一种用于水面下混凝土立柱施工的掘孔围堰平台转让专利
申请号 : CN202010889305.8
文献号 : CN112030924B
文献日 : 2021-09-14
发明人 : 王博
申请人 : 华北水利水电大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种用于水面下混凝土立柱施工的掘孔围堰平台,包括一处于水面之上的水上承载平台(1),所述水上承载平台(1)的中间位置具有贯穿其上下表面的矩形施工作业通道(101),在矩形施工作业通道(101)的顶部通过四条固定杆(702)设置有挖掘立柱浇筑施工用基孔的掘孔设备(7),其特征在于:在矩形施工作业通道(101)的底部四条边上分别设置有一组围挡固定装置(2);
每组所述围挡固定装置(2)包括平行设置在矩形施工作业通道(101)底部边缘的固定基板(203),在固定基板(203)上设置有与其长度方向平行的贯通槽(204),在贯通槽(204)两端的位置分别设置有圆形固定通道(205),每个圆形固定通道(205)均包括处于同一圆周上的两块弧形板,这两块弧形板对称固定在贯通槽(204)的两侧壁上,从而围成具有与贯通槽(204)处于同一竖直面的间隙的圆筒形通道,且该圆筒形通道直径大于贯通槽(204)的宽度;
构成所述圆形固定通道(205)的两块弧形板,其顶端延伸至水上承载平台(1)上表面,底端延伸至水上承载平台(1)下方;
每个所述圆形固定通道(205)内插入有一根具有底部尖端的导向固定杆(3),且导向固定杆(3)外壁与圆形固定通道(205)的内壁之间具有间隙;
每个所述贯通槽(204)内插入一块底部具有尖端(402)的围挡基板(4),每块围挡基板(4)上与圆形固定通道(205)相对应的位置设置有供导向固定杆(3)穿入其中的贯通孔(401),贯通孔(401)的侧壁穿过导向固定杆(3)与圆形固定通道(205)之间的间隙;
在每块围挡基板(4)的两端设置有贯穿其高度方向的连接孔(403),且该连接孔(403)通过一贯穿围挡基板(4)高度方向的切槽(404)与围挡基板(4)的侧边连通;
在相邻两块围挡基板(4)之间设置有L形连接板(405),该L形连接板(405)的两端均通过连接部(406)固定有连接柱(407),且所述连接柱(407)卡入围挡基板(4)的连接孔(403)内时,连接部(406)卡入切槽(404)内,从而实现四块L形连接板(405)将四块围挡基板(4)拼合形成围堰。
2.根据权利要求1所述的一种用于水面下混凝土立柱施工的掘孔围堰平台,其特征在于:所述掘孔设备(7)包括由四条固定杆(702)支撑固定的基座(701),在基座(701)的底部设置有同步运动的四组液压伸缩油缸(703),在这四组液压伸缩油缸(703)活塞杆的底部设置有旋转掘进组件(6)和掘出物排出机构(5);
所述掘出物排出机构(5)包括一圆筒状壳体(501),该圆筒状壳体(501)的顶部封闭并与四组液压伸缩油缸(703)活塞杆的底部连接,由四组液压伸缩油缸(703)活塞杆的同步伸缩控制其升降;圆筒状壳体(501)内设置有与其顶部平行的分隔板(502),该分隔板(502)将其内部分为上封闭空间(503)和下开放空间(504),在上封闭空间(503)内分别设置有泥浆泵(507)和抽水泵(506),其中,抽水泵(506)的进水管穿过圆筒状壳体(501)的上部侧壁与外部连通,出水管穿过分隔板(502)与下开放空间(504)连通,以将圆筒状壳体(501)外侧的水抽入到下开放空间(504)内;所述泥浆泵(507)的进水口穿过分隔板(502)与下开放空间(504)连通,出水口上连接有排水管(508),排水管(508)的末端伸至水上承载平台(1)上,以使泥浆泵(507)抽取下开放空间(504)内的泥水混合物输送到水上承载平台(1)上;
所述旋转掘进组件(6)包括设置在上封闭空间(503)内的防水电机(601)和由其驱动的掘进轴(602),该掘进轴(602)的自由端穿出下开放空间(504),环绕掘进轴(602)的自由端设置有掘土刀盘,该掘土刀盘由4‑8块的掘土刀(604)环绕掘进轴(602)安装构成,这些掘土刀(604)为一个圆锥形刀盘均分为4‑8块形成,每块掘土刀(604)的内尖端与掘进轴(602)的自由端固定,外弧端通过其底部的凸块(605)设置在圆筒状壳体(501)底部边缘设有的环状增厚壁(505)上的滑槽内,以在掘进轴(602)转动时,带动掘土刀(604)沿滑槽转动,相邻两块掘土刀(604)之间形成过土通道(607),该过土通道(607)与下开放空间(504)连通,以使掘土刀(604)在随掘进轴(602)转动过程中,被四组液压伸缩油缸(703)活塞杆伸出下压,从而在河床钻孔过程中掘出的污泥通过过土通道(607)进入到下开放空间(504)内。
3.根据权利要求2所述的一种用于水面下混凝土立柱施工的掘孔围堰平台,其特征在于:所述掘进轴(602)位于下开放空间(504)的轴体上设置有螺旋叶片(603),该螺旋叶片(603)随掘进轴(602)转动过程中,将通过过土通道(607)进入下开放空间(504)的泥土向上搅拌输送,且该螺旋叶片(603)的宽度自下而上逐渐变窄。
4.根据权利要求2所述的一种用于水面下混凝土立柱施工的掘孔围堰平台,其特征在于:所述凸块(605)为″凸″字形,与其匹配的环状增厚壁(505)上的滑槽断面也为″凸″字形,且滑槽的宽度尺寸大于凸块(605),以使凸块(605)处于滑槽内时,其侧壁与滑槽的侧壁不接触,并且凸块(605)的顶端与滑槽的顶端内壁之间具有间隙(608);沿环状增厚壁(505)分布有若干贯穿其高度方向的通道孔(606),该通道孔(606)的底部与滑槽的顶部内壁连通,顶部穿出环状增厚壁(505)并处于圆筒状壳体(501)外侧,以使滑槽与圆筒状壳体(501)外侧空间连通。
说明书 :
一种用于水面下混凝土立柱施工的掘孔围堰平台
平台。
技术领域
背景技术
土立柱作为支撑。
工修筑混凝土立柱时,由于水流的存在,不管是在河床上打孔或者是直接挖掘,都很难操
作,一般都需要先建围挡或围堰并排出内部的水,之后再由人工或设备进行开挖和打孔,在
施工完成后,还需要人工拆除这些围挡或围堰,这不仅大大拖慢了施工进度,而且还大大增
加了施工的人力和设备成本。
发明内容
孔围堰平台,该辅助平台能够直接对水下进行围挡和打孔作业,大大提高了混凝土立柱施
工的工期和成本。
具有贯穿其上下表面的矩形施工作业通道,在矩形施工作业通道的顶部通过四条固定杆设
置有挖掘立柱浇筑施工用基孔的掘孔设备,在矩形施工作业通道的底部四条边上分别设置
有一组围挡固定装置;
定通道,每个圆形固定通道均包括处于同一圆周上的两块弧形板,这两块弧形板对称固定
在贯通槽的两侧壁上,从而围成具有与贯通槽处于同一竖直面的间隙的圆筒形通道,且该
圆筒形通道直径大于贯通槽的宽度;
杆与圆形固定通道之间的间隙;
形连接板将四块围挡基板拼合形成围堰。
板的底部具有与滑轨配合的滑槽,在两根支撑梁之间的矩形施工作业通道上设置有调节油
缸,该调节油缸的活塞杆自由端与固定基板的中部铰接,通过调节油缸活塞杆的伸缩来带
动固定基板沿支撑梁来回滑动,进而调节与其相对的另一块固定基板的间距。
相邻两根固定杆围成的三角形内部,以使其内插入的导向固定杆与其最近的固定杆间具有
操作间隙。
底部设置有旋转掘进组件和掘出物排出机构;
壳体内设置有与其顶部平行的分隔板,该分隔板将其内部分为上封闭空间和下开放空间,
在上封闭空间内分别设置有泥浆泵和抽水泵,其中,抽水泵的进水管穿过圆筒状壳体的上
部侧壁与外部连通,出水管穿过分隔板与下开放空间连通,以将圆筒状壳体外侧的水抽入
到下开放空间内;所述泥浆泵的进水口穿过分隔板与下开放空间连通,出水口上连接有排
水管,排水管的末端伸至水上承载平台上,以使泥浆泵抽取下开放空间内的泥水混合物输
送到水上承载平台上;
块的掘土刀环绕掘进轴安装构成,这些掘土刀为一个圆锥形刀盘均分为4‑8块形成,每块掘
土刀的内尖端与掘进轴的自由端固定,外弧端通过其底部的凸块设置在圆筒状壳体底部边
缘设有的环状增厚壁上的滑槽内,以在掘进轴转动时,带动掘土刀沿滑槽转动,相邻两块掘
土刀之间形成过土通道,该过土通道与下开放空间连通,以使掘土刀在随掘进轴转动过程
中,被四组液压伸缩油缸活塞杆伸出下压,从而在河床钻孔过程中掘出的污泥通过过土通
道进入到下开放空间内。
块掘土刀两侧壁与切削面相接的底端分别形成形状相互补的S形凸起和S形缺陷,S形凸起
和S形缺陷沿掘土刀的侧壁延伸且与过土通道等长,其中,S形凸起由弧形凸起和弧形凹陷
依次连接而成,且弧形凸起的自由端延伸至该侧壁的中部,弧形凹陷的自由端与切削面的
侧边缘形成凸起尖端;S形缺陷由弧形凹陷和弧形凸起依次连接而成,且弧形凹陷的自由端
延伸至该侧壁的中部,弧形凸起的自由端与切削面的侧边缘平滑过渡连接。
土通道两侧S形凸起要低于S形缺陷,从而在过土通道的进土端形成凸起尖端高出另一侧的
高度差,以使掘土刀盘在随掘进轴转动过程中,每条过土通道一侧的凸起尖端切削河床,并
将切削产生的泥土通过过土通道送入到下开放空间内,进而与抽水泵抽入的水混合形成泥
水,并由泥浆泵将其输送到水上承载平台上。
间的泥土向上搅拌输送,且该螺旋叶片的宽度自下而上逐渐变窄。
滑槽内时,其侧壁与滑槽的侧壁不接触,并且凸块的顶端与滑槽的顶端内壁之间具有间隙;
沿环状增厚壁分布有若干贯穿其高度方向的通道孔,该通道孔的底部与滑槽的顶部内壁连
通,顶部穿出环状增厚壁并处于圆筒状壳体外侧,以使滑槽与圆筒状壳体外侧空间连通。
上分别设置一组围挡固定装置,利用这四组围挡固定装置形成施工用的挡水围堰,实现了
工作人员在水上承载平台之上快速搭建围堰,这种围挡的施工方式,能够节省大量的人力
成本,而且围挡的安装和拆卸均十分方便,大大缩短了施工的工期;
贯通槽内设置有两个圆形固定通道,这两个圆形固定通道的作用是在贯通槽内预先引入一
根导向固定杆,这根导向固定杆插入河床中,之后在通过贯通槽放置围挡基板时,围挡基板
上的贯通孔套入到导向固定杆,使围挡基板沿导向固定杆下放,不仅很好的起到了导向的
作用,而且能够起到对围挡基板进行固定的作用;最后,在围挡基板的两端设置连接孔,这
些连接孔与L形连接板的连接柱配合卡接,实现了一个L形连接板将两块围挡基板连接固定
的作用,最终将四块围挡基板拼合形成围堰;
的功能;
河床上,使旋转掘进组件的掘土刀盘接触河床底部,之后由防水电机带动掘进轴和掘土刀
盘转动,在掘土刀盘转动过程中,升降控制机构带动其整体下压,使掘土刀盘在转动过程中
向下运动,在转动过程中,能够对河床进行切削,切削产生的泥土通过过土通道进入到掘出
物排出机构的壳体内,在此内与水混合形成泥浆,之后被泥浆泵抽出到水上承载平台,从而
实现了机械打孔作业,相比较于现有的打孔施工方式,不需要进行围堰或围挡操作,能够直
接实施打孔作业,不仅节省了人力,更重要的是,大大降低了施工的成本;同时,打孔产生的
泥土也能及时排出,提高了钻孔的效率;
致切削下的泥土能够在转动过程中快速进入到过土通道内,从而提高了切削效率,加快了
掘进速度;
送,防止过土通道被堵塞;同时,螺旋叶片的存在也是起到了搅拌的作用,使进入其中的泥
土能够更好地与水结合形成泥浆,从而被抽走。
附图说明
基板,401、贯通孔,402、尖端,403、连接孔,404、切槽,405、L形连接板,406、连接部,407、连
接柱,5、掘出物排出机构,501、圆筒状壳体,502、分隔板,503、上封闭空间,504、下开放空
间,505、环状增厚壁,506、抽水泵,507、泥浆泵,508、排水管,6、旋转掘进组件,601、防水电
机,602、掘进轴,603、螺旋叶片,604、掘土刀,6041、切削面,6042、弧形凸起,6043、弧形凹
陷,6044、凸起尖端,605、凸块,606、通道孔,607、过土通道,608、间隙,7、掘孔设备,701、基
座,702、固定杆,703、液压伸缩油缸。
具体实施方式
源、以及防水电机的控制等,这些都不属于本发明的改进要点,通过现有技术即可实现本发
明的技术效果,因此,在本发明中不做阐述。
间位置具有贯穿其上下表面的矩形施工作业通道101,在矩形施工作业通道101的顶部通过
四条固定杆702设置有挖掘立柱浇筑施工用基孔的掘孔设备7,在矩形施工作业通道101的
底部四条边上分别设置有一组围挡固定装置2;
置分别设置有圆形固定通道205,每个圆形固定通道205均包括处于同一圆周上的两块弧形
板,这两块弧形板对称固定在贯通槽204的两侧壁上,从而围成具有与贯通槽204处于同一
竖直面的间隙的圆筒形通道,且该圆筒形通道直径大于贯通槽204的宽度;
的侧壁穿过导向固定杆3与圆形固定通道205之间的间隙;
卡入切槽404内,从而实现四块L形连接板405将四块围挡基板4拼合形成围堰。
将导向固定杆3楔入河床固定;
者器械将其楔入河床固定;
连接孔403后插入进去,之后再利用人工或者器械将其楔入河床固定从而完成两块相邻围
挡基板4的连接;
支撑梁201上沿其长度方向设置有滑轨,所述固定基板203的底部具有与滑轨配合的滑槽,
在两根支撑梁201之间的矩形施工作业通道101上设置有调节油缸202,该调节油缸202的活
塞杆自由端与固定基板203的中部铰接,通过调节油缸202活塞杆的伸缩来带动固定基板
203沿支撑梁201来回滑动,进而调节与其相对的另一块固定基板203的间距。
梁201的端部时,圆形固定通道205处于相邻两根固定杆702围成的三角形内部,以使其内插
入的导向固定杆3与其最近的固定杆702间具有操作间隙。
载平台1下方。
有同步运动的四组液压伸缩油缸703,在这四组液压伸缩油缸703活塞杆的底部设置有旋转
掘进组件6和掘出物排出机构5;
其升降;圆筒状壳体501内设置有与其顶部平行的分隔板502,该分隔板502将其内部分为上
封闭空间503和下开放空间504,在上封闭空间503内分别设置有泥浆泵507和抽水泵506,其
中,抽水泵506的进水管穿过圆筒状壳体501的上部侧壁与外部连通,在进水管的端部设置
过滤网,以过滤水中的杂物,出水管穿过分隔板502与下开放空间504连通,以将圆筒状壳体
501外侧的水抽入到下开放空间504内;所述泥浆泵507的进水口穿过分隔板502与下开放空
间504连通,出水口上连接有排水管508,排水管508的末端伸至水上承载平台1上,以使泥浆
泵507抽取下开放空间504内的泥水混合物输送到水上承载平台1上;
刀盘,该掘土刀盘由4‑8块的掘土刀604环绕掘进轴602安装构成,这些掘土刀604为一个圆
锥形刀盘均分为4‑8块形成,每块掘土刀604的内尖端与掘进轴602的自由端固定,外弧端通
过其底部的凸块605设置在圆筒状壳体501底部边缘设有的环状增厚壁505上的滑槽内,以
在掘进轴602转动时,带动掘土刀604沿滑槽转动,相邻两块掘土刀604之间形成过土通道
607,该过土通道607与下开放空间504连通,以使掘土刀604在随掘进轴602转动过程中,被
四组液压伸缩油缸703活塞杆伸出下压,从而在河床钻孔过程中掘出的污泥通过过土通道
607进入到下开放空间504内。
底部打孔区域;
刀604挤压河床,这样在掘土刀盘转动过程中,掘土刀604能够切割河床,并使切割产生的土
经过过土通道607进入到掘出物排出机构5的圆筒状壳体501的下开放空间504内,之后抽水
泵506抽取水进入到下开放空间504内,从而形成泥浆,再由泥浆泵507将泥浆抽出并利用排
水管508排出到水上承载平台1上;
土刀604的侧壁配合形成两条过土通道607,每块掘土刀604两侧壁与切削面6041相接的底
端分别形成形状相互补的S形凸起和S形缺陷,S形凸起和S形缺陷沿掘土刀604的侧壁延伸
且与过土通道607等长,其中,S形凸起由弧形凸起6042和弧形凹陷6043依次连接而成,且弧
形凸起6042的自由端延伸至该侧壁的中部,弧形凹陷6043的自由端与切削面6041的侧边缘
形成凸起尖端6044;S形缺陷由弧形凹陷6043和弧形凸起6042依次连接而成,且弧形凹陷
6043的自由端延伸至该侧壁的中部,弧形凸起6042的自由端与切削面6041的侧边缘平滑过
渡连接。
形缺陷一侧更接近河床,每条过土通道607两侧S形凸起要低于S形缺陷,从而在过土通道
607的进土端形成凸起尖端6044高出另一侧的高度差,以使掘土刀盘在随掘进轴602转动过
程中,每条过土通道607一侧的凸起尖端6044切削河床,并将切削产生的泥土通过过土通道
607送入到下开放空间504内,进而与抽水泵506抽入的水混合形成泥水,并由泥浆泵507将
其输送到水上承载平台1上。
程中,将通过过土通道607进入下开放空间504的泥土向上搅拌输送,螺旋叶片603的底端靠
近掘土刀盘,顶端延伸至下开放空间504的上部,且该螺旋叶片603的宽度自下而上逐渐变
窄。所谓的螺旋叶片603的宽度是指,在某一水平面上,螺旋叶片603外侧边缘距离掘进轴
602中心的距离。
寸大于凸块605,以使凸块605处于滑槽内时,其侧壁与滑槽的侧壁不接触,并且凸块605的
顶端与滑槽的顶端内壁之间具有间隙608;沿环状增厚壁505分布有若干贯穿其高度方向的
通道孔606,该通道孔606的底部与滑槽的顶部内壁连通,顶部穿出环状增厚壁505并处于圆
筒状壳体501外侧,以使滑槽与圆筒状壳体501外侧空间连通。