CN110761347A - 流动化土施工设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种流动化土施工设备，包括：行走机构；挖掘挤压装置,用于挖取待施工处的泥土并将其破碎,挖掘挤压装置设置于行走机构的一端；搅拌装置,用于搅拌破碎的泥土和辅料形成流动化土，搅拌装置设置于行走机构的另一端；螺旋输送装置，用于将挖掘挤压装置挖取并破碎的泥土输送至搅拌装置，螺旋输送装置设置于行走机构上，且螺旋输送装置位于挖掘挤压装置和搅拌装置之间；以及浇筑装置，用于将搅拌装置中搅拌完成的流动化土浇筑至待施工处，浇筑装置连接于搅拌装置。通过将行走机构与各装置进行整合，上述流动化土施工设备能够独立完成流动化土从制备到浇筑的完整的施工流程，且能进行连续回填作业，无需较多的人工干预，提高了施工效率。

Description

流动化土施工设备

技术领域

本发明属于流动化土施工的技术领域，更具体地说，是涉及一种流动化土施工设备。

背景技术

目前，钢板桩支护是城市管道、隧道等条形浅基坑支护的最佳选择，当管涵铺设完毕后，需要对管网基槽进行回填，回填材料的质量对管道的安全性具有重要影响，涉及到基础承载力、沉降控制等方面。现阶段常用回填材料是砂性土或砂石材料，但是在沟槽工作面狭窄、只能采用小型压实机械或人工碾压时，回填材料的压实度常常不能满足要求，管道的腋角也常常是压实的盲区。回填材料在水密法压实和钢板桩拔桩时，容易产生变形和扰动破坏，诱发管道基础沉降。

流动化土是一种自找平、自压实，具有一定强度的材料，可替代常规砂性材料，自流化土在管网基槽开挖后回填时，其施工方法类似水泥砂浆，硬化后的性能类似或优于压实粘土。采用流动化土能有效克服常规砂性回填物料在窨井周边、桥台背、挡土墙背、狭窄管线等处难以压实的缺点。为了实现土方平衡，解决管网基槽开挖时土方外运的难题，一般于施工现场使用管网基槽开挖时堆叠的泥土来制备流动化土，再将制备好的流动化土直接浇筑回填至管网基槽中，但在上述施工过程中，现有设备难以独立完成整个流动化土从制备到浇筑的施工流程，而需要人力辅助，导致施工效率不佳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种流动化土施工设备，旨在解决现有的设备难以独立完成整个流动化土从制备到浇筑的施工流程，而需要人为辅助进行施工，导致施工效率不佳的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种流动化土施工设备，包括：

行走机构；

挖掘挤压装置,用于挖取待施工处的泥土并将其挤压破碎,挖掘挤压装置设置于行走机构的一端；

搅拌装置,用于搅拌破碎的泥土和辅料形成流动化土，搅拌装置设置于行走机构的另一端；

螺旋输送装置，用于将挖掘挤压装置挖取并破碎的泥土输送至搅拌装置，并在输送过程中对泥土进行再次破碎，螺旋输送装置设置于行走机构上，且螺旋输送装置位于挖掘挤压装置和搅拌装置之间；

浇筑装置，用于将搅拌装置中搅拌完成的流动化土浇筑至待施工处，浇筑装置连接于搅拌装置。

在其中一个实施例中，行走机构包括车架、行进轮组、行进履带、传动单元及动力单元，行进轮组设置于车架的相对两侧，行进履带套设于行进轮组上，传动单元设置于车架上并与行进轮组及动力部分别传动连接。

在其中一个实施例中，挖掘挤压装置包括回转支承机构、挖掘臂组件及挤压挖斗，回转支承机构设置于车架上，挖掘臂组件的一端与回转支承机构连接，另一端与挤压挖斗连接。

在其中一个实施例中，挖掘臂组件包括动臂、动臂油缸、斗杠、斗杠油缸、挖斗臂、挖斗油缸、摇杆及连杆，动臂、斗杠、挖斗臂、摇杆及连杆依次转动连接，动臂设置于回转支承机构上，连杆连接固定挤压挖斗，动臂油缸设于动臂并传动连接斗杠，斗杠油缸设于斗杆上并传动连接挖斗臂，挖斗油缸设于挖斗臂上并传动连接摇杆。

在其中一个实施例中，搅拌装置包括搅拌舱、搅拌驱动单元、搅拌单元，以及削切单元，搅拌舱设置于车架上，搅拌单元和削切单元设置于搅拌舱内，搅拌驱动单元设置于搅拌舱上，并分别传动连接搅拌单元和削切单元。

在其中一个实施例中，搅拌装置还包括用于在搅拌过程中刮除粘附于搅拌舱内壁上泥土的刮料单元，刮料单元设于搅拌舱内部，且搅拌驱动单元传动连接刮料单元。

在其中一个实施例中，浇筑装置包括溜槽及伸缩油缸，溜槽转动连接于车架的底部，伸缩油缸设于车架底部并传动连接溜槽，溜槽包括第一槽体、第二槽体及溜槽油缸，第一槽体及第二槽体沿轴向方向重叠设置，溜槽油缸设于第一槽体及第二槽体之间，并分别连接第一槽体及第二槽体；

搅拌舱的底部设有卸料部，卸料部伸入第一槽体内，以与溜槽形成对接。

在其中一个实施例中，螺旋输送装置包括输送槽、进料部、出料部、盖板、转轴、螺旋叶片以及输送驱动单元，输送槽设置于车架上，进料部及出料部沿输送槽的输送方向设于输送槽相对的两端，转轴设置于输送槽内并沿其轴向延伸分布，螺旋叶片设置于转轴上，盖板封盖于输送槽上，输送驱动单元设置于输送槽外部的一端并传动连接转轴。

在其中一个实施例中，进料部沿进料方向分别开设有上端开口及下端开口，上端开口的尺寸大于下端开口的尺寸。

在其中一个实施例中，进料部及出料部分别设于输送槽相对的上侧及下侧，搅拌舱的顶部开设有进料区，进料区与出料口正对设置。

本发明提供的流动化土施工设备的有益效果在于：将行走机构、挖掘挤压装置、螺旋输送装置、搅拌装置及浇筑装置整合成一整体设备，在施工过程中，通过挖掘破碎即可挖取管网基槽开挖后遗留的泥土，并进一步对泥土进行破碎处理，然后经由螺旋输送装置进行二次破碎后并输送至搅拌装置中与其余配料一同搅拌制备成流动化土，最后使用浇筑装置浇筑至管网基槽中，且设有行走机构使得整体设备可以在施工区域内进行移动，实现管网基槽的连续回填作业，上述流动化土施工设备能够独立完成流动化土从制备到浇筑的完整的施工流程，无需较多的人工干预，提高了施工效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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。

图1为本发明一实施例提供的流动化土施工设备整体结构示意图；

图2为图1所示流动化土施工设备的行走机构结构示意图；

图3为图1所示流动化土施工设备的挖掘挤压装置结构示意图；

图4为图3所示挖掘挤压装置中挖掘臂组件具体结构示意图；

图5为图1所示流动化土施工设备的搅拌装置内部结构示意图；

图6为图5所示搅拌装置俯视示意图；

图7为图1所示流动化土施工设备的浇筑装置结构示意图；

图8为图1所示流动化土施工设备的螺旋输送装置结构示意图。

图中：100、螺旋输送装置；110、车架；120、行进轮组；130、行进履带；140、传动单元；150、动力单元；200、挖掘挤压装置；210、回转支承机构；220、挖掘臂组件；221、动臂；222、动臂油缸；223、斗杆；224、斗杆油缸；225、挤压挖斗臂；226、挤压挖斗油缸；227、摇杆；228、连杆；230、挤压挖斗；300、搅拌装置；310、搅拌舱；315、进料区；316、卸料部；320、搅拌驱动单元；330、搅拌单元；340、削切单元；350、舱盖；400、浇筑装置；410、溜槽；420、伸缩油缸；421、固定部；422、活动部；500、螺旋输送装置；510输送槽；520、进料部；530、出料部；540、盖板；550、转轴；560、螺旋叶片；570、输送驱动单元。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1，现对本发明一实施例提供的流动化土施工设备进行说明。该流动化土施工设备包括行走机构100、挖掘挤压装置200、搅拌装置300、浇筑装置400及螺旋输送装置500，挖掘挤压装置200和搅拌装置300分别设置于行走机构100上的相对两端，螺旋输送装置500设于挖掘挤压装置200及搅拌装置300之间，浇筑装置400连接于搅拌装置300，其中，挖掘挤压装置20用于挖取待施工处的泥土并将其破碎，螺旋输送装置500用于将上述破碎后的泥土输送至搅拌装置300中，与其余辅料(水、早强剂、固化剂、水泥等)一同搅拌后制成流动化土，并经由浇筑装置400对待施工处进行浇筑回填。

上述流动化土施工设备，对行走机构100、挖掘挤压装置200、搅拌装置300、浇筑装置400及螺旋输送装置500进行整合成为一体设备结构，在建设管网工程，使用流动化土对管网基槽进行浇筑回填的施工过程中，可以先通过挖掘挤压装置200挖取管网基槽开挖后遗留堆叠于管网基槽周边泥土，并对挖取的泥土进行挤压破碎后形成小粒径土料，便于放入螺旋输送装置500中进行输送，且螺旋输送装置500在输送过程中能够对泥土进行二次破碎，并输送至搅拌装置300中与其余辅料一同搅拌即可制成流动化土，最终通过浇筑装置400将制成的流动化土浇筑回填至管网基槽中，且通过行走机构100在施工区域进行移动，使得流动化土施工设备可以进行连续浇筑回填。可以看出，本发明提供的流动化土施工设备能够独立完成流动化土从制备到浇筑的整体施工流程，相对较少需要人工干预，提升了使用流动化土回填管网基槽的整体施工效率及效果。

进一步地，请一并参阅图1及图2，在本实施例中，上述行走机构100包括车架110、行进轮组120、进行履带130、传动单元140、动力单元150，行进轮组120设置于车架110相对两侧，且进行履带130套设于行进轮组120上，传动单元140及动力单元150均设置于车架110上，传动单元140分别传动连接行进轮组120及动力单元150，用于传递动力单元150的动力使得行进轮组120转动，相应带动进行履带130运动，以此移动整个流动化土施工设备。在本实施例中，传动单元140及动力单元150置于车架110外部，在其它一些实施例中，传动机构120也可以设置于车架110内部，此外，行进履带130相比于传统的轮式行走结构，更能适应复杂的施工工地环境，提升流动化土施工设备行驶的稳定性。

进一步地，请参阅图3及图4，上述挖掘挤压装置200包括回转支承机构210、挖掘臂组件220及挤压挖斗230，回转支承机构210设置于车架110上，挖掘臂组件220的一端连接于回转支承机构210上，以通过回转支承机构210在车架110上沿回转支承机构210设置面360°转动，提升挖掘臂组件220的运动范围，挖掘臂组件220的另一端连接固定挤压挖斗230，挤压挖斗230用于挖取泥土的同时对泥土进行挤压破碎处理，形成小粒径土料进入后续的螺旋输送装置500中。在本实施例中，挤压挖斗230包括挖斗本体(图未标示)，及设于挖斗本体上的螺旋挤压叶片(图未标示)以及传动连接螺旋挤压叶片的挤压油缸(图未示意)，当挖斗本体挖取泥土后，螺旋挤压叶片通过挤压油缸的传动即可对泥土进行挤压破碎，形成小粒径土料。

具体地，上述回转支承机构210设于车架110上表面的一端，并传动连接上述传动单元140，也即动力单元150可分别对行进轮组120以及回转支承机构210提供动力。本实施例中螺旋挤压叶片235为带有转动轴的轴式螺旋结构，挖掘臂组件220包括动臂221、动臂油缸222、斗杠223、斗杠油缸224、挖斗臂225、挖斗油缸226、摇杆227及连杆228，其中动臂221的一端通过法兰(图未示意)连接于回转支承机构210上，另一端与斗杆223、挖斗臂225、摇杆227及连杆228依次转动连接，挤压挖斗230与连杆228连接固定，动臂油缸222设于动臂221并传动连接斗杠223，斗杠油缸224设于斗杆223上并传动连接挖斗臂225上，挖斗油缸226设于挤压挖斗臂225上并传动连接摇杆227。

进一步地，请参阅图5及图6，上述搅拌装置300包括搅拌舱310、搅拌驱动单元320、搅拌单元330及削切单元340，搅拌舱310安装于上述车架110相对于回转支承结构210的另一端，搅拌驱动单元320安装于搅拌舱310上，搅拌单元330及削切单元340均设于搅拌舱310内，且搅拌驱动单元320分别传动连接搅拌单元330及削切单元340，搅拌单元330用于对搅拌舱310内泥土进行搅拌，削切单元340用于在搅拌过程中对泥土进行削切打散，防止泥土粘结成团，出现搅拌不均的问题。

更进一步地，上述搅拌装置300还包括刮料单元(图未示意)，该刮料单元设于搅拌舱310内部，且搅拌驱动单元320传动连接刮料单元，以通过刮料单元刮除粘附于搅拌舱310内壁上的泥土。

具体地，上述搅拌单元330包括与搅拌驱动单元320连接的搅拌臂(图未标示)，及设于搅拌臂上的搅拌叶片(图未标示)，削切单元包括连接于搅拌驱动单元320上的削切棒(图未标示)，刮料单元包括与搅拌驱动单元320连接的刮料臂及设于刮料臂上与搅拌舱310内壁相邻的刮料叶片。可以理解的是，上述搅拌单元330、削切单元340及刮料单元的结构以及数量均可以根据实际作业情况及需求进行调整更换，此处不作唯一限定。

更进一步地，上述搅拌舱310还设有注水单元(图未示意)，注水单元可与外部水管连通，实现对搅拌舱进行注水，用于调节流动化土黏度，以及对搅拌舱310进行清洗。

更进一步地，在本实施例中，上述搅拌装置300优选为立式搅拌结构，搅拌舱310的顶部开设有进料区315，且搅拌舱310顶部设有舱盖350，用于对应开关进料区315，搅拌舱310底部开设有卸料部316，并与上述浇筑装置400对应连接，当对搅拌舱310内泥土进行搅拌时，进料区315及卸料部316均呈封闭状态以防止扬尘。

具体地，请参阅图7，上述浇筑装置400包括溜槽410及伸缩油缸420，其中溜槽410转动连接于车架110底部，伸缩油缸420设于车架110底部并传动连接溜槽410，以通过伸缩油缸420的伸缩动作控制溜槽410相对车架110的倾斜角度。在本实施例中，溜槽410及伸缩油缸420均铰接于车架110底部。

进一步地，上述溜槽410包括第一槽体(图未标示)、第二槽体(图未标示)及溜槽油缸(图未标示)，第一槽体及第二槽体沿轴向方向重叠设置，溜槽油缸设于第一槽体及第二槽体之间，并分别连接第一槽体及第二槽体，用于控制第一槽体及第二槽体的重叠度，以此改变溜槽410长度。在本实施例中，伸缩油缸420活动连接第一槽体，且卸料部316伸入第一槽体内与溜槽410形成对接，从而进行浇筑。

进一步地，请参阅图8，在本实施例中，上述螺旋输送装置500包括输送槽510、进料部520、出料部530、盖板540、转轴550、螺旋叶片560及输送驱动单元570，输送槽510设置于车架110上，进料部520及出料部530沿输送槽510的输送方向分别设置于输送槽510两端，分别用于对输送槽510进行进料及出料，转轴550设置于所述输送槽510内并沿其轴向延伸分布，螺旋叶片560设置于转轴550上以跟随转动对泥土进行输送，盖板540封盖于输送槽510上，输送驱动单元570设置于输送槽510外部的一端并传动连接转轴550，其中螺旋叶片560旋转的过程中，输送槽510内泥土同时受到螺旋叶片560的径向力、切向力和高速旋转离心力作用，使得泥土在输送槽510内再次破碎，使得泥土进一步细化，提升制备成的流动化土的质量。

具体地，在本实施例中，上述输送槽510优选为槽口向上的U形结构，盖板540封盖于输送槽510上侧，一方面，可防止泥土在输送过程中飞溅离开输送槽510，另一方面，也避免工作人员被槽内的螺旋叶片560伤害；另外，进料部520沿进料方向分别开设有上端开口(图未标示)及下端开口(图未标示)，上端开口尺寸大于下端开口尺寸，使得进料部520呈近似漏斗形状，方便对输送槽510进行进料。

更具体地，在本实施例中，上述输送槽510沿竖直方向倾斜设置于车架110上，进料部520及出料部530分别设于输送槽510相对的上侧及下侧，如此，使得进料部520水平高度较低，便于上述挤压挖斗230挖取并破碎完泥土后，通过回转支承机构210及挖掘臂组件220配合将挤压挖斗230中的泥土放入进料部520中；且出料部530水平高度较高，便于出料部530正对连通上述搅拌舱310的进料区315。

在本实施例中，上述回转支承机构210及搅拌舱310分别安装于车架210上表面相对的两端，输送槽510的数量为两个并间隔设置(每个输送槽510上均设有相应的进料部520、出料部530、盖板540、转轴550、螺旋叶片560及输送驱动单元570)，且回转支承机构210等间隔设于两个输送槽510之间，相应进料区315的数量也为两个以与两个输送槽510的各自出料部530一一正对设置。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种流动化土施工设备，其特征在于，包括：

行走机构；

挖掘挤压装置,用于挖取待施工处的泥土并将其挤压破碎,所述挖掘挤压装置设置于所述行走机构的一端；

搅拌装置,用于搅拌破碎的泥土和辅料形成流动化土，所述搅拌装置设置于所述行走机构的另一端；

螺旋输送装置，用于将所述挖掘挤压装置挖取并破碎的泥土输送至所述搅拌装置，并在输送过程中对泥土进行再次破碎，所述螺旋输送装置设置于所述行走机构上，且所述螺旋输送装置位于所述挖掘挤压装置和所述搅拌装置之间；

浇筑装置，用于将所述搅拌装置中搅拌完成的流动化土浇筑至待施工处，所述浇筑装置连接于所述搅拌装置。

2.根据权利要求1所述的流动化土施工设备，其特征在于，所述行走机构包括车架、行进轮组、行进履带、传动单元及动力单元，所述行进轮组设置于所述车架的相对两侧，所述行进履带套设于所述行进轮组上，所述传动单元设置于所述车架上并与所述行进轮组及所述动力部分别传动连接。

3.根据权利要求2所述的流动化土施工设备，其特征在于，所述挖掘挤压装置包括回转支承机构、挖掘臂组件及挤压挖斗，所述回转支承机构设置于所述车架上，所述挖掘臂组件的一端与所述回转支承机构连接，另一端与所述挤压挖斗连接。

4.根据权利要求3所述的流动化土施工设备，其特征在于，所述挖掘臂组件包括动臂、动臂油缸、斗杠、斗杠油缸、挖斗臂、挖斗油缸、摇杆及连杆，所述动臂、所述斗杠、所述挖斗臂、所述摇杆及所述连杆依次转动连接，所述动臂设置于所述回转支承机构上，所述连杆连接固定所述挤压挖斗，所述动臂油缸设于所述动臂并传动连接所述斗杠，所述斗杠油缸设于所述斗杆上并传动连接所述挖斗臂，所述挖斗油缸设于所述挖斗臂上并传动连接所述摇杆。

5.根据权利要求2所述的流动化土施工设备，其特征在于，所述搅拌装置包括搅拌舱、搅拌驱动单元、搅拌单元，以及削切单元，所述搅拌舱设置于所述车架上，所述搅拌单元和所述削切单元设置于所述搅拌舱内，所述搅拌驱动单元设置于所述搅拌舱上，并分别传动连接所述搅拌单元和所述削切单元。

6.根据权利要求5所述的流动化土施工设备，其特征在于，所述搅拌装置还包括用于在搅拌过程中刮除粘附于所述搅拌舱内壁上泥土的刮料单元，所述刮料单元设于所述搅拌舱内部，且所述搅拌驱动单元传动连接所述刮料单元。

7.根据权利要求5所述的流动化土施工设备，其特征在于，所述浇筑装置包括溜槽及伸缩油缸，所述溜槽转动连接于所述车架的底部，所述伸缩油缸设于所述车架底部并传动连接所述溜槽，所述溜槽包括第一槽体、第二槽体及溜槽油缸，所述第一槽体及所述第二槽体沿轴向方向重叠设置，所述溜槽油缸设于所述第一槽体及所述第二槽体之间，并分别连接所述第一槽体及所述第二槽体；

所述搅拌舱的底部设有卸料部，所述卸料部伸入所述第一槽体内，以与所述溜槽形成对接。

8.根据权利要求5所述的流动化土施工设备，其特征在于，所述螺旋输送装置包括输送槽、进料部、出料部、盖板、转轴、螺旋叶片以及输送驱动单元，所述输送槽设置于所述车架上，所述进料部及所述出料部沿所述输送槽的输送方向设于所述输送槽相对的两端，所述转轴设置于所述输送槽内并沿其轴向延伸分布，所述螺旋叶片设置于所述转轴上，所述盖板封盖于所述输送槽上，所述输送驱动单元设置于所述输送槽外部的一端并传动连接所述转轴。

9.根据权利要求8所述的流动化土施工设备，其特征在于，所述进料部沿进料方向分别开设有上端开口及下端开口，所述上端开口的尺寸大于所述下端开口的尺寸。

10.根据权利要求8所述的流动化土施工设备，其特征在于，所述进料部及所述出料部分别设于所述输送槽相对的上侧及下侧，所述搅拌舱的顶部开设有进料区，所述进料区与所述出料口正对设置。

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