CN113293736A - 一种土工膜铺设系统及铺设方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土工膜铺设系统及铺设方法，该土工膜铺设系统包括：运输轨道，设于待铺设工作面的上方；龙门上料工作车，设于运输轨道的一端；施工铺设工作车，可滑动地设于运输轨道上，以在待铺设工作面上铺设支持层、土工膜及保护层；送料车，可滑动地设于运输轨道上，以将待铺设材料从龙门上料工作车输送至施工铺设工作车。该土工膜铺设系统能够减少土工膜铺设作业的人工投入、降低施工成本、提高施工质量和施工效率。

Description

一种土工膜铺设系统及铺设方法

技术领域

本发明涉及土工膜铺设技术领域，具体而言，涉及一种土工膜铺设系统及铺设方法。

背景技术

目前，对于水利工程土工膜及土工膜上、下面的支持层、保护层均是采用人工方式进行铺设；人工铺设方式具有人工费投入大、现场管理难度大、施工人员容易对土工膜造成破坏等缺点，影响后期防渗效果，而且施工周期长。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种土工膜铺设系统及铺设方法，该工膜铺设系统能够有效减少土工膜铺设作业的人工投入、降低施工成本、提高施工质量和施工效率。

为了实现上述目的，本发明提供了一种土工膜铺设系统，包括：

运输轨道，设于待铺设工作面的上方；

龙门上料工作车，设于运输轨道的一端；

施工铺设工作车，可滑动地设于运输轨道上，以在待铺设工作面上铺设支持层、土工膜及保护层；

送料车，可滑动地设于运输轨道上，以将待铺设材料从龙门上料工作车输送至施工铺设工作车。

进一步地，施工铺设工作车包括：

施工铺设工作车底架，可滑动地设于运输轨道上，施工铺设工作车底架的一侧设有土工膜卷筒安装工位；

细粒状材料送料螺旋，安装在施工铺设工作车底架上，细粒状材料送料螺旋的出料端从施工铺设工作车底架的一侧伸出；

细粒状材料料槽，安装在施工铺设工作车底架上，以接收送料车输送的细粒状材料并将细粒状材料送至细粒状材料送料螺旋；

旋转撒铺机，安装在细粒状材料送料螺旋的出料端下方，以将细粒状材料送料螺旋内的细粒状材料铺撒在待铺设工作面上。

进一步地，施工铺设工作车还包括：

块状材料铺设桁架，安装在施工铺设工作车底架上；

移动托盘推拉机构，安装在块状材料铺设桁架上，以将装有块状材料的移动托盘从送料车上拉到施工铺设工作车上；

块状材料铺设机构，安装在块状材料铺设桁架的上方，以将移动托盘内的块状材料铺设在待铺设工作面上；

移动托盘吊架，安装在移动托盘推拉机构的上方，以将空的移动托盘从施工铺设工作车上吊至送料车上。

进一步地，块状材料铺设机构包括：

铺设吊架，设于移动托盘推拉机构的上方，并从施工铺设工作车底架的一侧伸出；

块状材料电动葫芦，可滑动地安装在铺设吊架上；

夹持器，吊装在块状材料电动葫芦上，以将移动托盘内的块状材料夹起并铺设到待铺设工作面上。

进一步地，送料车包括一低层送料及轨道拆装车，低层送料及轨道拆装车包括：

低层送料车底框架，可滑动地设于运输轨道上；

低层送料装料箱，设于低层送料车底框架上，低层送料装料箱的一端铰接安装在低层送料车底框架上，低层送料装料箱的另一端与一低层送料液压油缸的活塞杆铰接，低层送料液压油缸的另一端铰接安装在低层送料车底框架上；低层送料装料箱内设有移动托盘支撑架。

进一步地，低层送料及轨道拆装车还包括：

轨道拆装吊架，可拆卸地安装在低层送料车底框架上，轨道拆装吊架从低层送料车底框架的一侧伸出；

轨道拆装电动葫芦，可滑动地安装在轨道拆装吊架上，以吊装运输轨道。

进一步地，送料车还包括一高层送料车，高层送料车包括：

高层送料车底框架，可滑动地设于运输轨道上，高层送料车底框架的架空高度高于低层送料车底框架和低层送料装料箱的整体高度；

高层送料装料箱，设于高层送料车底框架上，高层送料装料箱的一端铰接安装在高层送料车底框架上，高层送料装料箱的另一端与一高层送料液压油缸的活塞杆铰接，高层送料液压油缸的另一端铰接安装在高层送料车底框架上。

进一步地，高层送料装料箱与高层送料车底框架铰接的一端设有一活动门板，活动门板的上沿与高层送料装料箱的上部铰接，活动门板的上部设有一连接块，连接块与一门板开关调节拉杆的一端铰接，门板开关调节拉杆的另一端铰接安装在高层送料车底框架上。

进一步地，龙门上料工作车包括：

龙门架，设于运输轨道的一端；

吊装电动葫芦，安装在龙门架上，以将待铺设材料从材料运输车上吊装到送料车上。

进一步地，龙门上料工作车还包括：

顶部牵引绞车，安装在龙门架的顶部；

改向轮，安装在龙门架的下部；

拉绳，缠绕设置在顶部牵引绞车上，拉绳绕过改向轮与施工铺设工作车和送料车相连接。

进一步地，龙门上料工作车还包括一履带移动底盘，龙门架设于履带移动底盘上。

根据本发明的另一方面，提供了一种土工膜铺设方法，采用上述的土工膜铺设系统在待铺设工作面上铺设土工膜，土工膜铺设方法包括以下步骤：

步骤S1：在待铺设工作面的上方铺设运输轨道，在运输轨道的一端设置龙门上料工作车，将施工铺设工作车和送料车吊装至运输轨道上；

步骤S2：龙门上料工作车将材料吊装到送料车上，送料车沿运输轨道移动至施工铺设工作车处，并将材料转移到施工铺设工作车上；

步骤S3：施工铺设工作车沿运输轨道移动，在移动过程中将细粒状材料均匀地铺撒在待铺设工作面上，完成一个工作面的支持层铺设；

步骤S4：在施工铺设工作车上安放土工膜卷筒，将土工膜起始端固定在支持层中；使施工铺设工作车沿运输轨道移动，在移动过程中将土工膜铺设在支持层的上方，完成一个工作面的土工膜铺设；

步骤S5：在铺好的土工膜上再铺设细粒状材料；龙门上料工作车将装有块状材料的移动托盘吊装到送料车上，运输车沿运输轨道移动至施工铺设工作车处；施工铺设工作车将块状材料从运输车上转移到施工铺设工作车上；施工铺设工作车沿运输轨道移动，在移动过程中将块状材料铺设在土工膜的上方，完成一个工作面的保护层铺设。

进一步地，完成一个工作面的支持层、土工膜和保护层铺设后，将运输轨道的一部分断开，通过低层送料及轨道拆装车的轨道拆装吊架和轨道拆装电动葫芦将断开的运输轨道移动至下一个待铺设工作面的上方；如此重复将多段断开的运输轨道移动至下一个待铺设工作面的上方；将多段断开的运输轨道连接形成整体的运输轨道；重复步骤S2至步骤S5进行下一个待铺设工作面的土工膜铺设施工。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明的土工膜铺设系统，能够有效地减少人工投入，降低施工成本，在相同的时间、工作量下，原来人工铺设需投入40人左右，采用本发明的土工膜铺设系统后只需8人即可完成铺设工作；并且该设备的耗电量不大，加上设备的损耗，大约能节省原来人工铺设成本的40％费用。

(2)本发明的土工膜铺设系统，在铺设质量方面也有很大地提升，所有施工作业人员均不在铺设好的土工膜上作业，有效地减少了人为对土工膜的破坏，材料的铺设均是机械设备轻拿轻放，减少了材料之间的碰撞。

(3)本发明的土工膜铺设系统，铺设成果的标准化较强，设备施工前可以先做实验，调整设备参数，使其铺设满足工程设计要求后，再进行全面铺设，铺设标准统一，减少了人工铺设中施工人员差异带来的铺设效果差异的因素。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的土工膜铺设系统应用时的结构示意图。

图2为本发明的土工膜铺设系统应用时的俯视示意图。

图3为本发明的土工膜铺设系统应用时的主视示意图。

图4为本发明的土工膜铺设系统中施工铺设工作车的立体示意图(土工膜卷筒安装工位未示出)。

图5为本发明的土工膜铺设系统中施工铺设工作车的侧视示意图。

图6为图5中A处的局部放大图。

图7为本发明的土工膜铺设系统中施工铺设工作车的主视示意图(土工膜卷筒安装工位未示出)。

图8为本发明的土工膜铺设系统中施工铺设工作车的俯视示意图(土工膜卷筒安装工位未示出)。

图9为本发明的土工膜铺设系统中低层送料及轨道拆装车拆除轨道拆装吊架后的结构示意图。

图10为本发明的土工膜铺设系统中低层送料及轨道拆装车拆除轨道拆装吊架后运送块状材料时的结构示意图。

图11为本发明的土工膜铺设系统中低层送料及轨道拆装车的侧视示意图。

图12为本发明的土工膜铺设系统中低层送料及轨道拆装车拆装运输轨道时的结构示意图。

图13为本发明的土工膜铺设系统中低层送料及轨道拆装车的主视示意图。

图14为本发明的土工膜铺设系统中低层送料及轨道拆装车的俯视示意图。

图15为本发明的土工膜铺设系统中高层送料车的立体示意图。

图16为本发明的土工膜铺设系统中高层送料车的俯视示意图。

图17为本发明的土工膜铺设系统中高层送料车的主视示意图。

图18为本发明的土工膜铺设系统中高层送料车的侧视示意图。

图19为本发明的土工膜铺设系统中龙门上料工作车的立体示意图。

图20为本发明的土工膜铺设系统中龙门上料工作车的主视示意图。

图21为本发明的土工膜铺设系统中龙门上料工作车的侧视示意图。

图22为本发明的土工膜铺设系统中龙门上料工作车的俯视示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、运输轨道；

2、龙门上料工作车；21、龙门架；22、吊装电动葫芦；23、顶部牵引绞车；24、改向轮；25、履带移动底盘；

3、施工铺设工作车；31、施工铺设工作车底架；32、细粒状材料送料螺旋；33、细粒状材料料槽；34、旋转撒铺机；35、块状材料铺设桁架；36、移动托盘推拉机构；37、块状材料铺设机构；38、移动托盘吊架；311、土工膜卷筒安装工位；361、推拉驱动电机；362、推拉丝杆；363、推块；364、推杆；371、铺设吊架；372、块状材料电动葫芦；373、夹持器；

4、送料车；41、低层送料及轨道拆装车；42、高层送料车；411、低层送料车底框架；412、低层送料装料箱；413、移动托盘支撑架；414、轨道拆装吊架；415、轨道拆装电动葫芦；416、低层送料液压油缸；421、高层送料车底框架；422、高层送料装料箱；423、活动门板；424、连接块；425、门板开关调节拉杆；426、高层送料液压油缸；

100、待铺设工作面；

110、移动托盘。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“一个”或者“一”等类似词语不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于直接的连接，而是可以通过其他中间连接件间接的连接。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

参见图1至图22，一种本发明实施例的土工膜铺设系统，该土工膜铺设系统主要用于土工膜、土工膜下面的支持层以及土工膜上面的保护层的铺设施工。由图可见，该土工膜铺设系统主要包括运输轨道1、龙门上料工作车2、施工铺设工作车3和送料车4。其中，运输轨道1架设在待铺设工作面100的上方；运输轨道1为双行轨道，可以同时供两台车通过轨道；龙门上料工作车2设置在该运输轨道1的一端；施工铺设工作车3可滑动地设置在运输轨道1上，该施工铺设工作车3用于将待铺设材料(如砂、碎石、混凝土预制块)及土工膜铺设在待铺设工作面100上，从而在待铺设工作面100上形成支持层、土工膜以及保护层；送料车4可滑动地设置在运输轨道1上，该送料车4用于将待铺设的材料从龙门上料工作车2上输送至施工铺设工作车3上。

上述的土工膜铺设系统，通过设置运输轨道1，在运输轨道1的一端设置龙门上料工作车2，并且在运输轨道1上滑动设置施工铺设工作车3和送料车4；龙门上料工作车2将待铺设材料从材料运输车上吊到送料车4上，送料车4沿运输轨道1移动至施工铺设工作车3的附近，并将送料车4上的材料转移到施工铺设工作车3上，由施工铺设工作车3在待铺设工作面100上依次进行支持层、土工膜和保护层的铺设施工。相比于现有的人工铺设土工膜的方式，本发明的土工膜铺设系统能够大大减少人工投入、降低施工成本、提高铺设质量、缩短施工周期。

具体来说，参见图4至图8，在本实施例中，施工铺设工作车3主要包括施工铺设工作车底架31、细粒状材料送料螺旋32、细粒状材料料槽33和旋转撒铺机34。其中，施工铺设工作车底架31，可滑动地设置在运输轨道1上，在施工铺设工作车底架31的一侧设置有一个土工膜卷筒安装工位311，用于安放土工膜卷筒，随着施工铺设工作车3的移动进行土工膜的铺设；细粒状材料送料螺旋32安装在施工铺设工作车底架31上，该细粒状材料送料螺旋32的出料端从施工铺设工作车底架31的一侧伸出；细粒状材料料槽33安装在施工铺设工作车底架31上，细粒状材料料槽33用于接收送料车4输送的材料(如砂、碎石)并将材料送至细粒状材料送料螺旋32的进料端；旋转撒铺机34安装在细粒状材料送料螺旋32的出料端下方，与细粒状材料送料螺旋32的出料端连通，用于将细粒状材料送料螺旋32内的细粒状材料铺撒在待铺设工作面100上。

在支持层铺设施工时，送料车4将细粒状材料(如砂、碎石)送入细粒状材料料槽33，细粒状材料料槽33再将细粒状材料送入细粒状材料送料螺旋32的进料端，通过细粒状材料送料螺旋32将细粒状材料输送至位于施工铺设工作车底架31一侧的出料端，细粒状材料由出料端落入旋转撒铺机34内；随着施工铺设工作车3沿运输轨道1的移动，旋转撒铺机34将细粒状材料均匀地铺撒在待铺设工作面100上，在待铺设工作面100上形成支持层。

在铺设形成支持层之后，将土工膜卷筒安放在施工铺设工作车底架31上的土工膜卷筒安装工位311上，将土工膜的起始端固定在支持层中；随着施工铺设工作车3沿运输轨道1的移动，在支持层的上方铺设形成一层土工膜。

参见图4至图8，在本实施例中，施工铺设工作车3还包括块状材料铺设桁架35、移动托盘推拉机构36、块状材料铺设机构37和移动托盘吊架38。其中，块状材料铺设桁架35安装在施工铺设工作车底架31上；移动托盘推拉机构36安装在块状材料铺设桁架35上，用于将装有块状材料(如混凝土预制块)的移动托盘110从送料车4上拉到施工铺设工作车3上；块状材料铺设机构37安装在块状材料铺设桁架35的上方，用于将移动托盘110内的块状材料铺设在待铺设工作面100上；移动托盘吊架38安装在移动托盘推拉机构36的上方，用于将空的移动托盘110从施工铺设工作车3上吊回至送料车4上。

在土工膜铺设完成后，在土工膜的上方再铺设细粒状材料(碎石和砂)，然后再铺设混凝土预制块。混凝土预制块铺设施工时，送料车4上的装有块状材料(混凝土预制块)的移动托盘110，通过施工铺设工作车3上的移动托盘推拉机构36拉到块状材料铺设桁架35上；在施工铺设工作车3随着运输轨道1移动的过程中，通过块状材料铺设机构37将移动托盘110中的块状材料夹取并铺设在土工膜上，在土工膜的上方形成保护层；通过移动托盘吊架38将空的移动托盘110从施工铺设工作车3上吊回至送料车4上。

在本实施例中，移动托盘推拉机构36包括推拉驱动电机361、两根推拉丝杆362、推块363和推杆364。其中，推拉驱动电机361安装在块状材料铺设桁架35上；两根推拉丝杆362可转动地平行安装在块状材料铺设桁架35上，该两根推拉丝杆362与推拉驱动电机361的输出轴通过齿轮连接；每根推拉丝杆362均设置有一个推块363，该推块363与推拉丝杆362之间螺纹连接；推杆364的两端分别与两根推拉丝杆362上的推块363固定连接。

这样设置，在将装载有块状材料的移动托盘110从送料车4上转移到施工铺设工作车3上时，将装载块状材料的移动托盘110放置在推拉丝杆362上，通过推块363和推杆364进行定位，通过推拉驱动电机361带动推拉丝杆362转动，将移动托盘110移动至块状材料铺设桁架35上；当移动托盘110内的块状材料取完后，推拉驱动电机361反向转动，通过推块363和推杆364将空的移动托盘110推送至外侧，方便将空的移动托盘110送回送料车4。

参见图4至图8，在本实施例中，块状材料铺设机构37包括铺设吊架371、块状材料电动葫芦372和夹持器373。其中，铺设吊架371设置在移动托盘推拉机构36的上方，并且从施工铺设工作车底架31的一侧伸出；块状材料电动葫芦372可滑动地安装在该铺设吊架371上；夹持器373吊装在块状材料电动葫芦372上，该夹持器373可以随着块状材料电动葫芦372在铺设吊架371上左右移动，块状材料电动葫芦372可以将夹持器373放下或吊起，夹持器373用于将移动托盘110内的块状材料夹起并铺设到待铺设工作面100上。

如此设置，在铺设块状材料(混凝土预制块)时，先将块状材料电动葫芦372沿着铺设吊架371移动至移动托盘110的上方，块状材料电动葫芦372将夹持器373放下，通过夹持器373夹取移动托盘110内的块状材料；然后提升夹持器373，并将夹持器373携带块状材料一起沿铺设吊架371移动至施工铺设工作车底架31一侧的待铺设工作面100的上方；再通过块状材料电动葫芦372将夹持器373放下，夹持器373松开，将块状材料铺设在待铺设工作面100上的土工膜上方；随着施工铺设工作车3沿运输轨道1的移动，对整个待铺设工作面100进行混凝土预制块的铺设。

进一步地，在施工铺设工作车3还设置有一个动力系统，并且施工铺设工作车3与龙门上料工作车2上的牵引绞车通过钢丝绳相连接。当运输轨道1架设在斜面上时(待铺设工作面100为斜面)，在倾斜的运输轨道1上行驶的施工铺设工作车3采用绞车+自身携带的电机共同提供动力；当运输轨道1架设在平面上时(待铺设工作面100为平面)，可以仅由施工铺设工作车3自身携带的电机提供动力即可。

参见图9至图14，在本实施例中，送料车4包括一台低层送料及轨道拆装车41，该低层送料及轨道拆装车41主要包括低层送料车底框架411和低层送料装料箱412。其中，低层送料车底框架411可滑动地设置在运输轨道1上；低层送料装料箱412设置在低层送料车底框架411上，该低层送料装料箱412的一端铰接安装在低层送料车底框架411上，低层送料装料箱412的另一端与一个低层送料液压油缸416的活塞杆铰接，该低层送料液压油缸416的另一端铰接安装在低层送料车底框架411上；在低层送料装料箱412内还设置有移动托盘支撑架413。

在施工时，低层送料及轨道拆装车41沿运输轨道1移动至龙门上料工作车2附近，龙门上料工作车2将材料运输车上的细粒状材料(如砂、碎石)吊装到低层送料及轨道拆装车41的低层送料装料箱412内，将材料运输车上的块状材料(如装有混凝土预制块的移动托盘110)吊装到低层送料装料箱412内的移动托盘支撑架413上；装载有材料的低层送料及轨道拆装车41沿运输轨道1移动至施工铺设工作车3附近；施工铺设工作车3上的移动托盘推拉机构36将移动托盘支撑架413上的装有块状材料(混凝土预制块)的移动托盘110拉到施工铺设工作车3的块状材料铺设桁架35上；低层送料液压油缸416伸出将低层送料装料箱412的一端向上举升，细粒状材料从低层送料装料箱412的另一端卸料至施工铺设工作车3的细粒状材料料槽33内；即可实现将多种材料从材料运输车上输送至施工铺设工作车3上进行铺设施工。

进一步地，参见图9至图14，该低层送料及轨道拆装车41还包括一个轨道拆装吊架414和一个轨道拆装电动葫芦415。其中，轨道拆装吊架414可拆卸地安装在低层送料车底框架411上，并且该轨道拆装吊架414从低层送料车底框架411的一侧伸出；轨道拆装电动葫芦415可滑动地安装在轨道拆装吊架414上，用于吊装运输轨道1。

如此设置，在完成一个待铺设工作面100的铺设施工作业后，可以将运输轨道1分段拆开，通过该轨道拆装电动葫芦415吊起拆开的运输轨道1，并沿轨道拆装吊架414移动至下一个待铺设工作面100，然后将多段拆开的运输轨道1在下一工作面的上方拼接架设好，将施工铺设工作车3和送料车4吊至拼接好的运输轨道1上，将龙门上料工作车2移动至拼接好的运输轨道1的一端，即可进行下一个待铺设工作面100的铺设施工。

同样地，在低层送料及轨道拆装车41上也设置有一个动力系统，并且该低层送料及轨道拆装车41也与龙门上料工作车2上的牵引绞车通过钢丝绳相连接。当运输轨道1架设在斜面上时，在倾斜的运输轨道1上行驶的低层送料及轨道拆装车41采用绞车+自身携带的电机共同提供动力；当运输轨道1架设在平面上时，可以仅由低层送料及轨道拆装车41自身携带的电机提供动力即可。

参见图15至图18，在本实施例中，送料车4还包括一台高层送料车42，该高层送料车42主要包括高层送料车底框架421和高层送料装料箱422。其中，高层送料车底框架421可滑动地设置在运输轨道1上；高层送料装料箱422设置在高层送料车底框架421上，该高层送料装料箱422的一端铰接安装在高层送料车底框架421上，高层送料装料箱422的另一端与一个高层送料液压油缸426的活塞杆铰接，该高层送料液压油缸426的另一端铰接安装在高层送料车底框架421上。

该高层送料车42可以用于装运细粒状材料(砂、碎石)，可与低层送料及轨道拆装车41交替配合运输。在施工时，高层送料车42沿运输轨道1移动至龙门上料工作车2附近，龙门上料工作车2将材料运输车上的细粒状材料吊送至高层送料车42的高层送料装料箱422内；然后高层送料车42带着材料沿运输轨道1移动至施工铺设工作车3附近；通过高层送料液压油缸426将高层送料装料箱422的一端举升，细粒状材料从高层送料装料箱422的另一端卸料到施工铺设工作车3的细粒状材料料槽33内。

具体地，高层送料车42的高层送料车底框架421的架空高度高于低层送料及轨道拆装车41中低层送料车底框架411和低层送料装料箱412的整体高度；这样设置，在高层送料车底框架421的下方形成一个供低层送料及轨道拆装车41通过的通道。这样可以使高层送料车42与低层送料及轨道拆装车41方便地在运输轨道1上交替配合运输作业。例如，当低层送料及轨道拆装车41卸料到施工铺设工作车3时，可以将高层送料车42移动至龙门上料工作车2处进行装料；低层送料及轨道拆装车41卸料完成后返回至龙门上料工作车2处，同时将高层送料车42装载材料移动至施工铺设工作车3处卸料，如此反复，可以大大提高施工效率。

进一步地，参见图15至图18，在本实施例中，高层送料装料箱422与高层送料车底框架421铰接的一端还设置有一个活动门板423，该活动门板423的上沿与高层送料装料箱422的上部铰接，活动门板423的上部设置有一个连接块424，该连接块424与一根门板开关调节拉杆425的一端铰接，门板开关调节拉杆425的另一端铰接安装在高层送料车底框架421上。

如此设置，当高层送料液压油缸426推动高层送料装料箱422的一端举升时，门板开关调节拉杆425带动连接块424及其活动门板423绕着活动门板423与高层送料装料箱422上部的铰接处转动，将活动门板423的下部打开，材料即可方便地从高层送料装料箱422的一端卸料到细粒状材料料槽33内。

同样地，在高层送料车42上也设置有一个动力系统，并且该高层送料车42也与龙门上料工作车2上的牵引绞车通过钢丝绳相连接。当运输轨道1架设在斜面上时，在倾斜的运输轨道1上行驶的高层送料车42采用绞车+自身携带的电机共同提供动力；当运输轨道1架设在平面上时，可以仅由高层送料车42自身携带的电机提供动力即可。

参见图19至图22，在本实施例中，龙门上料工作车2主要包括龙门架21和吊装电动葫芦22。其中，龙门架21设置在运输轨道1的一端；吊装电动葫芦22安装在龙门架21上，该吊装电动葫芦22用于将材料从材料运输车上吊装到低层送料及轨道拆装车41和高层送料车42上。在施工时，材料运输车开到龙门架21下方，将吊装电动葫芦22沿龙门架21移动至材料运输车上方，将材料集装箱吊起后再沿龙门架21移动至低层送料及轨道拆装车41、高层送料车42上方，将材料卸至低层送料及轨道拆装车41、高层送料车42上即可。

进一步地，参见图19至图22，该龙门上料工作车2还包括顶部牵引绞车23、改向轮24和拉绳(图中未示出)。顶部牵引绞车23安装在龙门架21的顶部；改向轮24安装在龙门架21的下部；拉绳缠绕设置在顶部牵引绞车23上，并且该拉绳绕过改向轮24与低层送料及轨道拆装车41、高层送料车42、施工铺设工作车3相连接。通过该顶部牵引绞车23、改向轮24和拉绳，可以为低层送料及轨道拆装车41、高层送料车42、施工铺设工作车3在倾斜设置的运输轨道1上运动提供动力。

进一步地，参见图19至图22，该龙门上料工作车2还包括一个履带移动底盘25，龙门架21安装在该履带移动底盘25上。这样设置，通过自身携带的履带移动底盘25，可以驱动龙门上料工作车2从一个工位(一个待铺设工作面100处)移动至下一个工位。

该土工膜铺设系统的土工膜铺设施工方法如下：

步骤S1：首先在待铺设工作面100的上方铺设运输轨道1，将龙门上料工作车2移动至运输轨道1的一端并与运输轨道1连接固定，将施工铺设工作车3和送料车4吊装至运输轨道1上；

步骤S2：通过龙门上料工作车2将材料从材料运输车上吊装到送料车4上(低层送料及轨道拆装车41或高层送料车42)，送料车4沿运输轨道1移动至施工铺设工作车3处，并将材料(砂、碎石)转移到施工铺设工作车3的细粒状材料料槽33内；

步骤S3：施工铺设工作车3沿运输轨道1移动，在移动过程中通过细粒状材料送料螺旋32和旋转撒铺机34将细粒状材料(砂、碎石)均匀地铺撒在待铺设工作面100上，从而完成一个工作面的支持层铺设工作；

步骤S4：完成支持层的铺设作业后，在施工铺设工作车3的土工膜卷筒安装工位311上安放土工膜卷筒，将土工膜的起始端固定在支持层中；使施工铺设工作车3沿运输轨道1移动，在移动过程中将土工膜铺设在支持层的上方，完成一个工作面的土工膜铺设；

步骤S5：完成土工膜的铺设作业后，在土工膜的上方再铺设一层碎石和砂，然后再铺设混凝土预制块；混凝土预制块铺设时，龙门上料工作车2将装有块状材料的移动托盘110吊装到送料车4上(低层送料及轨道拆装车41或高层送料车42)，送料车4沿运输轨道1移动至施工铺设工作车3处；施工铺设工作车3中的移动托盘推拉机构36将块状材料(混凝土预制块)从送料车4上拉到施工铺设工作车3上；施工铺设工作车3沿运输轨道1移动，在移动过程中通过块状材料铺设机构37将移动托盘110内的块状材料吊装并铺设在待铺设工作面100上土工膜的上方，完成一个工作面的保护层铺设；铺设完成后通过移动托盘吊架38将空的移动托盘110吊回至送料车4上。

完成一个工作面的支持层、土工膜和保护层铺设后，将运输轨道1的一部分断开，将轨道拆装吊架414安装在低层送料车底框架411上，通过低层送料及轨道拆装车41的轨道拆装吊架414和轨道拆装电动葫芦415将断开的运输轨道1移动至下一个待铺设工作面100的上方；如此重复将多段断开的运输轨道1移动至下一个待铺设工作面100的上方；然后将多段断开的运输轨道1连接形成整体的运输轨道1；将龙门上料工作车2移动至重新安装好的运输轨道1的一端并固定好，将施工铺设工作车3、低层送料及轨道拆装车41、高层送料车42吊装到新的运输轨道1上；重复上述步骤S2至步骤S5进行下一个待铺设工作面100的土工膜铺设施工。

总体而言，本发明的土工膜铺设系统能够有效地减少人工投入，降低施工成本，在相同的时间、工作量下，原来人工铺设需投入40人左右，采用本发明的土工膜铺设系统后只需8人即可完成铺设工作；在铺设质量方面也有很大提升，所有施工作业人员均不在铺设好的土工膜上作业，有效减少了人为对土工膜的破坏，材料的铺设均是机械设备轻拿轻放，减少了材料之间的碰撞；而且，本发明的土工膜铺设系统铺设成果的标准化较强，设备施工前可以先做实验，调整设备参数，使其铺设满足工程设计要求后，再进行全面铺设，铺设标准统一，减少了人工铺设中施工人员差异带来的铺设效果差异的因素。

以上所述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 (13)

1.一种土工膜铺设系统，其特征在于，包括：

运输轨道(1)，设于待铺设工作面(100)的上方；

龙门上料工作车(2)，设于所述运输轨道(1)的一端；

施工铺设工作车(3)，可滑动地设于所述运输轨道(1)上，以在所述待铺设工作面(100)上铺设支持层、土工膜及保护层；

送料车(4)，可滑动地设于所述运输轨道(1)上，以将待铺设材料从所述龙门上料工作车(2)输送至所述施工铺设工作车(3)。

2.根据权利要求1所述的土工膜铺设系统，其特征在于，所述施工铺设工作车(3)包括：

施工铺设工作车底架(31)，可滑动地设于所述运输轨道(1)上，所述施工铺设工作车底架(31)的一侧设有土工膜卷筒安装工位(311)；

细粒状材料送料螺旋(32)，安装在所述施工铺设工作车底架(31)上，所述细粒状材料送料螺旋(32)的出料端从所述施工铺设工作车底架(31)的一侧伸出；

细粒状材料料槽(33)，安装在所述施工铺设工作车底架(31)上，以接收所述送料车(4)输送的细粒状材料并将材料送至所述细粒状材料送料螺旋(32)；

旋转撒铺机(34)，安装在所述细粒状材料送料螺旋(32)的出料端下方，以将所述细粒状材料送料螺旋(32)内的材料铺撒在所述待铺设工作面(100)上。

3.根据权利要求2所述的土工膜铺设系统，其特征在于，所述施工铺设工作车(3)还包括：

块状材料铺设桁架(35)，安装在所述施工铺设工作车底架(31)上；

移动托盘推拉机构(36)，安装在所述块状材料铺设桁架(35)上，以将装有块状材料的移动托盘(110)从所述送料车(4)上拉到所述施工铺设工作车(3)上；

块状材料铺设机构(37)，安装在所述块状材料铺设桁架(35)的上方，以将所述移动托盘(110)内的块状材料铺设在所述待铺设工作面(100)上；

移动托盘吊架(38)，安装在所述移动托盘推拉机构(36)的上方，以将空的所述移动托盘(110)从所述施工铺设工作车(3)上吊至所述送料车(4)上。

4.根据权利要求3所述的土工膜铺设系统，其特征在于，所述块状材料铺设机构(37)包括：

铺设吊架(371)，设于所述移动托盘推拉机构(36)的上方，并从所述施工铺设工作车底架(31)的一侧伸出；

块状材料电动葫芦(372)，可滑动地安装在所述铺设吊架(371)上；

夹持器(373)，吊装在所述块状材料电动葫芦(372)上，以将所述移动托盘(110)内的块状材料夹起并铺设到所述待铺设工作面(100)上。

5.根据权利要求1所述的土工膜铺设系统，其特征在于，所述送料车(4)包括一低层送料及轨道拆装车(41)，所述低层送料及轨道拆装车(41)包括：

低层送料车底框架(411)，可滑动地设于所述运输轨道(1)上；

低层送料装料箱(412)，设于所述低层送料车底框架(411)上，所述低层送料装料箱(412)的一端铰接安装在所述低层送料车底框架(411)上，所述低层送料装料箱(412)的另一端与一低层送料液压油缸(416)的活塞杆铰接，所述低层送料液压油缸(416)的另一端铰接安装在所述低层送料车底框架(411)上；所述低层送料装料箱(412)内设有移动托盘支撑架(413)。

6.根据权利要求5所述的土工膜铺设系统，其特征在于，所述低层送料及轨道拆装车(41)还包括：

轨道拆装吊架(414)，可拆卸地安装在所述低层送料车底框架(411)上，所述轨道拆装吊架(414)从所述低层送料车底框架(411)的一侧伸出；

轨道拆装电动葫芦(415)，可滑动地安装在所述轨道拆装吊架(414)上，以吊装所述运输轨道(1)。

7.根据权利要求5所述的土工膜铺设系统，其特征在于，所述送料车(4)还包括一高层送料车(42)，所述高层送料车(42)包括：

高层送料车底框架(421)，可滑动地设于所述运输轨道(1)上，所述高层送料车底框架(421)的架空高度高于所述低层送料车底框架(411)和所述低层送料装料箱(412)的整体高度；

高层送料装料箱(422)，设于所述高层送料车底框架(421)上，所述高层送料装料箱(422)的一端铰接安装在所述高层送料车底框架(421)上，所述高层送料装料箱(422)的另一端与一高层送料液压油缸(426)的活塞杆铰接，所述高层送料液压油缸(426)的另一端铰接安装在所述高层送料车底框架(421)上。

8.根据权利要求7所述的土工膜铺设系统，其特征在于，所述高层送料装料箱(422)与所述高层送料车底框架(421)铰接的一端设有一活动门板(423)，所述活动门板(423)的上沿与所述高层送料装料箱(422)的上部铰接，所述活动门板(423)的上部设有一连接块(424)，所述连接块(424)与一门板开关调节拉杆(425)的一端铰接，所述门板开关调节拉杆(425)的另一端铰接安装在所述高层送料车底框架(421)上。

9.根据权利要求1～8中任意一项所述的土工膜铺设系统，其特征在于，所述龙门上料工作车(2)包括：

龙门架(21)，设于所述运输轨道(1)的一端；

吊装电动葫芦(22)，安装在所述龙门架(21)上，以将待铺设材料从材料运输车上吊装到所述送料车(4)上。

10.根据权利要求9所述的土工膜铺设系统，其特征在于，所述龙门上料工作车(2)还包括：

顶部牵引绞车(23)，安装在所述龙门架(21)的顶部；

改向轮(24)，安装在所述龙门架(21)的下部；

拉绳，缠绕设置在所述顶部牵引绞车(23)上，所述拉绳绕过所述改向轮(24)与所述施工铺设工作车(3)和所述送料车(4)相连接。

11.根据权利要求9所述的土工膜铺设系统，其特征在于，所述龙门上料工作车(2)还包括一履带移动底盘(25)，所述龙门架(21)设于所述履带移动底盘(25)上。

12.一种土工膜铺设方法，其特征在于，采用如权利要求1～11中任意一项所述的土工膜铺设系统在待铺设工作面(100)上铺设土工膜，所述土工膜铺设方法包括以下步骤：

步骤S1：在待铺设工作面(100)的上方铺设运输轨道(1)，在运输轨道(1)的一端设置龙门上料工作车(2)，将施工铺设工作车(3)和送料车(4)吊装至运输轨道(1)上；

步骤S2：龙门上料工作车(2)将待铺设材料吊装到送料车(4)上，送料车(4)沿运输轨道(1)移动至施工铺设工作车(3)处，并将材料转移到施工铺设工作车(3)上；

步骤S3：施工铺设工作车(3)沿运输轨道(1)移动，在移动过程中将细粒状材料均匀地铺撒在待铺设工作面(100)上，完成一个工作面的支持层铺设；

步骤S4：在施工铺设工作车(3)上安放土工膜卷筒，将土工膜起始端固定在支持层中；使施工铺设工作车(3)沿运输轨道(1)移动，在移动过程中将土工膜铺设在支持层的上方，完成一个工作面的土工膜铺设；

步骤S5：在铺好的土工膜上方再铺设细粒状材料；龙门上料工作车(2)将装有块状材料的移动托盘(110)吊装到送料车(4)上，运输车(4)沿运输轨道(1)移动至施工铺设工作车(3)处；施工铺设工作车(3)将块状材料从运输车(4)上转移到施工铺设工作车(3)上；施工铺设工作车(3)沿运输轨道(1)移动，在移动过程中将块状材料铺设在土工膜的上方，完成一个工作面的保护层铺设。

13.根据权利要求12所述的土工膜铺设方法，其特征在于，完成一个工作面的支持层、土工膜和保护层铺设后，将运输轨道(1)的一部分断开，通过低层送料及轨道拆装车(41)的轨道拆装吊架(414)和轨道拆装电动葫芦(415)将断开的运输轨道(1)移动至下一个待铺设工作面(100)的上方；如此重复将多段断开的运输轨道(1)移动至下一个待铺设工作面(100)的上方；将多段断开的运输轨道(1)连接形成整体的运输轨道(1)；重复步骤S2至步骤S5进行下一个待铺设工作面(100)的土工膜铺设施工。

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