[实用新型]一种大深度粗砂土堤基垂直铺塑截渗开槽机具结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种大深度粗砂土堤基垂直铺塑截渗开槽机具结构，属于水利工程堤防截渗施工技术领域。

背景技术

垂直铺塑截渗工艺已被广泛运用于我国水利工程中的堤防、病险水库堤坝除险加固工程之中，收到了很好的效果。目前这类工程施工设备主要有两种：链条式（即挖斗式）和锯齿式（即往复式）开槽铺塑机。他们的基本原理都是一致的，即通过切削机具将一定宽度和深度范围的土体切削挖运到地表，再将塑膜沿槽壁铺设，然后再回填土自然密实，形成一道垂直防渗帷幕。但工作原理有别：链条式开槽机是通过类似挖掘机的挖斗做连续不断的循环运动把土体直接挖运到槽外，而往锯齿式开槽机却是通过大臂上的钢锯齿相对于待挖土体做往复运动，不断切割、压磨、振动与搅拌作用，将槽内土体粉碎、磨细、搅拌直至成泥浆，再用泥浆泵抽排到地表泥浆池。

但是，对于大深度粗砂土或含粗砂量很大的土层，用上述两种常用设备机具施工都存在困难，主要原因分别如下：

1、当链条式开槽机作剧烈的切削、振动运动时，因砂土的粘聚力很小而自然崩解、液化，并在挖斗的循环搅动作用下扩散至整个槽腔水体中而无法充盈挖斗，挖斗带出的土量很少。当开挖达到一定深度时，因受挖斗循环搅动作用力的限制，砂粒很难被推送到槽腔上部，上部水体相对静止，先前已被搅动上浮的砂粒将慢慢沉淀，一部分被挖斗带入槽底，一部分在挖斗的循环搅动作用下重又上浮，只有少量砂土被带出槽外，“切削量”与“沉淀量”基本持平，结果造成“不吃土”现象。

更为严重的问题是，当深度很深时，由于砂粒的沉淀量增加，一部分砂粒进入大臂与槽壁的缝隙里，造成大臂与槽壁间产生一定摩擦力；又一方面，砂粒沉淀先从大臂末端开始堆积，逐渐向上增厚，直至给大臂施加一定量的砂土重量。由于摩擦力和上部沉淀砂土重量的双重作用，设备负载大大增加，最终使得大臂被卡在槽腔内而不能动弹，进而被埋于槽内。根据堤防规范，被埋大臂是必须取出的，而对于有十几米深的槽腔，取出已经被砂土深埋的大臂是十分困难的，不仅经济损失很大，而且一旦不能在短期内取出，将给施工期的防汛等工作带来巨大压力。

2、土层为细砂、粉砂、壤土或填筑不密实的粘性土堤防，用锯齿式开槽机施工是完全合适的。因为细砂、粉砂、壤土或填筑不密实的粘性土堤防，槽腔内充满的浆液基本上是经切削、压磨、振动与搅拌后形成的泥浆液体，在短时间内基本不沉淀或沉淀量极小，因此，只要把连接泥浆泵的泥浆管深入槽腔液面下一定深度即可抽排出含土量很大的泥浆（排出的泥浆置于槽口边泥浆池，稀浆流回槽内、稠浆暂存池内固结，视施工进展情况回填）。

但是，对于大深度粗砂土层，也会出现大臂上部水体相对静止和槽腔内悬浮砂土慢慢沉淀的情况，这时用泥浆泵管深入槽腔一定深度的办法，并不能抽排出含砂量很大的泥浆液，这是因为砂粒的上浮高度有一定限度，当泥浆泵管进口离悬浮砂粒较远时，其抽排砂的吸力就很小；如果把泥浆泵管深入槽腔内很深位置，一是泥浆泵管进口位置很难精准定位，二是即使精准定置，在水下，由于大臂的往复切削、振动作用，泥浆泵管进口段也是摇摆不定，如果因离大臂锯齿太近而与其发生接触、碰撞，设备与机具就有可能发生毁坏，进而影响工程进展；另外，泥浆泵是专用于对泥浆的抽排，而对粗砂的吸排作用很有限。因此，对于土质主要为粗砂、截渗深度超过12～15米的堤身截渗工程，采用常规的链条式、锯齿式开槽机进行铺膜施工，难度都比较大。

发明内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足之处，提供一种大深度粗砂土堤基垂直铺塑截渗开槽机具结构。该机具结构包括开槽机大臂，所述的开槽机大臂两侧有切削土锯齿，开槽机大臂的末端焊接有钢板夹，钢板夹上固定有抽砂管；所述的开槽机大臂通过钢管与排砂管连接。通过开槽机大臂上的切削土锯齿往复切削、磨压砂土，使砂土“沸腾”，然后开动抽砂泵通过抽砂管嘴吸取、经抽砂管将粗砂排于沉砂池，随着开槽的进尺，槽腔达到一定长度，即可下塑膜卷、铺塑，铺塑达到一定段长后，用人工回填一定厚度的粘土，将塑膜底部压住，防止塑膜漂浮起来，回填粘土达到一定长度后，即可开动排砂泵，将沉砂池里的砂排入已铺好塑膜后方的粘土上方的槽腔，即完成开槽铺塑施工的一个流程。

本实用新型是以如下技术方案实现的：一种大深度粗砂土堤基垂直铺塑截渗开槽机具结构，其特征是：机具结构包括开槽机大臂，所述的开槽机大臂两侧有切削土锯齿，开槽机大臂的末端焊接有钢板夹，钢板夹上固定有抽砂管；所述的开槽机大臂通过钢管与排砂管连接。

所述抽砂管的末端有抽砂管嘴；所述排砂管的末端有排砂管嘴。