CN112095613A - 一种兼具槽体电磁支护功能的土工膜垂直铺设装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种兼具槽体电磁支护功能的土工膜垂直铺设装置，包括直立式水平对撑系统和下拉传动系统；直立式水平对撑系统包括多幅空间网架，多幅空间网架的对侧安装有电磁装置，通过电磁装置实现槽体内部两幅相对的空间网架的吸合和分开；空间网架的上部安装有主动轮，下部安装有与主动轮配合的从动轮；下拉传动系统包括驱动装置和铺膜装置，驱动装置通过传动装置与主动轮和从动轮连接，土工膜的一端与铺膜装置连接，另一端通过绳索与传动装置连接，通过驱动装置、传动装置和铺膜装置，实现土工膜的垂直铺设。本发明具备空间刚度大，结构受力合理，实现了土工膜垂直铺设与槽体支撑的协同进行，提高了土工膜垂直铺设的施工效率和安全性。

Description

一种兼具槽体电磁支护功能的土工膜垂直铺设装置

技术领域

本发明涉及水土污染阻隔技术领域，具体涉及一种兼具槽体电磁支护功能的土工膜垂直铺设装置。

背景技术

随着社会城镇化和工业化水平地快速提高，城市生活垃圾与工业废渣的产量与日俱增，数以万计的生活垃圾填埋场和矿冶废石堆场应运而生。由于早期的设计、施工、运维水平有限，这些固废处置场大都存在底部渗漏的问题或隐患，周围的水土暴露在巨大的污染风险之中，严重威胁着附近居民的生命安全与身体健康。

为了实现对污染源的快速、有效管控，避免污染范围进一步扩大，通常根据场址的工程地质和水文地质条件，在污染范围之外修筑一道厚度为60～100cm的地下止水帷幕并深入到不透水层。柔性垂直防渗墙作为一种新型的止水帷幕，通过将一幅幅具有特定尺寸的土工膜单元垂直置入事先开挖好的沟槽内，利用特殊的止水连接构件实现相邻膜体单元的契合，协同塑性回灌料形成一道连续完整的复合防渗墙体，柔性垂直防渗墙具有渗透性低(渗透系数≤1.0×10^-7cm/s)、变形协调能力强、耐侵蚀等优点，已成为地下工程防渗尤其是水土污染阻隔领域的优选技术，获得了广泛的应用。

土工膜的垂直铺设作为柔性垂直防渗墙施工过程中极为关键的一环，当前仍面临诸多挑战：

(1)垂直铺设过程中须克服膜体单元之间止水连接构件处的强摩阻力，限于膜体柔性材质特性以及沟槽空间特征的客观条件，目前已有的土工膜垂直铺设工艺和设备普遍存在传力机构的刚度和稳定性不足、铺设深度有限、耗时长等问题；

(2)土工膜的铺设延长了槽体的暴露时间，导致槽体稳定性降低、变位增加，威胁着施工作业与周边建构筑物及地下管线的安全。

发明内容

针对现有技术中存在的不足之处，本发明提供了一种兼具槽体电磁支护功能的土工膜垂直铺设装置，实现了土工膜垂直铺设与槽体支撑的协同进行，克服了土工膜垂直铺设深度有限、槽体稳定性随暴露时间的增加而降低的问题，提高了大深度柔性垂直防渗墙施工的安全性、经济型和效率。

本发明公开了一种兼具槽体电磁支护功能的土工膜垂直铺设装置，包括用于稳定槽体的直立式水平对撑系统和用于铺设土工膜的下拉传动系统；

所述直立式水平对撑系统包括多幅空间网架，多幅所述空间网架的对侧安装有电磁装置，通过所述电磁装置实现槽体内部两幅相对的所述空间网架的吸合和分开；所述空间网架的上部安装有主动轮，下部安装有与所述主动轮配合的从动轮；

所述下拉传动系统包括驱动装置和铺膜装置，所述驱动装置通过传动装置与所述主动轮和所述从动轮连接，所述土工膜的一端与所述铺膜装置连接，另一端通过绳索与所述传动装置连接，通过所述驱动装置、所述传动装置和所述铺膜装置，实现所述土工膜的垂直铺设。

作为本发明的进一步改进，所述电磁装置是电磁式焊接带肋空心球，所述电磁式焊接带肋空心球包括带肋空心球、电磁铁和环形止水条；

所述带肋空心球由两个带肋空心半球组成，所述带肋空心球外部直径不小于120mm，壁厚不小于10mm，内部设有厚度不小于10mm，内直径不小于100mm的半环形肋板，所述带肋空心球的一极设有外直径不小于80mm，内直径不小于40mm的下凹半圆环，另一极设有外直径不小于60mm的半圆形平面，所述半圆形平面上设有螺栓孔。

作为本发明的进一步改进，所述电磁铁由铜线缠绕铁芯制成，所述铁芯位于所述带肋空心球内部，所述铁芯中部为直径不小于40mm，高度不小于75mm的圆柱体，所述铁芯的一端为直径不小于80mm，厚度不小于5mm的第一圆盘，另一端为直径不小于60mm，厚度不小于5mm的第二圆盘，所述第二圆盘底部设有两根长度不小于20mm的螺栓杆；

所述第一圆盘与所述下凹半圆环紧密贴合，所述第二圆盘与所述半圆形平面内侧紧密贴合，所述螺栓杆从所述半球圆形平面上的螺栓孔伸出，并通过螺母实现紧固。

所述电磁铁通过线缆与控制装置连接，通过所述控制装置实现对所述电磁铁的通电和断电。

作为本发明的进一步改进，所述环形止水条置于所述第一圆盘、所述第二圆盘与所述带肋空心球接触面部位，所述环形止水条截面为圆形，所述截面直径不小于1mm，所述环形止水条的直径不小于50mm。

作为本发明的进一步改进，所述空间网架宽度为3～4m，高度为300～350mm，长度大于垂直防渗墙的深度，两幅所述空间网架在所述槽体内部垂直布置时，间距为5～10cm。

作为本发明的进一步改进，所述空间网架包括多幅单向折线型空间网架，所述单向折线型空间网架由多个螺栓球节点、多个电磁式焊接带肋空心球节点和多根腹杆组成；

所述螺栓球节点由4根上弦杆和一颗螺栓球组成，所述上弦杆的轴线交汇于螺栓球的球心，并通过高强度螺栓紧固连接；

所述电磁式焊接带肋空心球节点由多根下弦杆和一颗电磁式焊接带肋空心球组成，所述下弦杆的轴线交汇于电磁式焊接带肋空心球的球心，并通过焊接实现连接；

所述腹杆置于所述螺栓球节点和所述电磁式焊接带肋空心球之间，所述述腹杆的一端通过高强度螺栓与所述螺栓球连接，另一端与所述电磁装置连接。

作为本发明的进一步改进，所述上弦杆、所述下弦杆和所述腹杆均为直径不小于30mm，壁厚不小于4mm，长度不小于230mm的无磁合金结构钢；

所述螺栓球节点外侧的短支杆端部焊接有土压承载板，所述土压承载板的长和宽均超出所述空间网架的边缘，且距离所述空间网架边缘处的螺栓节点中心的距离不小于100mm。

作为本发明的进一步改进，所述直立式水平对撑系统还包括两幅水平稳固网架；

所述水平稳固网架包括两向正交式空间网架和三角形空间网架，所述两向正交式空间网架包括上弦杆、下弦杆、腹杆和螺栓球，所述两向正交式空间网架置于硬化地坪上，且与所述空间网架的顶部连接；

所述三角形空间网架包括支杆和螺栓球，所述三角形空间网架背靠空间网架，且置于所述两向正交式空间网架的上方，通过螺栓与所述两向正交式空间网架、所述空间网架的螺栓球连接。

作为本发明的进一步改进，所述驱动装置包括卷扬机，所述传动装置包括套筒式传动链条，通过所述传动链条将所述卷扬机与所述主动轮、所述从动轮连接；

所述主动轮包括四个直径不小于150mm，宽度不小于20mm的链轮组成，所述从动轮由两个直径不小于150mm，宽度不小于20mm的链轮组成；所述主动轮的外侧两个所述链轮与所述卷扬机通过所述传动链条连接，内侧的两个所述链轮与所述从动轮通过所述传动链条连接。

作为本发明的进一步改进，所述铺膜装置包括卷膜滚筒、展膜滚筒，所述展膜滚筒置于所述空间网架的顶部，所述土工膜一端缠绕在所述卷膜滚筒上，另一端搭跨在所述展膜滚筒上，所述土工膜搭跨在所述展膜滚筒的一端固定有带有直挂钩的长条型钢片；

所述直挂钩与所述传动链条通过土工绳索连接，当所述卷扬机旋转时，所述传动链条绕着所述主动轮和所述从动轮进行旋转，同时将所述土工膜拉入所述槽体底部，当所述卷扬机反转时，所述土工绳索脱离所述直挂钩，随所述传动链条返回槽口，完成所述土工膜的铺设工作。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明通过将直立式水平对撑系统垂直置入充满护壁泥浆的垂直防渗沟槽底，通过施加可调控的电流，可以使两幅相对的空间网架之间形成强电磁斥力，实现对垂直防渗槽体全深度范围内的水平支撑，保证垂直防渗槽体的稳定性，可最大限度为施工作业提供时间和空间上的保障，极大的缓解了施工作业的紧迫程度；

本发明空间网架通过采用多幅单向折线型空间网架组合，具有重量轻且杆件结构受力合理的特点，沿槽体长度方向具有较大的结构刚度，并利用槽壁和满布于空间网架下弦面的强电磁斥力的约束作用形成巨大的空间刚度，确保了在大深度土工膜的垂直铺设过程中，用于克服摩擦阻力而施加的下拉力不会导致结构因受压而发生整体或者局部失稳，同时通过调节电磁装置的电流大小，可使槽体在可控小变形发生后重新实现稳定，并且通过电流大小的调节，增加电磁支撑斥力，恢复原有的槽体宽度，提高了土工膜铺设施工的准确性和安全性；

本发明空间网架可以根据槽体深度选择不同数量和尺寸的单向折线型空间网架进行组合，适应范围广，且由于多幅单向折线型空间网架之间均通过螺栓连接，因此可进行装置的拆卸、回收，实现再利用，节约成本。

附图说明

图1为本发明公开的一种兼具槽体电磁支护功能的土工膜垂直铺设装置的侧视图；

图2为本发明公开的直立式水平对撑系统中装配有主动轮、从动轮的第一空间网架的平面结构示意图；

图3为本发明公开的直立式水平对撑系统中未装配有主动轮、从动轮的第二空间网架的平面结构示意图；

图4为本发明公开的电磁式焊接带肋空心球的结构示意图；

图5为本发明公开的一种兼具槽体电磁支护功能的土工膜垂直铺设装置的俯视图；

图6为本发明公开的直立式水平对撑系统中未装配有主动轮、从动轮的第二单向折线型空间子网架的俯视图；

图7为本发明公开的直立式水平对撑系统中装配有从动轮的第三单向折线型空间子网架的俯视图；

图8为本发明公开的直立式水平对撑系统中土工膜下拉连接结构组成示意图；

图9为本发明公开的一种兼具槽体电磁支护功能的土工膜垂直铺设装置的垂直防渗转角处示意图。

图中：

本发明：

1、第一单向折线型空间子网架；2、第二单向折线型空间子网架；3、第三单向折线型空间子网架；4、螺栓球；5、电磁式焊接带肋空心球；5-1、带肋空心半球；5-2、铁芯；5-3、铜线圈；5-4、环形止水条；6、上弦杆；7、下弦杆；8、腹杆；9、土压承载板；10、主动轮；11、从动轮；12、传动链条；13支撑杆；14、卷扬机；15、卷膜滚筒；16、展膜滚筒；17、压重平台；18、土工膜；19、长条形钢片；20、直挂钩；21、土工绳索；22、导墙；23、硬化地坪；24、槽体；25、不透水层。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：

如图1-图9所示，本发明公开了一种兼具槽体电磁支护功能的土工膜垂直铺设装置，包括用于稳定槽体的直立式水平对撑系统和用于铺设土工膜的下拉传动系统；直立式水平对撑系统包括多幅空间网架，多幅空间网架的一侧安装有电磁装置，通过电磁装置实现槽体内部两幅相对的空间网架的吸合和分开；空间网架的上部安装有主动轮10，下部安装有与主动轮10配合的从动轮11；下拉传动系统包括驱动装置和铺膜装置，驱动装置通过传动装置与主动轮10和从动轮11连接，土工膜18的一端与铺膜装置连接，另一端通过土工绳索21与传动装置连接，通过驱动装置、传动装置和铺膜装置，实现土工膜18的垂直铺设。

如图1-图8所示，本发明公开的一种兼具槽体电磁支护功能的土工膜垂直铺设装置的第一实施例，包括直立式水平对撑系统和用于铺设土工膜的下拉传动系统。

如图1所示，本实施例直立式水平对撑系统包括位于槽体内部左侧的第一空间网架、位于槽体内部右侧的第二空间网架和位于地平面以上的水平稳固网架，其中第一空间网架的上部安装有主动轮10，下部安装有从动轮11，第一空间网架和第二空间网架宽度为3～5m，高度为300～350mm，本实施例优选宽度为3m，高度优选300mm，长度大于垂直防渗墙的深度，第一空间网架和第二空间网架的下弦面(相对面)分别焊接有电磁装置，通过电磁装置可以实现两幅相对空间网架的吸合和断开。

如图2-图3所示，本实施例第一空间网架和第二空间网架均由多幅单向折线型空间子网架组成，多幅单向折线型空间子网架沿竖直方向从上到下依次为第一单向折线型空间子网架1、第二单向折线型空间子网架2和第三单向折线型空间子网架3，其中第二单向折线型空间子网架2的布置数量可以根据槽体24的深度进行增加或减少。每幅单向折线型空间子网架均由多个螺栓球节点、多个电磁式焊接带肋空心球节点和多根腹杆8组成，其中螺栓球节点由四根上弦杆6和一颗螺栓球4组成，四根上弦杆6的轴线交汇于螺栓球4的球心，并通过高强度螺栓紧固连接，其中螺栓球4直径不小于100mm，本实施例优选100mm，将置有高强度螺栓的封板焊于上弦杆6和腹杆8的端部，封板上方伸出的螺栓上套有长形六角套筒，通过插入紧固螺栓带动套筒和高强度螺栓共同转动，将高强度螺栓拧入螺栓球4，形成螺栓球节点，电磁式焊接带肋空心球节点由多根下弦杆7和一颗电磁式焊接带肋空心球5组成，多根下弦杆7的轴线交汇于电磁式焊接带肋空心球5的球心，并通过焊接实现下弦杆7和电磁式焊接带肋空心球5的连接，腹杆8的一端采用高强度螺栓、封板、套筒和紧固螺钉实现与螺栓球4连接，另一端与电磁式焊接带肋空心球5焊接，且腹杆8与上、下弦平面成45度，与同一螺栓球4相连的四根腹杆8呈正四角锥形。螺栓球4外侧焊接有短支杆，短支杆上焊接有土压承载板9，且土压承载板9的长度和宽度均超出空间网架边缘螺栓球节点的中心不小于100cm，本实施例优选100cm，通过土压承载板9将槽体24内部施加的土压力传递给每一颗螺栓球4，保证了所有杆件均为二力杆，本实施例土压承载板9由一整块厚度为5mm的矩形无磁合金结构钢板组成。

进一步的，本实施例的上弦杆6、下弦杆7和腹杆8的直径不小于30mm，壁厚不小于4mm，长度不小于230mm，本实施例上弦杆6直径优选30mm，壁厚优选4mm，长度优选240mm，下弦杆7直径优选30mm，壁厚优选4mm，长度优选230mm，腹杆8的直径优选30mm，壁厚优选4mm，长度优选240mm，同时本实施例上弦杆6、下弦杆7和腹杆8均采用无磁合金结构钢制成。

如图4所示，本实施例电磁装置为电磁式焊接带肋空心球5，电磁式焊接带肋空心球5由两个带肋空心半球5-1组成，电磁式焊接带肋空心球5内部设有电磁铁，本实施例电磁铁由铜线圈5-3缠绕铁芯5-2制成，将绕有铜线圈5-3的铁芯5-2置于带肋空心半球5-1中，铁芯5-2的两端与带肋空心半球5-1的两极紧密接触，并安装有两根环形止水条5-4，环形止水条5-4截面为圆形，截面直径不小于1mm，本发明环形止水条的截面直径优选1mm，环形止水条的环形直径不小于50mm，本发明环形止水条的环形直径优选50mm，在与另一带肋空心半球5-1拼装后通过焊接方式实现连接。

进一步的，本实施例带肋空心半球5-1采用无磁合金结构钢，带肋空心半球5-1的外直径不小于120mm，壁厚不小于10mm，本实施例外直径优选120mm，壁厚优选10mm，内部半环形肋板厚度不小于10mm、内直径不小于100mm，本实施例内部半环形肋板厚度优选10mm，内直径优选为100mm，半环形肋板的设置，提高了带肋空心球的整体刚度，带肋空心球的一极设有外直径不小于80mm，内直径不小于40mm的下凹半圆环，另一极设有外直径不小于60mm的半圆形平面，本实施例优选带肋空心球的一极设有外直径80mm，内直径40mm的下凹半圆环，另一极设有外直径60mm的半圆形平面，半圆形平面内设有螺栓孔。

进一步的，本实施例铁芯5-2采用低碳钢制作，中部是直径不小于40mm，高度不小于75mm的圆柱体，本实施例圆柱体直径优选40mm，高度优选75mm，圆柱体的两端分别为直径不小于80mm和60mm，厚度不小于5mm的圆盘，本实例圆柱体的一端为直径80mm，厚度5mm的第一圆盘，另一端为直径60mm，厚度5mm的第二圆盘，其中第二圆盘的底部伸出两根长度不小于20mm的螺栓杆，同时本实施例优选20mm，在将铁芯5-2置于带肋空心球内后，铁芯5-2的第一圆盘与带肋空心球的下凹半圆环紧密贴合，第二圆盘与带肋空心球的半圆形平面紧密贴合，同时第二圆盘底部的螺栓杆穿过半圆形平面的螺栓孔，通过螺母实现与带肋空心球的连接，进一步增加电磁铁与电磁式焊接带肋空心球5的接触。所有电磁式焊接带肋空心球5通过线缆与现场控制装置连接，通过控制装置实现给电磁焊接带肋空心球5的通电和断电以及调整电流的大小，实现两幅相对的第一空间网架和第二空间网架的吸合或断开，保证了槽体24在土工膜18铺设的过程中，不会因为槽体24变形而影响铺设进度。

如图1所示，本实施例公开的直立式水平对撑系统还包括水平稳固网架，水平稳固网架包括两向正交式空间网架和三角形空间网架，两向正交式空间网架由上弦杆6、下弦杆7和螺栓球4组成，两向正交式空间网架置于导墙22和硬化地坪23上，与第一空间网架和第二空间网架的第一单向折线型空间子网架1的螺栓球4连接；三角形空间网架由支撑杆13和螺栓球4构成，三角形空间网架置于两向正交空间网架之上，背靠第一单向折线型空间子网架1，并与两向正交空间网架和第一单向折线型空间子网架1的螺栓球4连接，形成水平稳固网架，对第一空间网架和第二空间网架起到一定的支撑作用。

如图5-8所示，本实施例主动轮10包括四个直径不小于150mm，宽度不小于20mm的链轮组成，四个主动轮10对称安装在第一空间网架的第一单向折线型空间子网架1上部，从动轮11由两个直径不小于150mm，宽度不小于20mm的链轮组成，两个从动轮11对称安装在第一空间网架的第三单向折线型空间子网架3下部。

进一步的，本实施例公开的土工膜下拉传动装置，包括驱动装置、传动装置和铺膜装置，其中驱动装置为卷扬机14，卷扬机14安装在硬化地坪23上方，且底部设有压重平台17，传动装置为传动链条12，四个主动轮10中，外侧的两个主动轮10通过传动链条12与卷扬机14连接，内侧的两个主动轮10通过传动链条12与底部的两个从动轮11连接，实现卷扬机14与主动轮10、从动轮11的动力传递。

进一步的，本实施例的铺膜装置包括卷膜滚筒15和展膜滚筒16，其中卷膜滚筒15安装在卷扬机14后方，与卷扬机14固定在同一个压重平台17上方，展膜滚筒16通过高强度螺栓安装在第一单向折线型空间子网架1的顶部，现场土工膜18的一端缠绕在卷膜滚筒15上，另一端搭跨在展膜滚筒16上方，土工膜18搭跨在展膜滚筒16上方的一端固定有带有直挂钩20的长条形钢片19，通过土工绳索21将直挂钩20与传动链条12连接，通过与卷膜滚筒15、卷扬机14的协同作用，实现土工膜18的下放，当卷扬机14旋转时，传动链条12绕着主动轮10和从动轮11进行旋转，同时将土工膜18拉入槽体24底部，当卷扬机14反转时，土工绳索21脱离直挂钩20，随传动链条12返回槽口，完成本次垂直铺膜工作。

进一步的，本实施例的长条形钢片19与直挂钩20均采用无磁合金结构钢，本实施例卷膜滚筒15采用不锈钢材质，长度为4.5m，直径为30cm，固定于压重平台17上，可绕中心轴转动，输送土工膜18；展膜滚筒16采用无磁合金结构钢，长度为250mm，直径为80mm，通过支撑杆13固定在第一单向折线型空间子网架1的顶部，用以架设和输送土工膜18，本实施例土工膜18采用高密度聚乙烯材料，厚度不小于3mm，宽度不小于4mm，本实施例土工膜18厚度优选3mm，宽度优选4mm。

进一步的，本实施例传动链条12为套筒式，采用无磁合金结构钢，可通过调整链节数目改变长度，各链条的附件链节均处于同一高度，土工绳索21的两端绑定在相邻两附件处，用以拉拽土工膜18。

本实施例的使用方法：

1)、对路面进行平整硬化，完成垂直防渗墙体的测量放样后，开挖导槽，槽深不低于1200mm，制作倒“L”型钢筋混凝土导墙22，导墙22底面进入原状土不小于200mm，顶面宽度不小于1000mm、厚度不小于200mm；通过成槽机完成长度为6m、宽度为800mm、深度为30m、进入不透水层25不小于1.5m的槽体24；

2)、将两幅第三单向折线型空间子网架3叠放于地面，两个下弦面相对，使电磁式焊接带肋空心球5一一对应贴合，通过对电磁式焊接带肋空心球5施加反向电流，使两幅第三单向折线型空间子网架3吸附在一起，利用吊车将吸附在一起的第三单向折线型空间子网架3竖直吊入充满泥浆的槽体24中，第三单向折线型空间子网架3的顶部露出导墙22顶面约1m，利用三根横跨导墙22的架设钢管将两幅第三单向折线型空间子网架3临时悬挂于槽口。施加同向电流，两幅第三单向折线型空间子网架3在强电磁斥力作用下彼此分开并撑住槽体24；

3)、以同样的方式，将吸附在一起的两幅第二单向折线型空间子网架2竖直起吊至第三单向折线型空间子网架3的上方，利用套筒和紧固螺钉将第三单向折线型空间子网架3顶部伸出的上弦杆6和腹杆8端部的高强度螺栓拧入第二单向折线型空间子网架2底部的螺栓球4，完成第二单向折线型空间子网架2、第三单向折线型空间子网架3上各自传动链条12的接长；吊装到位后，施加同向电流，使两幅第二单向折线型空间子网架2和两幅第三单向折线型空间子网架3在强电磁斥力的作用下彼此分开并且撑住槽体24；

4)、将吸附在一起的两幅由水平稳固网架与第一单向折线型空间子网架1构成的组合网架进行吊运，与两幅第二单向折线型空间子网架2和两幅第三单向折线型空间子网架3完成拼装后，将所有的传动链条14连接牢固后下放直立式水平对撑系统，在水平稳固网架底部即将与硬化地坪23接触时，施加同向电流，在强电磁斥力作用下，直立式水平对撑系统彼此分开，挂于硬化地坪23并撑住槽体24；

5)、将装有卷扬机14和卷膜滚筒15的压重平台17放置于水平稳固网架后面，使卷扬机14与主动轮10对齐，传动链条12嵌绕于两者实现驱动连接。将长度为31m，宽度为4m的土工膜18已绕于卷膜滚筒15之上，固定有长条形钢片19和直挂钩20的自由端搭跨于展膜滚筒16，土工绳索21挂住直挂钩20。启动卷扬机14，在传动链条12的驱动下，主动轮10和从动轮11转动起来，土工绳索21在链条带动下将土工膜18拉入槽底；

6)、露出地表的土工膜18两侧用小型龙门架挂住，反向启动卷扬机14，将土工绳索21提升至初始位置，拆除、回收下拉传动系统中的所有传动链条12。关闭电流，解除槽体24支撑，吊车缓缓提升直立式水平对撑系统，待第一单向折线型空间子网架1与第二单向折线型空间子网架2拼接部位高于龙门架不小于0.5m后，用两根架设钢管分别水平穿过两幅单向折线型空间网架1并架设在龙门架上。施加同向电流，两幅第二单向折线型空间子网架2、两幅第三单向折线型空间子网架3撑住槽体后拆除两幅第一单向折线型空间子网架1与两幅第二单向折线型空间子网架之间2的连接，施加反向电流，脱离装置后的两幅第一单向折线型空间子网架1吸附在一起，用吊车运往放置地点；

7)、用同样的方式，拆除两幅第二单向折线型空间子网架2、两幅第三单向折线型空间子网架3之间的连接，并依次将其吊运至放置地点，等待再次拼装使用。

如图9所示，本发明公开的一种兼具槽体电磁支护功能的土工膜垂直铺设装置的第二实施例，包括直立式水平对撑系统和用于铺设土工膜的下拉传动系统。

本实施例提供了一种转角处柔性垂直防渗墙的土工膜垂直铺设装置，其中直立式水平对撑系统与实施例1一样，在此不做赘述，下拉传动系统中，将原先铺膜装置去除后改用吊车对土工膜18进行高空吊装铺设，驱动装置与实施例1结构一致，在此不做赘述。

本实施例的使用方法：

1)、对路面进行平整硬化，完成垂直防渗墙体的测量放样后，开挖导槽，槽深不低于1200mm，制作倒“L”型钢筋混凝土导墙22，导墙22地面进入原状土不小于200mm，顶面宽度不小于1000mm、厚度不小于200mm；通过成槽机首先完成转角处开挖边的槽体24，并在转角处外延30cm，长度为6m、宽度为800mm、深度为30m、进入不透水层25不小于1.5m的槽体24；

2)、两幅第一单向折线型空间子网架1、两幅第二单向折线型空间子网架2和两幅第三单向折线型空间子网架3在转角的两侧的安装方法与实施例1一致，在此不做赘述；

3)、完成直立式水平对撑系统安装后，将装有卷扬机14的压重平台放置于水平稳固网架后面，使卷扬机14与主动轮10对齐，传动链条12嵌绕于两者实现驱动连接。吊车将长度为31m，宽度为4m的土工膜18起吊至转角处槽体24，两幅第一单向折线型空间网架1上与转角左、右相邻的两条土工绳索21挂住土工膜18端部的直挂钩。启动卷扬机14，在传动链条12的驱动下，主动轮10与从动轮11转动起来，吊车配合卷扬机14转速下放吊钩，土工绳索21在链条的带动下将土工膜18拉入槽底；

4)、两幅第一单向折线型空间子网架1、两幅第二单向折线型空间子网架2、两幅第三单向折线型空间子网架3和水平稳固网架的拆除、回收方式与实施例1方法一致，在此不做赘述。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种兼具槽体电磁支护功能的土工膜垂直铺设装置，其特征在于，包括用于稳定槽体的直立式水平对撑系统和用于铺设土工膜的下拉传动系统；

所述直立式水平对撑系统包括多幅空间网架，多幅所述空间网架的对侧安装有电磁装置，通过所述电磁装置实现槽体内部两幅相对的所述空间网架的吸合和分开；所述空间网架的上部安装有主动轮，下部安装有与所述主动轮配合的从动轮；

所述下拉传动系统包括驱动装置和铺膜装置，所述驱动装置通过传动装置与所述主动轮和所述从动轮连接，所述土工膜的一端与所述铺膜装置连接，另一端通过绳索与所述传动装置连接，通过所述驱动装置、所述传动装置和所述铺膜装置，实现所述土工膜的垂直铺设。

2.根据权利要求1所述的一种兼具槽体电磁支护功能的土工膜垂直铺设装置，其特征在于，所述电磁装置是电磁式焊接带肋空心球，所述电磁式焊接带肋空心球包括带肋空心球、电磁铁和环形止水条；

所述带肋空心球由两个带肋空心半球组成，所述带肋空心球外部直径不小于120mm，壁厚不小于10mm，内部设有厚度不小于10mm，内直径不小于100mm的半环形肋板，所述带肋空心球的一极设有外直径不小于80mm，内直径不小于40mm的下凹半圆环，另一极设有外直径不小于60mm的半圆形平面，所述半圆形平面上设有螺栓孔。

3.根据权利要求2所述的一种兼具槽体电磁支护功能的土工膜垂直铺设装置，其特征在于，所述电磁铁由铜线缠绕铁芯制成，所述铁芯位于所述带肋空心球内部，所述铁芯中部为直径不小于40mm，高度不小于75mm的圆柱体，所述铁芯的一端为直径不小于80mm，厚度不小于5mm的第一圆盘，另一端为直径不小于60mm，厚度不小于5mm的第二圆盘，所述第二圆盘底部设有两根长度不小于20mm的螺栓杆；

所述第一圆盘与所述下凹半圆环紧密贴合，所述第二圆盘与所述半圆形平面内侧紧密贴合，所述螺栓杆从所述半圆形平面上的螺栓孔伸出，并通过螺母实现紧固；

所述电磁铁通过线缆与控制装置连接，通过所述控制装置实现对所述电磁铁的通电和断电。

4.根据权利要求3所述的一种兼具槽体电磁支护功能的土工膜垂直铺设装置，其特征在于，所述环形止水条置于所述第一圆盘、所述第二圆盘与所述带肋空心球接触面部位，所述环形止水条截面为圆形，所述截面直径不小于1mm，所述环形止水条的直径不小于50mm。

5.根据权利要求2所述的一种兼具槽体电磁支护功能的土工膜垂直铺设装置，其特征在于，所述空间网架宽度为3～4m，高度为300～350mm，长度大于垂直防渗墙的深度，两幅所述空间网架在所述槽体内部垂直布置时，间距为5～10cm。

6.根据权利要求5所述的一种兼具槽体电磁支护功能的土工膜垂直铺设装置，其特征在于，所述空间网架包括多幅单向折线型空间网架，所述单向折线型空间网架由多个螺栓球节点、多个电磁式焊接带肋空心球节点和多根腹杆组成；

所述螺栓球节点由4根上弦杆和一颗螺栓球组成，所述上弦杆的轴线交汇于螺栓球的球心，并通过高强度螺栓紧固连接；

所述电磁式焊接带肋空心球节点由多根下弦杆和一颗电磁式焊接带肋空心球组成，所述下弦杆的轴线交汇于电磁式焊接带肋空心球的球心，并通过焊接实现连接；

所述腹杆置于所述螺栓球节点和所述电磁式焊接带肋空心球之间，所述述腹杆的一端通过高强度螺栓与所述螺栓球连接，另一端与所述电磁装置连接。

7.根据权利要求6所述的一种兼具槽体电磁支护功能的土工膜垂直铺设装置，其特征在于，所述上弦杆、所述下弦杆和所述腹杆均为直径不小于30mm，壁厚不小于4mm，长度不小于230mm的无磁合金结构钢；

所述螺栓球外侧的短支杆端部焊接有土压承载板，所述土压承载板的长和宽均超出所述空间网架的边缘，且距离所述空间网架边缘处的螺栓节点中心的距离不小于100mm。

8.根据权利要求1所述的一种兼具槽体电磁支护功能的土工膜垂直铺设装置，其特征在于，所述直立式水平对撑系统还包括两幅水平稳固网架；

所述水平稳固网架包括两向正交式空间网架和三角形空间网架，所述两向正交式空间网架包括上弦杆、下弦杆、腹杆和螺栓球，所述两向正交式空间网架置于硬化地坪上，且与所述空间网架的顶部连接；

所述三角形空间网架包括支杆和螺栓球，所述三角形空间网架背靠空间网架，且置于所述两向正交式空间网架的上方，通过螺栓与所述两向正交式空间网架、所述空间网架的螺栓球连接。

9.根据权利要求1所述的一种兼具槽体电磁支护功能的土工膜垂直铺设装置，其特征在于，所述驱动装置包括卷扬机，所述传动装置包括套筒式传动链条，通过所述传动链条将所述卷扬机与所述主动轮、所述从动轮连接；

所述主动轮包括四个直径不小于150mm，宽度不小于20mm的链轮组成，所述从动轮由两个直径不小于150mm，宽度不小于20mm的链轮组成；所述主动轮的外侧两个所述链轮与所述卷扬机通过所述传动链条连接，内侧的两个所述链轮与所述从动轮通过所述传动链条连接。

10.根据权利要求9所述的一种兼具槽体电磁支护功能的土工膜垂直铺设装置，其特征在于，所述铺膜装置包括卷膜滚筒、展膜滚筒，所述展膜滚筒置于所述空间网架的顶部，所述土工膜一端缠绕在所述卷膜滚筒上，另一端搭跨在所述展膜滚筒上，所述土工膜搭跨在所述展膜滚筒的一端固定有带有直挂钩的长条型钢片；

所述直挂钩与所述传动链条通过土工绳索连接，当所述卷扬机旋转时，所述传动链条绕着所述主动轮和所述从动轮进行旋转，同时将所述土工膜拉入所述槽体底部，当所述卷扬机反转时，所述土工绳索脱离所述直挂钩，随所述传动链条返回槽口，完成所述土工膜的铺设工作。

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