时,可通过控制平台降落及提升桩腿使平台漂浮,而后通过小船将锚放于移动方向,并对第三卷扬机进行收绳实现平台的移动;除此之外,通过设置可滑移的钻机,可实现一个锚位多个孔的快速钻孔,且滑移过程不需要设置吊车,仅靠人力或增设卷扬机即可轻松移动钻机。
附图说明
图1是本发明平台处于站桩状态的立体图;
图2是本发明平台处于收桩状态的立体图;
图3是本发明平台的侧视图;
图4是图3中方框A处的放大图;
图5是图3中方框B处的放大图;
图6是固定状态下的可滑移钻机的结构示意图;
图7是滑动状态下的可滑移钻机的结构示意图;
图8是滑道、框架及限位滑块的示意图;
图9是框架的示意图;
图10是图1中方框C处的放大图。
图中:
1、平台,15、维修区,16、橡胶护舷,17、安全栏杆,18、滑道,19、砂石料堆放区域;
21、桩靴,22、立柱,220、竖向钢管,221、水平钢管,222、斜向钢管, 23、横梁,24、高气压空气导管,241、支管,242、高气压空气连接软管,243、空气压缩机,244、高气压空气分配管,25、第三吊耳,26、第一吊耳,27、第二吊耳;
31、第一卷扬机,32、第二卷扬机,33、滑轮组,36、第一钢丝绳,37、第二钢丝绳;
4、吊车;
51、第三卷扬机,52、缆绳,53、锚,54、锚限位装置;
61、钻机,62、支撑架,63、框架,64、滑道顶板,65、滑道侧板,631、框架侧板,632、框架转轴,633、限位滑块,634、旋转手柄,635、滚轮支撑耳板,636、滚轮,637、锁紧顶丝,638、滚轮转轴;
71、混凝土搅拌机,72、泥浆池,73、泥浆泵;
91、发电机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作描述。
如图1至图5所示,本发明一种溶洞探测和预处理施工平台,包括水平放置的平台1,在平台1上开设有多个开口,在每个开口内竖直穿过一个桩腿;原则上桩腿只要能够保证平台1的站立就可以,如此一来就有很多种方案,比如采取一个正方形平台1,在四个角设置开口进而设置桩腿,或三角形平台1,在三个角设立桩腿。这里采取后者,即:平台1为三角形平台,且开口的数量有三个,分别位于平台1的三个角;这样一来既可以保持平移站桩转台下的稳定又节省平台用料以及开口和桩腿的数量;
接下来重点描述桩腿,重点参照图3至图5。
桩腿包括:
竖向穿过开口的立柱22、连接于立柱22顶部的横梁23,以及连接于立柱 22底部的桩靴21;横梁23和桩靴21分别位于平台1的两侧,且横梁23和桩靴21的面积均大于开口的面积,如此一来横梁23和桩靴21就能够保证立柱22 一直处于开口内不脱落;
立柱22可采取下面这种桁架的形式:立柱22包括多条平行且沿竖向延伸的竖向钢管220,竖向钢管220的两端分别连接于横梁23和桩靴21;竖向钢管 220上连接有多组竖向排列的水平钢管组,每组水平钢管组包括多条位于同一水平面内的水平钢管221,水平钢管221连接于多条竖向钢管220之间;
处于同一水平钢管组内的水平钢管221之间连接有加强钢管(图中未显示出),处于相邻水平钢管组内的水平钢管221之间连接有斜向钢管222。
为了让桩腿能够上下移动,从而实现平台1的站桩和收桩(漂浮)状态,采取卷扬机的方式实现,具体如下:
横梁23的底面固定有第一吊耳26,平台1的顶面固定有第二吊耳27,桩靴21的顶面固定有第三吊耳25;第一吊耳26和第二吊耳27之间设置有一个滑轮组33,滑轮组33包括位于上部的第一滑轮和位于下部的第二滑轮;第一滑轮的底部设置有第一吊钩,第二滑轮的底部设置有第二吊钩;第一滑轮的顶部还设置有第三吊钩,第三吊钩固定于第一吊耳26;
在平台1上固定有第一卷扬机31和第二卷扬机32,第一卷扬机32引出第一钢丝绳36依次绕设于第一滑轮和第二滑轮后系于第一吊钩;第二卷扬机32 引出第二钢丝绳37系于第三吊耳25;
第二吊钩通过拉紧的第三钢丝绳连接于第二吊耳27;
采取了这样的结构后,通过第一卷扬机31的收绳,就可以让滑轮组33内的两个滑轮距离缩短,从而通过第一吊耳26带动桩腿往下移并插入水底,桩腿固定后还会使平台1进一步上升从而完全处于水面上,以方便平台1上的精细施工,此时达到站桩状态,如图1所示;
通过第二卷扬机32的收绳(此时第一卷扬机31放绳)就可以拉动第三吊耳25,从而先是使平台1下落,进而带动桩腿上移,使平台1最终处于收桩或者说漂浮的状态,便于对平台1位置的移动;此时处于收桩状态,如图2所示。
为了让整个立桩和收桩的过程更加顺畅安全,可以采取下面两种改进:
在开口内壁固定有第一导向滚轮636,立柱22紧贴于第一导向滚轮636,从而通过第一导向滚轮636的滚动让立柱22的运动更加顺畅;立柱22内设置有第二导向滚轮636,第二钢丝绳37搭设于第二导向滚轮636,从而让第二导向轮的滚动让第二钢丝绳37的运动更加顺畅。
除此之外,在收桩的过程中,或许会遇到桩靴21嵌入淤泥中不容易拔出的问题,因此还可以采取高压空气吹散污泥的方式解决这个问题,具体如下:
横梁23内设置有横梁导管,横梁导管的底端从横梁23的底面钻出,横梁导管的顶端从横梁23的侧壁钻出且横梁导管的顶端连接于一个高气压空气连接软管242的一端,高气压空气连接软管242的另一端连接于一个空气压缩机243,空气压缩机243固定于平台1;
桩靴21内设置有桩靴导管,桩靴导管的顶端从桩靴21的顶面钻出;桩靴导管的底端连接于多个支管241,多个支管241从桩靴21的侧面和底面钻出;
立柱22内竖直设置有高气压空气导管24,高气压空气导管24的顶端连接于横梁导管的底端,高气压空气导管24的底端连接于桩靴导管的顶端。
如此一来,当桩靴21嵌入淤泥时,通过空气压缩机243输送高压空气至桩靴21内的多个支管241,高压空气就会通过支管241吹到陷入淤泥的桩靴21外侧,将淤泥吹散从而便于收桩。
空气压缩机243若安置在其中一个桩腿附近,则空气压缩机243可和这个桩腿的横梁导管通过高气压空气连接软管242直接连接,但对于较远的桩腿,这种连接方式就得通过一段平台距离,这段平台距离若采用硬管(即图中的高气压空气分配管244)连接较好;具体如下:将空气压缩机243和高气压空气分配管244的一端连接,高气压空气分配管244紧贴平台1直至另一端到达一个较远桩腿后与设置于该桩腿的高气压空气连接软管242连接,高气压空气连接软管242进而连接于该桩腿的横梁导管;高气压空气分配管244采取硬管一方面坚固可靠,另一方面防止踩踏变形等阻塞高压空气。
从以上所述可知,平台1可代替原来的船舶进行溶洞的探测和回填的作用,平台1上可以配备用于进行溶洞探测和回填的各个设备,图1中示出了其中一部分设备,比如起钻孔作用的钻机61,起回填作用的混凝土搅拌机71、泥浆池 72和泥浆泵73,起吊运货物作用的吊车4,起发电作用的发电机91;平台1上还划分出砂石料堆放区域19、维修区15等。
这其中,为了让钻机61在平台1上既能够顺畅滑移,又能够在使用时固定,从而更加利于钻机61加工的便捷性和稳定性,特别设计了以下各个装置:
如图1以及图6至图9所示,平台1上还固定铺设有多个相互平行的滑道组,每个滑道组由两条相互平行的滑道18组成;每个滑道18包括水平固定于平台1的滑道底板、分别竖直连接于滑道底板两侧的两个滑道侧板65,以及分别从两个滑道侧板65的顶端往外侧水平延伸的两个滑道顶板64;
滑道组上搭设有框架63,框架63包括相互连接形成矩形的两个框架侧板 631和两个框架转轴632,两个框架侧板631为矩形的对边且与滑道18平行;两个框架侧板631的间距大于同一滑道组内的两个滑道18间的间距;在框架转轴632与框架侧板631的连接处设置有可转动框架转轴632的旋转手柄634;
每个框架转轴632上均穿设固定有两个限位滑块633,限位滑块633包括水平放置于滑道顶板64上方的滑块顶板、被框架转轴632穿透且分别竖直连接于滑块顶板两侧的两个滑块侧板,以及分别从两个滑块侧板的底部向内侧延伸至滑道顶板64下方的两个滑块底板;
在滑块顶板和滑道底板之间设置有固定于框架转轴632的滚轮支撑耳板 635,滚轮支撑耳板635的底部设置有滚轮转轴638,滚轮转轴638上设置有可绕滚轮转轴638转动的滚轮636;
当滚轮支撑耳板635竖立时,滚轮636底部接触滑道底板的顶面,滑块顶板和滑块底板均与滑道顶板64之间留有间隙,从而滚轮636是可沿着滑道18 滚动并带动框架63移动的;而滚轮支撑耳板635的竖立可通过旋转手柄634转动框架转轴632,进而转动滚轮支撑耳板635实现;
当滚轮支撑耳板635水平时,滚轮636底部离开滑道18底部,且滑块顶板与滑道顶板64接触,从而可利用摩擦力固定框架63;而滚轮支撑耳板635的水平可通过旋转手柄634转动框架转轴632,进而转动滚轮支撑耳板635实现;
为了让框架63的固定更牢固,穿透滑块底板还设置有竖直朝向滑道顶板64 的锁紧顶丝637,当需要固定时拧紧锁紧顶丝637即可;
框架63上固定有支撑架62,支撑架62内固定有钻机61,如此一来就可以通过框架63的移动和固定控制钻机61的移动和固定;位于同一滑道组内的两条滑道18之间开设有平行于滑道18且穿透平台1的细长条钻口,钻机61透过细长条钻口对河底的施工区域进行钻孔以及超声波检测;钻孔时将钻机61固定,该处钻孔结束时滑移钻机61即可对另一处进行钻孔,钻孔效率非常之高。
对于滑道组,可选择为四组;为了让框架转轴632的转动更省力,令旋转手柄634的顶端到框架转轴632的距离大于滚轮转轴638到框架转轴632的距离,从而利用杠杆原理省力。
接下来,为了让平台1可在水面上移动从而适用于不同地点的溶洞探测,如图1和图10所示,在平台1上还固定有第三卷扬机51,第三卷扬机51引出缆绳52连接于一个锚53;当需要将平台1往某方向移动时,利用小船将锚53 预先放至该方向岸边或水底固定,然后令第三卷扬机51收绳,从而可带动平台 1往该方向移动。作为一项改进,为了让锚53收回后不在平台1侧壁晃动,可在平台1的侧壁固定设置用于防止锚53晃动的锚限位装置54。
第三卷扬机51可设置四个,其中两个第三卷扬机51位于平台1的一个角,另外两个第三卷扬机51分别位于平台1的另外两个角。
除此之外,对于该平台1还有以下改进:围绕平台1的边缘设置有安全栏杆17,以防止人员和物品掉落;在平台1侧壁还固定有橡胶护舷16,用以吸收平台1靠岸时或邻近其他平台1、船舶时可能产生的碰撞能量,保护平台1免受损坏。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种溶洞探测和预处理施工平台,其特征在于,包括水平放置的平台,在所述平台上开设有多个开口,在每个所述开口内竖直穿过一个桩腿,所述桩腿包括:
竖向穿过所述开口的立柱、连接于所述立柱顶部的横梁,以及连接于所述立柱底部的桩靴;所述横梁和所述桩靴分别位于所述平台的两侧,且所述横梁和所述桩靴的面积均大于所述开口的面积;
所述横梁的底面固定有第一吊耳,所述平台的顶面固定有第二吊耳,所述桩靴的顶面固定有第三吊耳;所述第一吊耳和所述第二吊耳之间设置有一个滑轮组,所述滑轮组包括位于上部的第一滑轮和位于下部的第二滑轮;所述第一滑轮的底部设置有第一吊钩,所述第二滑轮的底部设置有第二吊钩;所述第一滑轮的顶部还设置有第三吊钩,所述第三吊钩固定于所述第一吊耳;
在所述平台上固定有第一卷扬机和第二卷扬机,所述第一卷扬机引出第一钢丝绳依次绕设于所述第一滑轮和所述第二滑轮后系于所述第一吊钩;所述第二卷扬机引出第二钢丝绳系于所述第三吊耳;
所述第二吊钩通过拉紧的第三钢丝绳连接于所述第二吊耳。
2.根据权利要求1所述溶洞探测和预处理施工平台,其特征在于,围绕所述平台的边缘设置有安全栏杆。
3.根据权利要求1所述溶洞探测和预处理施工平台,其特征在于,所述立柱包括多条平行且沿竖向延伸的竖向钢管,所述竖向钢管的两端分别连接于所述横梁和所述桩靴;所述竖向钢管上连接有多组竖向排列的水平钢管组,每组所述水平钢管组包括多条位于同一水平面内的水平钢管,所述水平钢管连接于多条所述竖向钢管之间;
处于同一所述水平钢管组内的所述水平钢管之间连接有加强钢管,处于相邻所述水平钢管组内的所述水平钢管之间连接有斜向钢管。
4.根据权利要求1所述溶洞探测和预处理施工平台,其特征在于,所述平台在所述开口内壁固定有第一导向滚轮,所述立柱紧贴于所述第一导向滚轮;所述立柱内设置有第二导向滚轮,所述第二钢丝绳搭设于所述第二导向滚轮。
5.根据权利要求1所述溶洞探测和预处理施工平台,其特征在于,所述横梁内设置有横梁导管,所述横梁导管的底端从所述横梁的底面钻出,所述横梁导管的顶端从所述横梁的侧壁钻出且所述横梁导管的顶端连接于一个高气压空气连接软管的一端,所述高气压空气连接软管的另一端连接于一个空气压缩机,所述空气压缩机固定于所述平台;
所述桩靴内设置有桩靴导管,所述桩靴导管的顶端从所述桩靴的顶面钻出;所述桩靴导管的底端连接于多个支管,多个所述支管从所述桩靴的侧面和底面钻出;
所述立柱内竖直设置有高气压空气导管,所述高气压空气导管的顶端连接于所述横梁导管的底端,所述高气压空气导管的底端连接于所述桩靴导管的顶端。
6.根据权利要求1至5任一所述溶洞探测和预处理施工平台,其特征在于,所述平台为三角形平台,且所述开口的数量有三个,三个所述开口分别位于所述平台的三个角。
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