專利名稱：防洪大堤防滲堵漏加固機的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種用于防洪大堤防滲、堵漏、加固的機械設備，尤其是一種防洪大堤防滲堵漏加固機。
背景技術(shù)：
防洪大堤是國家和人民生命財產(chǎn)的“保護神”，是國家水利建設工作中的重中之重。我國江河湖海眾多，堤岸大多為粘土、砂土及粉土結(jié)構(gòu)。這些堤岸被洪水浸泡一段時間后，吸水充分，其整體結(jié)構(gòu)力和承受力會急驟下降，在巨大洪水壓力作用下，大堤極易滲漏，形成管涌和發(fā)生大面積滑坡，致使大堤翻砂鼓水、垮堤、潰垸。雖然大堤年年修筑，但洪災仍時有發(fā)生。為此，人們發(fā)明了“灌漿法”、“護坡防滲法”以及修筑水泥防洪墻等多種防滲、堵漏、加固的方法。“灌漿法”對封堵堤內(nèi)縫隙、滲漏微孔及細小管涌等有一定的作用，但由于注入量很小以及壓力作用，漿料在堤內(nèi)固化后的形狀呈斷續(xù)發(fā)散的禮花狀，不能形成連續(xù)的堤內(nèi)防滲結(jié)構(gòu)，往往是堵住了這里，滲漏孔又改道穿行于那里，防滲、堵漏效果不盡人意。而“護坡防滲法”則由于只能鋪設在堤身外表，不能延伸至堤基乃至河床底部，再加上防護層與大堤的結(jié)合力較差，因此，一旦堤基發(fā)生管涌或堤身滑坡，這些防護層在自身重力作用下將發(fā)生大面積滑動和癱塌，給大堤造成危害。
若將現(xiàn)有技術(shù)的振動式打樁(灌漿)機直接用于防洪大堤的防滲、堵漏、加固，則由于原有兼作堵頭的沖頭僅為單一的圓錐體即僅能沖一個單圓孔，灌漿后形成的是獨立的樁柱，樁柱彼此之間無任何聯(lián)系，更不能形成板式墻體結(jié)構(gòu)，所以同樣達不到防滲、堵漏、加固防洪大堤以抵卸洪水的作用。
綜上所述“灌漿法”和“護坡防滲法”及采用現(xiàn)有技術(shù)的振動式打樁機“打樁法”，雖有一定防滲、防管涌(堵漏)及加固的效果，但它們均不能徹底消除大堤滲漏、管涌以及滑坡安全隱患，不能使大堤整體強度得到提高，因而沒有從根本上解決問題，大堤仍舊險象繁生，容易造成垮堤和潰垸。
而采用開挖式(推倒原防洪土堤)修筑水泥墻方法，雖然防洪效果很好，但耗費的人力、物力和財力巨大(平均每公里花費近億元左右)。
實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是，提供一種能徹底消除大堤管涌、滑坡等安全隱患，防滲、堵漏效果好，大堤整體強度高，不用推土開挖，工程造價低且完全滿足防洪要求的防洪大堤防滲堵漏加固機。
本實用新型的技術(shù)解決方案是，利用現(xiàn)有技術(shù)(市售)的振動式打樁機，其特點是將設于主管(主沖管兼水泥混凝土通道)底部的沖頭(兼堵頭)換成如下結(jié)構(gòu)的沖頭安裝在主管底部的沖頭由中心沖管及中心沖頭、側(cè)沖頭和臂板組成；中心沖管垂直設置并與主管相通，中心沖管頂部有固緊于主管底部的連接裝置，中心沖管底部活動套合有兼作堵頭的下小上大的錐體中心沖頭；上小下大的三角體臂板置于中心沖管兩側(cè)，臂板的上、下端即三角體的兩斜邊即底邊均為棱角；在中心沖頭兩側(cè)的臂板的底部等距離垂直設有至少2個下小上大的錐體側(cè)沖頭，中心沖頭和側(cè)沖頭加在一起的個數(shù)始終為奇數(shù)，所述側(cè)沖頭向下延伸的長度長于中心沖頭向下延伸的長度。
本防洪大堤防滲堵漏加固機的工作原理如下(以1個中心沖頭、2個側(cè)沖頭組成的沖頭為例)當沖頭垂直沖入堤內(nèi)后，在堤內(nèi)形成 形的腔體結(jié)構(gòu)，隨著水泥混凝土的不斷注入(這時堵頭脫離中心沖管而留在堤內(nèi))，沖頭被逐漸提升至堤面，完成第一次施工。當沖頭第二次沖入大堤內(nèi)時(水泥未固化前)，只要將沖頭的左側(cè)沖頭向右平移至右沖孔處，左側(cè)沖頭在原右沖孔的引導下，輕松定位入該孔(此時，中心沖管下方的地面設置了新堵頭，待中心沖管底部抵至堵頭頸便將新堵頭套合并起到中心沖頭的作用)，這樣套入的結(jié)果，不僅使沖頭與原墻體板塊走勢完全保持一致，形成有效連接，而且使墻體板塊與新板塊之間的連接準確無誤，從而形成連續(xù)不斷的墻體結(jié)構(gòu)——連續(xù)墻。而將沖頭設計成左右側(cè)沖頭長，中心沖頭短的作用在于，迫使左右側(cè)沖頭提前套入已成型的墻體內(nèi)，從而抵消中心沖頭在擠壓成孔過程中對堤內(nèi)水泥墻體的擠壓力，防止墻體擠壓變形和損壞。
本防洪大堤防滲堵漏加固機是根據(jù)動力學原理，以電機運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的(50-100T)大噸位振激力為動力(其單位面積作用力是目前機械碾壓和人力碾壓的幾百至幾千倍)，一方面通過沖頭擠密、夯實堤身和堤基，另一方面沖頭在堤內(nèi)作高頻振動并運行至堤內(nèi)卵石層過程中，會在堤內(nèi)形成一個直上而下的連續(xù)腔體即墻體單元。而特殊設計的沖頭每次在堤內(nèi)的提升和介入都會將前面施工成型的墻體單元和后面的墻體單元準確地連接起來，由此往復，隨著水泥混凝土的注入，鋼筋籠的插入，堤內(nèi)便形成了一個高強度(如厚度為400mm左右)的鋼筋水泥墻體結(jié)構(gòu)即鋼筋水泥混凝土連續(xù)墻。
由于采用以上結(jié)構(gòu)，本實用新型防洪大堤防滲堵漏加固機不僅能夠徹底消除大堤管涌、滑坡等安全隱患，使防洪大堤真正有了一副屬于自己的“鋼筋鐵骨”，提高大堤整體強度，防洪效果好，即完全滿足防洪要求，而且不用推土開挖、將原有土堤推倒重來，從而減少了巨大土石方開挖量，施工高效，工程造價低，實用性強。它適合一切江河湖海堤壩特別是土質(zhì)堤壩險工險段的防滲、堵漏、加固及非險工險段大堤的整體加固改造，適用性強，適合大面積推廣使用。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細說明。


圖1為本防洪大堤防滲堵漏加固機結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為
圖1A-A剖視圖。
圖3為
圖1B-B剖視圖。
具體實施方式
如
圖1所示，本防洪大堤防滲堵漏加固機的主機完全采用市售的振動式打樁機(沖孔后澆注水泥混凝土)，如山東探礦機械廠生產(chǎn)的配置DZ180振動錘的振動式打樁機。其結(jié)構(gòu)簡述如下機架20與機座2為一整體并通過支桿3連接固定。機座2下面設有自動行走、轉(zhuǎn)向裝置1。操作室4、電源控制柜5主副卷揚機組6、7均安裝在機座2上，卷揚機組6、7通過鋼纜21與動定滑輪組將振動錘10、主管8及沖頭19吊裝在懸臂11上，懸臂11固定在機架20上。支撐滑板9設于主管8與機架20之間，料斗12置于主管8的上部。以上均為現(xiàn)有技術(shù)，故不詳述。
本實用新型的特點是，將安裝在主管8(中心沖管兼水泥混凝土通道)底部的沖頭(兼堵頭)取掉，換上本發(fā)明人設計的具有特殊結(jié)構(gòu)的沖頭19。
如
圖1、圖2、圖3所示，沖頭19的結(jié)構(gòu)如下它由中心沖管13及中心沖頭16、側(cè)沖頭14和臂板15組成。
中心沖管13垂直設置并與主管8相通，中心沖管13頂部有固緊于主管8底部的連接裝置，中心沖管13底部活動套合有兼作堵頭的下小上大的錐體中心沖頭16。所述中心沖管13的直徑一般與主管8直徑相同。所述連接裝置一般采用法蘭盤，即一對配套使用的法蘭盤分別設于主管8的底部和中心沖管13的頂部，用螺栓螺帽連接固緊或拆卸。所述連接裝置也可采用公母螺紋連接，即主管8與中心沖管13分別設公母螺紋而旋緊等。中心沖頭16一般采用鋼筋水泥澆注而成的圓錐體。因是水泥制作，所以采用圓錐體有利于擠土。所述活動套合指，中心沖管13底部內(nèi)徑大于中心沖頭16頸部的外徑，當整個中心沖管13在振動錘10及主管8作用力向下、中心沖管13的底部抵至預先置于中心沖管13下方地面的中心沖頭16頂部時，中心沖頭16被套合在中心沖管13底部；而在整個沖頭19打至預定深度轉(zhuǎn)而向上運動開始澆注水泥混凝土時，則堵頭(中心沖頭16)自動脫離中心沖管13底部而留在堤內(nèi)。
上小下大(從垂直于長度方向看)的三角體臂板15置于中心沖管13兩側(cè)，臂板15的上、下端即三角體的兩斜邊即底邊均為棱角。所述臂板15的上端即三角體的兩斜邊為棱角，其作用是在沖頭19上提時，可將落在臂板15斜邊上的土擠入臂板15兩邊的堤內(nèi)。所述臂板15的下端即三角體的(兩)底邊為棱角，其作用同樣是擠土，特別是減少下沖時的阻力。所述中心沖頭16與側(cè)沖頭之間的臂板15底部可為圓拱形(從垂直于長度方向看)，主要是加強中心沖頭16與側(cè)沖頭14之間(若有4個側(cè)沖頭，則包括側(cè)沖頭與側(cè)沖頭之間)的強度。但該拱形的底部同樣是棱形，以減少入土時的阻力。
在中心沖頭16兩側(cè)的臂板15的底部等距離垂直設有至少2個下小上大的錐體側(cè)沖頭14，包括中心沖頭16在內(nèi)沖頭16、14的個數(shù)始終為奇數(shù)，也就是說，所述中心沖頭16和側(cè)沖頭14加在一起的數(shù)量可為3個、5個、7個等，即中心沖頭16始終為1個，而側(cè)沖頭14可為2個、4個、6個等，但總數(shù)最佳為3個。所述側(cè)沖頭14向下延伸的長度長于中間沖頭16向下延伸的長度(其作用前面已說明)。所述中心沖頭16大頭的直徑與左右側(cè)沖頭14大頭的直徑最好相等，這樣有利于沖頭16、14交錯咬合沖孔時位置對得更準確。所述中心沖頭16與側(cè)沖頭14的軸心即所有沖頭16、14的軸心最好位于同一直線上，這樣是使所澆注的防洪墻基本成直線向左右延伸。所述錐體沖頭16、14可為圓錐體沖頭，在圓錐體側(cè)沖頭14的錐頭部分17可圓周等分設有三角形翼片18，一般為4片，其作用是有利于破土。側(cè)沖頭14也可采用方錐體，多邊棱錐體等，但最佳為以上所述帶翼片的圓錐體。
所述沖頭19的縱向(左右)長度的確定，既考慮機器的承受能力，又要有一定的長度，一般為1米左右。沖頭19的橫向厚度(前后寬度，包括沖頭16、14的直徑和臂板15的厚度)一般為30～40公分，以保證所澆水泥混凝土墻體滿足防洪的需要。所述沖頭16、14大頭的直徑尺寸最好大于臂板15的厚度的尺寸，作用同樣是減少沖頭19入土時的阻力。
以上所述沖頭19的各個零部件(除堵頭16外)可全部采用鋼材制作，各零部件預先加工成所需形狀后，焊接為一個整體。也可采用鑄鋼一次澆鑄成型，再輔以必要的加工。
權(quán)利要求1.一種防洪大堤防滲堵漏加固機，它包括市售的振動式打樁機，其特征在于安裝在主管(8)底部的沖頭(19)由中心沖管(13)及中心沖頭(16)、側(cè)沖頭(14)和臂板(15)組成；中心沖管(13)垂直設置并與主管(8)相通，中心沖管(13)頂部有固緊于主管(8)底部的連接裝置，中心沖管(13)底部活動套合有兼作堵頭的下小上大的錐體中心沖頭(16)；上小下大的三角體臂板(15)置于中心沖管(13)兩側(cè)，臂板(15)的上、下端即三角體的兩斜邊即底邊均為棱角；在中心沖頭(16)兩側(cè)的臂板(15)的底部等距離垂直設有至少2個下小上大的錐體側(cè)沖頭(14)，中心沖頭(16)和側(cè)沖頭(14)加在一起的個數(shù)始終為奇數(shù)，所述側(cè)沖頭(14)向下延伸的長度長于中心沖頭(16)向下延伸的長度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防洪大堤防滲堵漏加固機，其特征在于所述連接裝置指法蘭盤。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防洪大堤防滲堵漏加固機，其特征在于所述錐體沖頭(16、14)指圓錐體沖頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的防洪大堤防滲堵漏加固機，其特征在于在圓錐體側(cè)沖頭(14)的錐頭部分(17)圓周等分設有三角形翼片(18)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防洪大堤防滲堵漏加固機，其特征在于所述中心沖頭(16)大頭直徑與側(cè)沖頭(14)大頭直徑的尺寸相等。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防洪大堤防滲堵漏加固機，其特征在于所述中心沖頭(16)和側(cè)沖頭(14)大頭的直徑尺寸均大于臂板(15)的厚度尺寸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防洪大堤防滲堵漏加固機，其特征在于所述中心沖頭(16)與側(cè)沖頭(14)的軸心位于同一條直線上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防洪大堤防滲堵漏加固機，其特征在于所述中心沖頭(16)與側(cè)沖頭(14)之間的臂板(15)的底部為圓拱形。
專利摘要本實用新型公開了一種防洪大堤防滲堵漏加固機，它包括市售的振動式打樁機，其特點是，沖頭(19)的結(jié)構(gòu)不同，即中心沖管(13)垂直設置并與主管(8)相通，其頂部用法蘭固緊在主管(8)底部，中心沖管(13)底部活動套合有兼作堵頭的中心沖頭(16)；三角體臂板(15)置于中心沖管(13)的兩側(cè)，其上、下端均為棱角；在中心沖頭(16)兩側(cè)的臂板(15)的底部等距離垂直設有至少2個下小上大的錐體側(cè)沖頭(14)，所述側(cè)沖頭(14)長于中心沖頭(16)。本機能徹底消除大堤管涌、滑坡等安全隱患，防滲堵漏效果好，大堤整體強度高，工程造價低。
文檔編號E02B3/04GK2654684SQ20032011395
公開日2004年11月10日 申請日期2003年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月21日
發(fā)明者粟先紅 申請人:粟先紅