CN113293737A - 一种土工膜铺设系统的施工铺设工作车及铺设方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土工膜铺设系统的施工铺设工作车及铺设方法，施工铺设工作车包括：施工铺设工作车底架，可滑动地设于土工膜铺设系统的运输轨道上，施工铺设工作车底架上设有土工膜卷筒安装工位；细粒状材料铺设装置，安装在施工铺设工作车底架上，细粒状材料铺设装置与土工膜铺设系统的送料车对接，将送料车输送的细粒状材料铺设在待铺设工作面上；块状材料铺设装置，安装在施工铺设工作车底架上，块状材料铺设装置与送料车对接，将送料车输送的块状材料铺设在待铺设工作面上。该施工铺设工作车能够有效降低土工膜铺设施工的人力成本，提高施工质量和施工效率。

Description

一种土工膜铺设系统的施工铺设工作车及铺设方法

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的施工铺设工作车及铺设方法。

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的施工铺设工作车及铺设方法，该施工铺设工作车能够有效降低土工膜铺设施工的人力成本，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的施工铺设工作车，包括：

施工铺设工作车底架，可滑动地设于土工膜铺设系统的运输轨道上，施工铺设工作车底架上设有土工膜卷筒安装工位；

细粒状材料铺设装置，安装在施工铺设工作车底架上，细粒状材料铺设装置与土工膜铺设系统的送料车对接，将送料车输送的细粒状材料铺设在待铺设工作面上；

块状材料铺设装置，安装在施工铺设工作车底架上，块状材料铺设装置与送料车对接，将送料车输送的块状材料铺设在待铺设工作面上。

进一步地，细粒状材料铺设装置包括：

细粒状材料料槽，安装在施工铺设工作车底架上；

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进料端位于细粒状材料料槽的下方，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；

旋转撒铺机，安装在细粒状材料送料螺旋的出料端下方，旋转撒铺机的进料口与细粒状材料送料螺旋的出料端相连通。

进一步地，细粒状材料料槽的出料端铰接安装在施工铺设工作车底架上，细粒状材料送料螺旋的进料端安装在细粒状材料料槽的出料端下方。

进一步地，块状材料铺设装置包括：

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，移动托盘推拉机构与送料车对接，将装有块状材料的移动托盘从送料车上转移至块状材料铺设桁架上；

块状材料吊装机构，安装在移动托盘推拉机构的上方，将块状材料铺设桁架上的块状材料吊装铺设在待铺设工作面上。

进一步地，块状材料吊装机构包括：

铺设吊架，安装在移动托盘推拉机构的上方且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。

进一步地，移动托盘推拉机构包括：

推拉驱动电机，安装在块状材料铺设桁架上；

两根推拉丝杆，可转动地平行安装在块状材料铺设桁架上，推拉丝杆与推拉驱动电机的输出轴通过齿轮连接；

推块，安装在两根推拉丝杆上，推块与推拉丝杆之间螺纹连接；

推杆，推杆的两端分别与两根推拉丝杆上的推块固定连接。

进一步地，块状材料铺设装置还包括一移动托盘吊架，移动托盘吊架安装在移动托盘推拉机构的上方；移动托盘吊架与送料车对接，将空的移动托盘从块状材料铺设桁架上吊至送料车上。

进一步地，施工铺设工作车底架上安装有用于驱动施工铺设工作车沿运输轨道移动的动力系统。

进一步地，施工铺设工作车底架通过拉绳与土工膜铺设系统的龙门上料工作车上的牵引绞车相连接。

根据本发明的另一方面，提供了一种土工膜的铺设方法，采用上述的施工铺设工作车进行铺设，该铺设方法包括以下步骤：

步骤S1：施工铺设工作车与送料车对接，将送料车上的细粒状材料转移到细粒状材料料槽内；细粒状材料料槽将细粒状材料送入细粒状材料送料螺旋的进料端，并经细粒状材料送料螺旋的出料端进入旋转撒铺机；在施工铺设工作车沿运输轨道移动的过程中，旋转撒铺机将细粒状材料撒铺在待铺设工作面上，形成支持层；

步骤S2：在土工膜卷筒安装工位上安装好土工膜卷筒，将土工膜的起始端固定在支持层中；在施工铺设工作车沿运输轨道移动的过程中，将土工膜铺设在支持层的上方；

步骤S3：在铺好的土工膜上再铺设细粒状材料，然后通过移动托盘推拉机构将装载有块状材料的移动托盘推拉至块状材料铺设桁架上；夹持器将移动托盘内的块状材料夹持吊起并沿铺设吊架移动至待铺设工作面的上方；在施工铺设工作车沿运输轨道移动的过程中，夹持器将块状材料放置在铺好的土工膜上，形成保护层。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

通过设置施工铺设工作车底架，在施工铺设工作车底架上设置土工膜卷筒安装工位，并安装细粒状材料铺设装置和块状材料铺设装置；在施工时，通过细粒状材料铺设装置接收送料车输送的细粒状材料(如砂、碎石)，并在施工铺设工作车沿运输轨道移动的过程中，将细粒状材料撒铺在待铺设工作面上形成支持层；在土工膜卷筒安装工位上安装土工膜卷筒，并在施工铺设工作车沿运输轨道移动的过程中，将土工膜铺设在支持层上；在土工膜上再铺设碎石、砂；通过块状材料铺设装置接收送料车输送的块状材料(如混凝土预制块)，并在施工铺设工作车沿运输轨道移动的过程中，将块状材料铺设在土工膜上，形成保护层。该施工铺设工作车应用于土工膜铺设系统中，能够依次完成土工膜下方的支持层、土工膜以及土工膜上方的保护层的铺设工作，能够有效降低土工膜铺设施工的人力成本，提高施工质量和施工效率。

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为土工膜铺设系统应用时的侧视示意图。

图2为土工膜铺设系统应用时的主视示意图。

图3为土工膜铺设系统应用时的俯视示意图。

图4为本发明的施工铺设工作车的立体结构示意图(土工膜卷筒安装工位未示出)。

图5为本发明的施工铺设工作车的侧视结构示意图。

图6为图5中A处的局部放大图。

图7为本发明的施工铺设工作车的主视结构示意图(土工膜卷筒安装工位未示出)。

图8为本发明的施工铺设工作车的俯视结构示意图(土工膜卷筒安装工位未示出)。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、施工铺设工作车底架；2、细粒状材料铺设装置；3、块状材料铺设装置；4、动力系统；11、土工膜卷筒安装工位；21、细粒状材料料槽；22、细粒状材料送料螺旋；23、旋转撒铺机；31、块状材料铺设桁架；32、移动托盘推拉机构；33、铺设吊架；34、块状材料电动葫芦；35、夹持器；36、移动托盘吊架；100、运输轨道；110、送料车；111、移动托盘；120、龙门上料工作车；121、牵引绞车；112、高层送料车；113、低层送料及轨道拆装车；130、施工铺设工作车；321、推拉驱动电机；322、推拉丝杆；323、推块；324、推杆。

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4至图8，一种本发明实施例的土工膜铺设系统的施工铺设工作车130。该土工膜铺设系统主要包括运输轨道100(为双行轨道，可以同时供两台车通过轨道)，在运输轨道100的一端设置有龙门上料工作车120，龙门上料工作车120的顶部设有牵引绞车121，在运输轨道100上可滑动地设置有送料车110(包括高层送料车112、低层送料及轨道拆装车113)以及施工铺设工作车130(如图1至图3所示)。该土工膜铺设系统工作时，通过龙门上料工作车120将材料运输车上的铺设材料吊装到送料车110上，然后经送料车110运输到施工铺设工作车130进行铺设施工。

由图4至图8可见，该施工铺设工作车130主要包括施工铺设工作车底架1、细粒状材料铺设装置2和块状材料铺设装置3。其中，施工铺设工作车底架1可滑动地设置在土工膜铺设系统的运输轨道100上，在该施工铺设工作车底架1的一侧(于待铺设工作面的上方)设置有土工膜卷筒安装工位11，用于安装土工膜卷筒；细粒状材料铺设装置2安装在施工铺设工作车底架1上，该细粒状材料铺设装置2与土工膜铺设系统的送料车110对接，用于将送料车110输送的细粒状材料(如砂、碎石等)铺设在待铺设工作面上；块状材料铺设装置3安装在施工铺设工作车底架1上，该块状材料铺设装置3与送料车110对接，用于将送料车110输送的块状材料(如混凝土预制块)铺设在待铺设工作面上。

上述的施工铺设工作车130，通过设置可滑动的施工铺设工作车底架1，在施工铺设工作车底架1上设置土工膜卷筒安装工位11，并安装细粒状材料铺设装置2和块状材料铺设装置3；在施工时，通过细粒状材料铺设装置2接收送料车110输送的细粒状材料，并在施工铺设工作车130沿运输轨道100移动的过程中，将细粒状材料撒铺在待铺设工作面上；在土工膜卷筒安装工位11上安装土工膜卷筒，并在施工铺设工作车130沿运输轨道100移动的过程中，将土工膜铺设在支持层上；通过块状材料铺设装置3接收送料车110输送的块状材料，并在施工铺设工作车130沿运输轨道100移动的过程中，将块状材料铺设在土工膜上。该施工铺设工作车130应用于土工膜铺设系统中，能够依次完成土工膜下方的支持层、土工膜以及土工膜上方的保护层的铺设工作，能够有效降低土工膜铺设施工的人力成本，提高施工质量和施工效率。

具体来说，在本实施例中，细粒状材料铺设装置2包括细粒状材料料槽21、细粒状材料送料螺旋22和旋转撒铺机23。其中，细粒状材料料槽21安装在施工铺设工作车底架1上；细粒状材料送料螺旋22安装在施工铺设工作车底架1上，并且该细粒状材料送料螺旋22的进料端位于细粒状材料料槽21的下方，细粒状材料送料螺旋22的出料端从施工铺设工作车底架1的一侧伸出至待铺设工作面的上方；旋转撒铺机23安装在细粒状材料送料螺旋22的出料端下方，该旋转撒铺机23的进料口与细粒状材料送料螺旋22的出料端相连通。

如此设置，在施工时，送料车110将细粒状材料转移到细粒状材料料槽21内；细粒状材料料槽21将细粒状材料倒入细粒状材料送料螺旋22的进料端；细粒状材料送料螺旋22将细粒状材料由进料端输送到出料端并落入旋转撒铺机23内；在施工铺设工作车130沿运输轨道100移动的过程中，旋转撒铺机23将细粒状材料均匀地撒铺在待铺设工作面上，形成支持层。

参见图5，在本实施例中，细粒状材料料槽21的出料端铰接安装在施工铺设工作车底架1上，细粒状材料送料螺旋22的进料端安装在细粒状材料料槽21的出料端下方。这样设置，只需将细粒状材料料槽21沿铰接轴翻转，即可将细粒状材料料槽21内的细粒状材料转移到细粒状材料送料螺旋22内，操作非常方便。

在本实施例中，块状材料铺设装置3具体包括块状材料铺设桁架31、移动托盘推拉机构32和块状材料吊装机构。其中，块状材料铺设桁架31安装在施工铺设工作车底架1上；移动托盘推拉机构32安装在块状材料铺设桁架31上，该移动托盘推拉机构32与送料车110对接，用于将装有块状材料(如混凝土预制块)的移动托盘111从送料车110上转移至块状材料铺设桁架31上；块状材料吊装机构安装在移动托盘推拉机构32的上方，用于将块状材料铺设桁架31上的块状材料吊装铺设在待铺设工作面上。

在铺设保护层时，在铺好的土工膜的上方先铺设碎石和砂，然后铺设块状材料(混凝土预制块)；铺设块状材料时，先将送料车110与施工铺设工作车130对接，通过移动托盘推拉机构32将送料车110上的装载有块状材料的移动托盘111拉到块状材料铺设桁架31上；然后通过块状材料吊装机构将移动托盘111内的块状材料吊起并铺设在待铺设工作面上已经铺好的土工膜上，随着施工铺设工作车130沿运输轨道100的移动，完成整体保护层的铺设施工。

具体来说，在本实施例中，块状材料吊装机构包括铺设吊架33、块状材料电动葫芦34和夹持器35。其中，铺设吊架33固定安装在移动托盘推拉机构32的上方且从施工铺设工作车底架1的一侧伸出至待铺设工作面的上方；块状材料电动葫芦34可滑动地安装在铺设吊架33上；夹持器35吊装在块状材料电动葫芦34上。在吊装块状材料时，首先块状材料电动葫芦34沿铺设吊架33移动，将夹持器35移动至装载有块状材料的移动托盘111的上方；然后块状材料电动葫芦34将夹持器35放下，夹取块状材料后再上升；夹持器35夹取块状材料沿铺设吊架33移动至待铺设工作面上方，然后块状材料电动葫芦34将夹持器35下降，夹持器35松开块状材料，将块状材料铺设在已经铺好的土工膜上。

参见图5和图6，在本实施例中，移动托盘推拉机构32包括推拉驱动电机321、两根推拉丝杆322、推块323和推杆324。其中，推拉驱动电机321安装在块状材料铺设桁架31上；两根推拉丝杆322可转动地平行安装在块状材料铺设桁架31上，该两根推拉丝杆322与推拉驱动电机321的输出轴通过齿轮连接；每根推拉丝杆322均设置有一个推块323，该推块323与推拉丝杆322之间螺纹连接；推杆324的两端分别与两根推拉丝杆322上的推块323固定连接。

这样设置，在将装载有块状材料的移动托盘111从送料车110上转移到施工铺设工作车130上时，将装载材料的移动托盘111放置在推拉丝杆322上，通过推块323和推杆324进行定位，通过推拉驱动电机321带动推拉丝杆322转动，将移动托盘111移动至块状材料铺设桁架31上铺设吊架33的下方；当移动托盘111内的块状材料取完后，推拉驱动电机321反向转动，通过推块323和推杆324将空的移动托盘111推送至外侧，方便将空的移动托盘111送回送料车110。

在本实施例中，块状材料铺设装置3还包括一个移动托盘吊架36，该移动托盘吊架36安装在移动托盘推拉机构32的上方；该移动托盘吊架36与送料车110对接，用于将空的移动托盘110从块状材料铺设桁架31上吊至送料车110上。当移动托盘111内的块状材料取完后，推拉驱动电机321反向转动，通过推块323和推杆324将空的移动托盘111推送至外侧，此时空的移动托盘111位于移动托盘吊架36的下方，通过该移动托盘吊架36将空的移动托盘111吊起，即可将其送回送料车110，并为下一个装载块状材料的移动托盘111腾出位置。

在本实施例中，施工铺设工作车底架1上安装有动力系统4，该动力系统4用于驱动施工铺设工作车130沿运输轨道100移动，为施工铺设工作车130在运输轨道100上运动提供动力。进一步地，施工铺设工作车底架1还通过一根拉绳(图中未示出)与土工膜铺设系统的龙门上料工作车120上的牵引绞车121相连接。可以通过牵引绞车121牵引施工铺设工作车130在运输轨道100上移动。具体地，当运输轨道100架设在斜面上时，在倾斜的运输轨道100上行驶的施工铺设工作车130采用绞车+自身携带的电机(动力系统4)共同提供动力；当运输轨道100架设在平面上时，可以仅由施工铺设工作车130自身携带的电机提供动力即可。

采用上述的施工铺设工作车130进行铺设支持层、土工膜及保护层时，其具体铺设方法如下：

铺设支持层时，施工铺设工作车130与送料车110对接，将送料车110上的细粒状材料(砂、碎石)转移到细粒状材料料槽21内；细粒状材料料槽21将细粒状材料送入细粒状材料送料螺旋22的进料端，并经细粒状材料送料螺旋22的出料端进入旋转撒铺机23；在施工铺设工作车130沿运输轨道100移动的过程中，旋转撒铺机23将细粒状材料撒铺在待铺设工作面上，形成支持层；

铺设土工膜时，在土工膜卷筒安装工位11上安装好土工膜卷筒，将土工膜的起始端固定在铺设好的支持层中；在施工铺设工作车130沿运输轨道100移动的过程中，将土工膜铺设在支持层的上方；

在铺好的土工膜的上方再铺设碎石和砂，然后再铺设块状材料(混凝土预制块)；铺设块状材料时，移动托盘推拉机构32将装载有块状材料的移动托盘111推拉至块状材料铺设桁架31上；夹持器35将移动托盘111内的块状材料夹持吊起并沿铺设吊架33移动至待铺设工作面的上方；在施工铺设工作车130沿运输轨道100移动的过程中，夹持器35将块状材料放置在铺好的土工膜上，完成保护层的铺设。

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 (10)

1.一种土工膜铺设系统的施工铺设工作车，其特征在于，包括：

施工铺设工作车底架(1)，可滑动地设于所述土工膜铺设系统的运输轨道(100)上，所述施工铺设工作车底架(1)上设有土工膜卷筒安装工位(11)；

细粒状材料铺设装置(2)，安装在所述施工铺设工作车底架(1)上，所述细粒状材料铺设装置(2)与所述土工膜铺设系统的送料车(110)对接，将所述送料车(110)输送的细粒状材料铺设在待铺设工作面上；

块状材料铺设装置(3)，安装在所述施工铺设工作车底架(1)上，所述块状材料铺设装置(3)与所述送料车(110)对接，将所述送料车(110)输送的块状材料铺设在待铺设工作面上。

2.根据权利要求1所述的土工膜铺设系统的施工铺设工作车，其特征在于，所述细粒状材料铺设装置(2)包括：

细粒状材料料槽(21)，安装在所述施工铺设工作车底架(1)上；

细粒状材料送料螺旋(22)，安装在所述施工铺设工作车底架(1)上，所述细粒状材料送料螺旋(22)的进料端位于所述细粒状材料料槽(21)的下方，所述细粒状材料送料螺旋(22)的出料端从所述施工铺设工作车底架(1)的一侧伸出；

旋转撒铺机(23)，安装在所述细粒状材料送料螺旋(22)的出料端下方，所述旋转撒铺机(23)的进料口与所述细粒状材料送料螺旋(22)的出料端相连通。

3.根据权利要求2所述的土工膜铺设系统的施工铺设工作车，其特征在于，所述细粒状材料料槽(21)的出料端铰接安装在所述施工铺设工作车底架(1)上，所述细粒状材料送料螺旋(22)的进料端安装在所述细粒状材料料槽(21)的出料端下方。

4.根据权利要求1所述的土工膜铺设系统的施工铺设工作车，其特征在于，所述块状材料铺设装置(3)包括：

块状材料铺设桁架(31)，安装在所述施工铺设工作车底架(1)上；

移动托盘推拉机构(32)，安装在所述块状材料铺设桁架(31)上，所述移动托盘推拉机构(32)与所述送料车(110)对接，将装有块状材料的移动托盘(111)从所述送料车(110)上转移至所述块状材料铺设桁架(31)上；

块状材料吊装机构，安装在所述移动托盘推拉机构(32)的上方，将所述块状材料铺设桁架(31)上的块状材料吊装铺设在待铺设工作面上。

5.根据权利要求4所述的土工膜铺设系统的施工铺设工作车，其特征在于，所述块状材料吊装机构包括：

铺设吊架(33)，安装在所述移动托盘推拉机构(32)的上方且从所述施工铺设工作车底架(1)的一侧伸出；

块状材料电动葫芦(34)，可滑动地安装在所述铺设吊架(33)上；

夹持器(35)，吊装在所述块状材料电动葫芦(34)上。

6.根据权利要求4所述的土工膜铺设系统的施工铺设工作车，其特征在于，所述移动托盘推拉机构(32)包括：

推拉驱动电机(321)，安装在所述块状材料铺设桁架(31)上；

两根推拉丝杆(322)，可转动地平行安装在所述块状材料铺设桁架(31)上，所述推拉丝杆(322)与所述推拉驱动电机(321)的输出轴通过齿轮连接；

推块(323)，安装在两根所述推拉丝杆(322)上，所述推块(323)与所述推拉丝杆(322)之间螺纹连接；

推杆(324)，所述推杆(324)的两端分别与两根所述推拉丝杆(322)上的所述推块(323)固定连接。

7.根据权利要求4所述的土工膜铺设系统的施工铺设工作车，其特征在于，所述块状材料铺设装置(3)还包括一移动托盘吊架(36)，所述移动托盘吊架(36)安装在所述移动托盘推拉机构(32)的上方；所述移动托盘吊架(36)与所述送料车(110)对接，将空的所述移动托盘(110)从所述块状材料铺设桁架(31)上吊至所述送料车(110)上。

8.根据权利要求1～7中任意一项所述的土工膜铺设系统的施工铺设工作车，其特征在于，所述施工铺设工作车底架(1)上安装有用于驱动所述施工铺设工作车沿所述运输轨道(100)移动的动力系统(4)。

9.根据权利要求1～7中任意一项所述的土工膜铺设系统的施工铺设工作车，其特征在于，所述施工铺设工作车底架(1)通过拉绳与所述土工膜铺设系统的龙门上料工作车(120)上的牵引绞车(121)相连接。

10.一种土工膜的铺设方法，其特征在于，采用如权利要求1～8中任意一项所述的施工铺设工作车进行铺设，所述铺设方法包括以下步骤：

步骤S1：施工铺设工作车与送料车(110)对接，将送料车(110)上的细粒状材料转移到细粒状材料料槽(21)内；细粒状材料料槽(21)将细粒状材料送入细粒状材料送料螺旋(22)的进料端，并经细粒状材料送料螺旋(22)的出料端进入旋转撒铺机(23)；在施工铺设工作车沿运输轨道(100)移动的过程中，旋转撒铺机(23)将细粒状材料撒铺在待铺设工作面上，形成支持层；

步骤S2：在土工膜卷筒安装工位(11)上安装好土工膜卷筒，将土工膜的起始端固定在支持层中；在施工铺设工作车沿运输轨道(100)移动的过程中，将土工膜铺设在支持层的上方；

步骤S3：在铺好的土工膜上再铺设细粒状材料，然后通过移动托盘推拉机构(32)将装载有块状材料的移动托盘(111)推拉至块状材料铺设桁架(31)上；夹持器(35)将移动托盘(111)内的块状材料夹持吊起并沿铺设吊架(33)移动至待铺设工作面的上方；在施工铺设工作车沿运输轨道(100)移动的过程中，夹持器(35)将块状材料放置在铺好的土工膜上，形成保护层。

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