CN116695673A - 一种防洪水利堤坝夯实加固装置及其加固方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种建筑工程机械技术，具体是一种防洪水利堤坝夯实加固装置及其加固方法,该装置包括夯实机壳体，夯实机壳体的下方活动设置有压实块，夯实机壳体内设置有连接压实块的液压动力机构，液压动力机构用于驱使压实块沿着夯实机壳体的高度方向来回运动；在夯实机壳体上还设置有吸尘结构，吸尘结构与液压动力机构相配合，且在夯实机壳体的外壁上安装有水箱；吸尘结构在液压动力机构驱使压实块来回运动时，将压实块四周的空气吸入到水箱中，并通过水箱中的水液吸附扬尘后排出。通过将吸尘结构与液压动力结构相结合，实现扬尘吸附的效果，在不增加额外动力结构的前提下，解决了扬尘的问题。

Description

一种防洪水利堤坝夯实加固装置及其加固方法

技术领域

本发明涉及一种建筑工程机械技术，具体是一种防洪水利堤坝夯实加固装置及其加固方法。

背景技术

在水利工程中，堤坝是一种十分常见的工程项目，由于建筑工程的所用材料不同，堤坝也有很多种类，比如混凝土坝、干砌石坝、土石坝、土坝等。由于建筑成本及地理特点等因素，土质堤坝相比其他种类的堤坝相对要多一些，因为其施工容易，成本较低，许多地方可以就地取材进行施工，而且周期也较短，但土质堤坝也相对容易出现裂缝、渗漏、背水滑塌、临水崩塌、漫溢和决口等险情。

堤坝裂缝是十分常见的一种险情，由于裂缝中会慢慢渗透进水，加上堤坝是由土质组成,遇水会变软，加速裂缝的扩大，有可能引起决口和溃堤的危险，所以要经常对堤坝进行检查，特别是汛期，更要时时注意堤坝裂缝的发生情况，及时处理，避免险情的发生。

目前常用的夯实设备多为高速液压夯实机，将液压夯实机安装在铲车或挖掘机上便可执行夯实工作。但是实际夯实的施工场景多为平坦地块，对于堤坝的夯实加固而言，存在一定的坍落风险，故需要保证作业人员的视野清晰；而夯实作业过程中又往往会产生大量的扬尘，采用额外降尘措施对于空间有限的堤坝来说，十分不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防洪水利堤坝夯实加固装置及其加固方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种防洪水利堤坝夯实加固装置，包括夯实机壳体，在夯实机壳体的一侧设置有两组吊耳；

夯实机壳体的下方活动设置有压实块，压实块的内部中空，并形成吸尘腔；且在压实块的四周开设有气孔，夯实机壳体内设置有连接压实块的液压动力机构，液压动力机构用于驱使压实块沿着夯实机壳体的高度方向来回运动，以将堤坝的表面夯实；

在夯实机壳体上还设置有吸尘结构，吸尘结构与液压动力机构相配合，且在夯实机壳体的外壁上安装有水箱；吸尘结构在液压动力机构驱使压实块来回运动时，将压实块四周的空气吸入到水箱中，并通过水箱中的水液吸附扬尘后排出。

如上的防洪水利堤坝夯实加固装置：液压动力机构包括固定安装在好感实际壳体内部上方的液压缸、可伸缩地设置在液压缸下部的活塞杆、以及连接活塞杆下端与压实块的振捣杆；

振捣杆通过导向结构与夯实机壳体的内壁配合，振捣杆的上端与活塞杆下端枢接，振捣杆下端与压实块铰接；振捣杆在导向结构的约束下只可沿着夯实机壳体的高度方向活动。

如上的防洪水利堤坝夯实加固装置：导向结构包括固定安装在振捣杆上的辊架，辊架的一侧转动安装有滑轮，滑轮滚动卡合于槽钢轨道内；

槽钢轨道沿着夯实机壳体的高度方向铺设在夯实机壳体内壁上。

如上的防洪水利堤坝夯实加固装置：振捣杆和压实块之间还设置有调坡组件，调坡组件用于对压实块和夯实机壳体之间的夹角进行调整。

如上的防洪水利堤坝夯实加固装置：调坡组件包括固定安装在辊架上的套箍，以及固定在套箍上的气缸，气缸下端通过连杆与压实块连接；

其中，连杆的一端与气缸的活动端铰接，连杆的另一端与压实块铰接。

如上的防洪水利堤坝夯实加固装置：吸尘结构还包括负压筒，负压筒内密封滑动设置密封盘，负压筒通过吸气管与吸尘腔导通，密封盘与偏转组件连接，偏转组件在振捣杆活动时，带动密封盘在负压筒内快速地交替滑动；

负压筒的顶部通过排气管与水箱的底部导通，其中，在压实块上安装有单向阀，吸气管的下端通过单向阀与吸尘腔导通，水箱的底部安装止逆阀，排气管的一端通过止逆阀与水箱底部导通。

如上的防洪水利堤坝夯实加固装置：负压筒固定在包套上，包套的两侧具有三角横梁，并固定安装在辊架上，吸气管和排气管均为软质耐磨导管。

如上的防洪水利堤坝夯实加固装置：述偏转组件包括通过轴承座转动安装在辊架上的转轴，转轴上同轴安装有齿轮，齿轮与固定在槽钢轨道外壁上的齿板相配合；

转轴的端部固定安装有转臂，密封盘与活动柱固定，且活动柱的一端穿出负压筒，活动柱穿出负压筒的一端通过弯梁与转臂连接；

弯梁的一端与活动柱穿出负压筒的一端转动连接，弯梁的另一端与转臂的偏心端转动连接。

一种使用如上所述的装置对防洪水利堤坝夯实加固的方法，包括如下步骤：

步骤一，安装，将夯实机壳体通过吊耳安装在挖掘机的机臂上，调整吊耳的位置，并根据堤坝的陡坡斜度对气缸的伸缩量调节，使压实块正对陡坡平面；其中，机臂相对挖掘机机身偏转90°，以使挖掘机能够在沿着堤坝行走的同时对堤坝进行夯实加固；

步骤二，调试，启动液压缸，调试夯实压实块的下压行程并对夯实强度检测；具体是采用静力触探试验对夯实后的堤坝表面土质强度检测，用静力将探头以一定的速率压入土中，利用探头内的力传感器，通过电子量测器将探头受到的贯入阻力记录下来；由于贯入阻力的大小与土层的疏松性质有关，因此通过贯入阻力的变化情况，可以达到了解土层的紧实性质；

步骤三，开启夯实，按照预定夯实强度控制挖掘机的行走速度，确保沿堤同一高度处的土层能够均匀且连续受压；

步骤四，换边夯实，单边夯实完成后，调整挖掘机机臂角度，并重新调试气缸的伸缩量，使压实块对准下一深度处的堤坝表面；调整好压实块的位置后，反向控制挖掘机行走，如此往复对堤坝平面进行全范围夯实；

步骤五，卸载养护，待堤坝全部夯实完成后，将夯实机壳体从挖掘机中卸下，并对整个装置进行清洗养护，水箱换水冲洗，液压缸及气缸进行气密养护。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：设置了吸尘结构，通过将吸尘结构与液压动力结构相结合，实现扬尘吸附的效果，在不增加额外动力结构的前提下，解决了扬尘的问题。一方面能够降低夯实作业对周围的空气环境质量影响，另一方面也能确保施工作业人员的视野清晰度，提供安全施工的基本条件。

附图说明

图1为防洪水利堤坝夯实加固装置的结构示意图。

图2为防洪水利堤坝夯实加固装置另一方位的结构示意图。

图3为将水箱从防洪水利堤坝夯实加固装置中拆离时的结构示意图。

图4为将夯实机外壳拆解后显露其内部结构的示意图。

图5为液压动力机构和吸尘结构的示意图。

图6为液压动力机构的局部示意图。

图7为将滑轮从槽钢轨道中拆离后的示意图。

图8为将辊架与振捣杆拆分后的结构示意图。

图9为辊架上的吸尘结构的示意图。

图中：1-夯实机壳体；2-水箱；3-压实块；4-液压缸；5-活塞杆；6-振捣杆；7-辊架；8-套箍；9-滑轮；10-槽钢轨道；11-转轴；12-齿轮；13-齿板；14-转臂；15-弯梁；16-活动柱；17-密封盘；18-负压筒；19-吸气管；20-排气管；21-止逆阀；22-气缸；23-连杆；24-包套。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参阅图1～图9，作为本发明的一种实施例，所述防洪水利堤坝夯实加固装置安装在挖掘机上，该装置包括一个呈长方体状的夯实机壳体1；

其中，在夯实机壳体1的一侧设置有两组吊耳，通过设置的两组吊耳可以分别与挖掘机安装，形成挖掘机与液压夯实机的结合设备。

利用设置的两组吊耳将液压夯实机壳体1安装在挖掘机上，能够对液压夯实机的角度调节。

该装置在使用时，首先是将液压夯实机安装在挖掘机的前机臂端部，然后调整后液压夯实机的角度，然后开启液压夯实机对倾斜的堤坝表面进行夯实，而挖掘机沿着堤坝行走，从而实现对堤坝的全程加固。

所述夯实机壳体1的下方活动设置有压实块3，所述压实块3的内部中空，并形成吸尘腔；且在压实块3的四周开设有气孔，所述夯实机壳体1内设置有连接所述压实块3的液压动力机构，所述液压动力机构用于驱使所述压实块3沿着夯实机壳体1的高度方向来回运动，以将堤坝的表面夯实。

此外，在夯实机壳体1上还设置有吸尘结构，所述吸尘结构与所述液压动力机构相配合，且在所述夯实机壳体1的外壁上安装有水箱2；所述吸尘结构在所述液压动力机构驱使压实块3来回运动时，将压实块3四周的空气吸入到水箱2中，并通过水箱2中的水液吸附扬尘后排出。

由于土质的堤坝在进行夯实加固时，会产生大量的扬尘，一方面会影响周围的空气环境质量，另一方面也会影响施工人员的视野，对于在堤坝作业的工程车辆来说，视野的清晰是确保安全施工的基本条件；而本装置中，设置了吸尘结构，通过将吸尘结构与液压动力结构相结合，实现扬尘吸附的效果，在不增加额外动力结构的前提下，解决了扬尘的问题。

作为本发明进一步的方案，所述液压动力机构包括固定安装在所述好感实际壳体1内部上方的液压缸4、可伸缩地设置在所述液压缸4下部的活塞杆5、以及连接所述活塞杆5下端与压实块3的振捣杆6；

所述振捣杆6通过导向结构与所述夯实机壳体1的内壁配合，振捣杆6的上端与活塞杆5下端枢接，振捣杆6下端与压实块3铰接；所述振捣杆6在所述导向结构的约束下只可沿着夯实机壳体1的高度方向活动。

通过液压缸4带动活塞杆5高速伸缩，进而带动振捣杆6和压实块3快速动作，以实现压实块3快速夯击堤坝的效果；一般来说，高速液压夯实机的动作频率可达120次/分钟，而且夯击的力度可达数吨以上，因此，采用液压高速夯实的手段，不仅可以保证堤坝能够得以完全加固，而且还具备相对较为高效的作用速率。

作为本发明更进一步的方案，所述导向结构包括固定安装在所述振捣杆6上的辊架7，所述辊架7的一侧转动安装有滑轮9，所述滑轮9滚动卡合于槽钢轨道10内；

所述槽钢轨道10沿着所述夯实机壳体1的高度方向铺设在所述夯实机壳体1内壁上。

由于滑轮9是滚动卡合在槽钢轨道10内的，而槽钢轨道10又是沿着夯实机壳体1的高度方向铺设的，因此辊架7只能够沿着夯实机壳体1的高度方向活动；又因为辊架7是固定安装在振捣杆6上的，故在辊架7只能够沿着夯实机壳体1的高度方向活动的前提下，振捣杆6也只能沿着夯实机壳体1的高度方向活动。

作为本发明再进一步的方案，所述振捣杆6和压实块3之间还设置有调坡组件，所述调坡组件用于对压实块3和夯实机壳体1之间的夹角进行调整；

注意的是，虽然通过设置的两组吊耳可以对液压夯实机壳体1安装在挖掘机上的角度进行调节，但是调节的范围是有限的；一般来说，夯实机壳体1与挖掘机之间的夹角不宜过于明显，否则夯实机在工作时便会产生较大的偏磨。

然而，堤坝属于陡坡，其倾角一般较大，显然仅仅通过两组吊耳对夯实机壳体1的角度调节是不够的；故本装置中增设了调坡组件，用于在不改变夯实机壳体1角度的前提下，通过对压实块3和夯实机壳体1之间的夹角进行调整，以使压实块3的夯实方向与堤坝的陡坡平面对应。

所述调坡组件包括固定安装在所述辊架7上的套箍8，以及固定在所述套箍8上的气缸22，所述气缸22下端通过连杆23与压实块3连接；

其中，连杆23的一端与气缸22的活动端铰接，连杆23的另一端与压实块3铰接。

通过气缸22伸缩活动带动连杆23驱使压实块3绕振捣杆6的下端翻转，进而对压实块3和夯实机壳体1之间的夹角进行调整。

作为本发明再进一步的方案，所述吸尘结构包括固定安装在所述辊架7上的包套24，所述包套24的两侧具有三角横梁；

所述吸尘结构还包括固定在所述包套24上的负压筒18，所述负压筒18内密封滑动设置密封盘17，所述负压筒18通过吸气管19与吸尘腔导通，所述密封盘17与所述偏转组件连接，所述偏转组件在所述振捣杆6活动时，带动所述密封盘17在负压筒18内快速地交替滑动；

负压筒18的顶部通过排气管20与水箱2的底部导通，其中，在压实块3上安装有单向阀，所述吸气管19的下端通过单向阀与吸尘腔导通，水箱2的底部安装止逆阀21，排气管20的一端通过止逆阀21与水箱21底部导通。

显而易见的，吸气管19和排气管20均为软质耐磨导管。

当振捣杆6沿着夯实机壳体1的高度方向活动时，通过偏转组件带动密封盘17在负压筒18内快速地交替滑动，配合单向阀和止逆阀21的作用，使得压实块3四周扬起的灰尘不断被吸入到吸尘腔中，再经由吸气管19吸入到负压筒18内，最终通过排气管20排入到水箱2内，水箱2中的清水吸收扬尘后排出干净的气体，从而起到降尘吸附的效果。

注意的是，振捣杆6在液压缸4的作用下高频动作，而在振捣杆6单频动作下，密封盘17又会多次交替性的滑动，因此，密封盘17活动的频率是振捣杆6活动频率的数倍，也即高频动作的振捣杆6可驱使密封盘17超高频动作；如此设置的目的便是提高吸尘结构的吸尘速率，即使在负压筒18内部空间有限的前提下，也能够在压实块3的周边产生大量的负压，从而将压实块3夯实堤坝时产生的扬尘尽数吸收。

作为本发明再进一步的方案，所述偏转组件包括通过轴承座转动安装在所述辊架7上的转轴11，所述转轴11上同轴安装有齿轮12，所述齿轮12与固定在所述槽钢轨道10外壁上的齿板13相配合；

所述转轴11的端部固定安装有转臂14，所述密封盘17与活动柱16固定，且活动柱16的一端穿出负压筒18，所述活动柱16穿出所述负压筒18的一端通过弯梁15与所述转臂14连接；

具体地，所述弯梁15的一端与所述活动柱15穿出负压筒18的一端转动连接，弯梁15的另一端与转臂14的偏心端转动连接。

在振捣杆6沿着槽钢轨道10来回活动时，带动辊架7及转轴11跟随来回活动，转轴11带动齿轮12也来回活动；由于齿轮12与齿板13咬合，因此，在齿轮12活动时，便会自转；而自转的齿轮12通过转轴11带动转臂14交替性的正反转动；最终，转臂14通过弯梁15带动活动柱16交替性地作直线往复运动，并带动密封盘17在负压筒18内往复密封滑动。

此外，本发明还提出一种使用如上所述的装置对防洪水利堤坝夯实加固的方法，包括如下步骤：

步骤一，安装，将夯实机壳体通过吊耳安装在挖掘机的机臂上，调整吊耳的位置，并根据堤坝的陡坡斜度对气缸的伸缩量调节，使压实块正对陡坡平面；其中，机臂相对挖掘机机身偏转90°，以使挖掘机能够在沿着堤坝行走的同时对堤坝进行夯实加固；

步骤二，调试，启动液压缸，调试夯实压实块的下压行程并对夯实强度检测；具体是采用静力触探试验对夯实后的堤坝表面土质强度检测，用静力将探头以一定的速率压入土中，利用探头内的力传感器，通过电子量测器将探头受到的贯入阻力记录下来；由于贯入阻力的大小与土层的疏松性质有关，因此通过贯入阻力的变化情况，可以达到了解土层的紧实性质；

步骤三，开启夯实，按照预定夯实强度控制挖掘机的行走速度，确保沿堤同一高度处的土层能够均匀且连续受压；

步骤四，换边夯实，单边夯实完成后，调整挖掘机机臂角度，并重新调试气缸的伸缩量，使压实块对准下一深度处的堤坝表面；调整好压实块的位置后，反向控制挖掘机行走，如此往复对堤坝平面进行全范围夯实；

步骤五，卸载养护，待堤坝全部夯实完成后，将夯实机壳体从挖掘机中卸下，并对整个装置进行清洗养护，水箱换水冲洗，液压缸及气缸进行气密养护。

上述实施例是示范性的，而非限制性的，故在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明的技术方案均囊括在本发明内。

Claims (9)

1.一种防洪水利堤坝夯实加固装置，包括夯实机壳体(1)，在夯实机壳体(1)的一侧设置有两组用于安装于挖掘机上的吊耳，其特征在于：

所述夯实机壳体(1)的下方活动设置有压实块(3)，所述压实块(3)的内部中空，并形成吸尘腔；且在压实块(3)的四周开设有气孔，所述夯实机壳体(1)内设置有连接所述压实块(3)的液压动力机构，所述液压动力机构用于驱使所述压实块(3)沿着夯实机壳体(1)的高度方向来回运动，以将堤坝的表面夯实；

在夯实机壳体(1)上还设置有吸尘结构，所述吸尘结构与所述液压动力机构相配合，且在所述夯实机壳体(1)的外壁上安装有水箱(2)；所述吸尘结构在所述液压动力机构驱使压实块(3)来回运动时，将压实块(3)四周的空气吸入到水箱(2)中，并通过水箱(2)中的水液吸附扬尘后排出。

2.根据权利要求1所述的一种防洪水利堤坝夯实加固装置，其特征在于，所述液压动力机构包括固定安装在所述好感实际壳体(1)内部上方的液压缸(4)、可伸缩地设置在所述液压缸(4)下部的活塞杆(5)、以及连接所述活塞杆(5)下端与压实块(3)的振捣杆(6)；

所述振捣杆(6)通过导向结构与所述夯实机壳体(1)的内壁配合，振捣杆(6)的上端与活塞杆(5)下端枢接，振捣杆(6)下端与压实块(3)铰接；所述振捣杆(6)在所述导向结构的约束下只可沿着夯实机壳体(1)的高度方向活动。

3.根据权利要求2所述的一种防洪水利堤坝夯实加固装置，其特征在于，所述导向结构包括固定安装在所述振捣杆(6)上的辊架(7)，所述辊架(7)的一侧转动安装有滑轮(9)，所述滑轮(9)滚动卡合于槽钢轨道(10)内；

所述槽钢轨道(10)沿着所述夯实机壳体(1)的高度方向铺设在所述夯实机壳体(1)内壁上。

4.根据权利要求3所述的一种防洪水利堤坝夯实加固装置，其特征在于，所述振捣杆(6)和压实块(3)之间还设置有调坡组件，所述调坡组件用于对压实块(3)和夯实机壳体(1)之间的夹角进行调整。

5.根据权利要求4所述的一种防洪水利堤坝夯实加固装置，其特征在于，所述调坡组件包括固定安装在所述辊架(7)上的套箍(8)，以及固定在所述套箍(8)上的气缸(22)，所述气缸(22)下端通过连杆(23)与压实块(3)连接；

所述连杆(23)的一端与气缸(22)的活动端铰接，连杆(23)的另一端与压实块(3)铰接。

6.根据权利要求3所述的一种防洪水利堤坝夯实加固装置，其特征在于，所述吸尘结构还包括负压筒(18)，所述负压筒(18)内密封滑动设置密封盘(17)，所述负压筒(18)通过吸气管(19)与吸尘腔导通，所述密封盘(17)与所述偏转组件连接，所述偏转组件在所述振捣杆(6)活动时，带动所述密封盘(17)在负压筒(18)内快速地交替滑动；

负压筒(18)的顶部通过排气管(20)与水箱(2)的底部导通，其中，在压实块(3)上安装有单向阀，所述吸气管(19)的下端通过单向阀与吸尘腔导通，水箱(2)的底部安装止逆阀(21)，排气管(20)的一端通过止逆阀(21)与水箱(21)底部导通。

7.根据权利要求6所述的一种防洪水利堤坝夯实加固装置，其特征在于，所述负压筒(18)固定在包套(24)上，所述包套(24)的两侧具有三角横梁，并固定安装在所述辊架(7)上，吸气管(19)和排气管(20)均为软质耐磨导管。

8.根据权利要求6所述的一种防洪水利堤坝夯实加固装置，其特征在于，所述偏转组件包括通过轴承座转动安装在所述辊架(7)上的转轴(11)，所述转轴(11)上同轴安装有齿轮(12)，所述齿轮(12)与固定在所述槽钢轨道(10)外壁上的齿板(13)相配合；

所述转轴(11)的端部固定安装有转臂(14)，所述密封盘(17)与活动柱(16)固定，且活动柱(16)的一端穿出负压筒(18)，所述活动柱(16)穿出所述负压筒(18)的一端通过弯梁(15)与所述转臂(14)连接；

所述弯梁(15)的一端与所述活动柱(15)穿出负压筒(18)的一端转动连接，弯梁(15)的另一端与转臂(14)的偏心端转动连接。

9.一种使用如权利要求1-8任一项所述的装置对防洪水利堤坝夯实加固的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，安装，将夯实机壳体通过吊耳安装在挖掘机的机臂上，调整吊耳的位置，并根据堤坝的陡坡斜度对气缸的伸缩量调节，使压实块正对陡坡平面；其中，机臂相对挖掘机机身偏转90°，以使挖掘机能够在沿着堤坝行走的同时对堤坝进行夯实加固；

步骤二，调试，启动液压缸，调试夯实压实块的下压行程并对夯实强度检测；具体是采用静力触探试验对夯实后的堤坝表面土质强度检测，用静力将探头以一定的速率压入土中，利用探头内的力传感器，通过电子量测器将探头受到的贯入阻力记录下来；由于贯入阻力的大小与土层的疏松性质有关，因此通过贯入阻力的变化情况，可以达到了解土层的紧实性质；

步骤三，开启夯实，按照预定夯实强度控制挖掘机的行走速度，确保沿堤同一高度处的土层能够均匀且连续受压；

步骤四，换边夯实，单边夯实完成后，调整挖掘机机臂角度，并重新调试气缸的伸缩量，使压实块对准下一深度处的堤坝表面；调整好压实块的位置后，反向控制挖掘机行走，如此往复对堤坝平面进行全范围夯实；

步骤五，卸载养护，待堤坝全部夯实完成后，将夯实机壳体从挖掘机中卸下，并对整个装置进行清洗养护，水箱换水冲洗，液压缸及气缸进行气密养护。