一种用于地下注浆连续墙施工的开槽机以及施工方法

技术领域

本申请涉及建筑施工的领域，尤其是涉及一种用于地下注浆连续墙施工的开槽机以及施工方法。

背景技术

目前地下连续墙是地下挖槽后浇注而成的一道具有防水、挡土和承重功能的连续的地下墙体，广泛用于建造建筑物的地下室、停车场、高层建筑的深基础等方面，地下连续墙的沟槽在开挖时，需要借助泥浆来实现护壁作用。

在开挖地下连续墙时常用到开槽机，参照图1，开槽机包括机台1、导杆2、升降装置3和开槽装置4，机台1水平设置在施工现场的地面，导杆2竖直设置，导杆2底端与机台1固定连接，升降装置3位于导杆2顶端，开槽装置4包括安装架41、钻杆42和钻头43，钻杆42竖直设置，钻杆42设置有八个，八个钻杆42顶端均与安装架41转动连接，八个钻杆42沿安装架41的长度方向设置，八个钻杆42依次相切排成一条直线，八个钻杆42连接有驱动组件422，钻头43与钻杆42底端固定连接。在利用开槽机对施工现场开槽时，先移动机台1到达施工现场所需开槽位置处，之后利用升降装置3来对开槽装置4进行升降，直到钻头43与施工地面抵接，然后利用驱动组件422来带动八个钻杆42同步转动，八个钻杆42带动八个钻头43同时进行钻孔，在钻孔的同时借助泥浆来清洁沟槽的侧壁，开槽完成后，移动开槽装置4远离挖好的沟槽，并对沟槽进行清理，之后在沟槽内灌注水泥浆料，静置凝固，之后移动机台1达到下一位置。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：在使用开槽机挖设宽度为标准宽度二倍的沟槽时，需要前后两次对标准宽度的沟槽进行挖掘，前后两侧的挖掘工作之间存在等待混凝土凝固的时间，施工周期长，导致连续墙的施工效率低。

发明内容

为了提高连续墙的施工效率，本申请提供一种用于地下注浆连续墙施工的开槽机以及施工方法。

第一方面：本申请提供的一种用于地下注浆连续墙施工的开槽机采用如下的技术方案：

一种用于地下注浆连续墙施工的开槽机，包括机台和开槽装置，开槽装置与机台滑动连接，开槽装置包括安装架、钻杆和钻头，钻杆与安装架转动连接，钻头与钻杆固定连接，所述钻杆并列设置有两排，两排钻头钻出的钻孔相切设置。

通过采用上述技术方案，利用并列设置的两排钻杆进行钻孔开槽，相邻两个钻头钻出钻孔相切，挖设沟槽的宽度即为钻孔直径的二倍，一次成型，成型后在沟槽内灌注水泥浆料，静置形成双倍宽度的连续墙，在连续墙的施工过程中，将两次挖槽过程缩减为一次，同时也缩减了一次静置水泥浆料凝固的过程，进而极大地缩短了双倍宽度连续墙的施工周期，达到提高了双倍宽度连续墙施工效率的目的。

可选的，所述钻杆外侧套设有第一轮，第一轮与钻杆固定连接，两排相邻的四个钻杆之间均设置有第二轮，第二轮设置有多个，第二轮与安装架转动连接，第二轮与相邻的四个第一轮均啮合。

通过采用上述技术方案，转动第二轮，使第二轮带动与第二轮啮合的四个第一轮同步发生转动，降低了转动多个钻杆的难度，同时实现了前后两排钻杆之间的同步运动。

可选的，所述第二轮固定连接有第三轮，第三轮的直径大小小于同排的相邻两个钻杆之间的距离大小，两排钻杆外侧设置有第四轮，第四轮与安装架转动连接，第四轮与第三轮之间通过皮带来传动，第四轮和第三轮均设置有多个。

通过采用上述技术方案，转动第四轮，第四轮经过皮带的传动来带动第三轮转动，第三轮又带动第二轮转动，第四轮通过第三轮的传动实现对第二轮的带动，由于第四轮设置在两排钻杆外侧，减小了驱动第二轮转动时对钻杆转动的影响，同时提高了转动第二轮的便捷性；又由于第三轮直径小于第二轮，皮带远离第四轮一端穿过相邻两个钻杆之间的缝隙后与第三轮连接，进而减小了皮带与钻杆接触的概率，减小了皮带对钻杆转动的影响。

可选的，多个所述第四轮之间设置有二级联动组件，二级联动组件包括联动轴和连接轴，联动轴与安装架转动连接，联动轴一端连接有用于驱动联动轴转动的驱动件，连接轴一端与第四轮固定连接，另一端与联动轴之间设置有用于实现联动轴与连接轴之间传动的传动件。

通过采用上述技术方案，启动驱动件，驱动件带动联动轴转动，联动轴通过传动件带动多个连接轴同步转动，由于连接轴与第四轮转动连接，多个连接轴分别带动多个第四轮同步转动，之后再通过第三轮、第二轮和第一轮的设置带动两排钻杆均同步转动，进而实现了两排钻杆之间的联动，同时节省了驱动件的数量，实现节能的作用。

可选的，所述传动件为锥齿轮组。

通过采用上述技术方案，利用锥齿轮组来实现联动轴和多个连接轴之间的传动，锥齿轮组是实现两排钻杆同步转动的重要组件，锥齿轮的设置，同时提高了实现联动轴和多个连接轴之间传动的便捷性。

可选的，所述钻杆内开设有用于注入水泥浆料的注浆通道，注浆通道一端与水泥浆料源连通，另一端与钻头外侧壁连通。

通过采用上述技术方案，利用注浆通道对挖好的沟槽内进行注入水泥浆料，水泥浆料沿注浆通道流动，水泥浆料从沟槽底壁逐渐堆积升高，进而减少了水泥浆料中的气体量，提高了连续墙成型后的品质。

可选的，所述注浆通道侧壁固定连接有保温膜。

通过采用上述技术方案，由于保温膜设置在注浆通道的侧壁处，保温膜对注浆通道内的温度进行保持，减小注浆通道内温度的降低，进而减少了出现水泥浆料在注浆通道内受冷快速凝固的情况，以防水泥浆料在注浆通道内堵塞，提高了水泥浆料在注浆通道内流动的流畅性。

可选的，两排所述钻杆的注浆通道交叉设置。

通过采用上述技术方案，注浆通道交叉设置以减少注浆通道的数量，降低了水泥浆料在注浆通道内存留的时间，进一步减小了出现水泥浆料出现凝固的概率，提高了注浆过程的顺利程度。

第二方面，本申请提供的一种地下注浆连续墙的施工方法采用如下技术方案：

一种地下注浆连续墙的施工方法：包括以下步骤：

S1、测量定位：对施工现场进行测量，并定出施工线段；

S2、挖设护壁泥浆导沟：在待开设连续墙位置的两侧分别挖出两个护壁泥浆导沟，并使护壁泥浆导沟与护壁泥浆供浆源连通；

S3、护壁泥浆注入：在开挖前，将护壁泥浆源内护壁泥浆注满护壁泥浆导沟；

S4、开槽机就位：移动开槽机达到所需开槽位置附近，并使开槽装置与待开槽位置对齐；

S5、下放开槽装置进行开槽:启动用于驱动联动轴转动的驱动件，驱动件带动联动轴转动，联动轴通过锥齿轮组和连接轴来同时带动多个第四轮转动，第四轮通过皮带的传动来带动第三轮转动，第三轮通过第二轮和第一轮的配合来带动两排钻杆同步转动，然后使开槽装置地下，并利用护壁泥浆对开槽进行辅助；

S6、回收护壁泥浆：在钻头到达所需开槽深度的位置时，停止开槽装置工作，沟槽开设完成，然后沟槽内护壁泥浆进行回收；

S7、上升开槽装置并灌入水泥浆料：将水泥浆料注入注浆通道内，同时启动开槽装置上升和钻杆钻头的转动，水泥浆料沿注浆通道到达沟槽底壁，之后随着钻杆的升高，水泥浆料逐渐注满沟槽，同时钻头对水泥浆料进行搅拌铺匀，直到钻头达到施工地面处，停止水泥浆料的注入；

S8、静置凝固：水泥浆料静置后凝固成连续墙。

通过采用上述技术方案，经过测量后的数据来敲定施工位置，提高了连续槽施工位置的准确度，减小了连续墙位置的偏差；在开槽前，挖设导沟，并将护壁泥浆注入导沟内，在开槽时，导沟内的护壁泥浆会注入开设的沟槽内，护壁泥浆在沟槽侧壁形成泥皮，以加固沟槽侧壁，同时减小了出现坍塌的概率；在开槽过程中，通过驱动件、联动轴和各种轮的配合来带动两排钻杆同步进行转动，实现了两排钻杆的同步钻孔工作，进一步提高了挖设的沟槽质量，并通过两排钻杆钻出双倍宽度的沟槽，缩减了施工时间，提高了施工效率；在钻头钻到所需深度时，将多余的护壁泥浆收回，以实现清槽的作用，减小对水泥浆料质量的影响，之后通过注浆通道将水泥浆浆料从沟槽底壁开始注入，水泥浆料将沟槽内的气体挤出，进而减小了水泥浆料内部气泡的产生，在注入水泥浆料的同时，通过钻头的转动来对水泥浆料进行搅拌，以辅助水泥浆料内气体的溢出，水泥浆料内部密实，进一步提高了成型后连续墙的品质；最后静置水泥浆料，直到水泥浆料凝固成固体的连续墙，利用固体的连续墙来实现支护和防渗的作用。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过两排钻杆的设置，将两次挖槽过程缩减为一次，同时也缩减了一次静置水泥浆料凝固的过程，进而极大地缩短了双倍宽度连续墙的施工周期，达到提高了双倍宽度连续墙施工效率的目的；

2.通过二级联动组件的设置，实现了两排钻杆之间的联动，同时节省了驱动件的数量，实现节能的作用；

3.通过注浆通道内壁保温膜的设置，减小注浆通道内温度的降低，进而减少了出现水泥浆料在注浆通道内受冷快速凝固的情况，以防水泥浆料在注浆通道内堵塞，提高了水泥浆料在注浆通道内流动的流畅性；

4.通过护壁泥浆的设置，在开槽时，导沟内的护壁泥浆会注入开设的沟槽内，护壁泥浆在沟槽侧壁形成泥皮，以加固沟槽侧壁，同时减小了出现坍塌的概率。

附图说明

图1是本申请中背景技术的结构示意图；

图2是本申请实施例中开槽机的结构示意图；

图3是本申请实施例中开槽装置的结构示意图；

图4是本申请实施例中注浆通道的结构示意图；

图5是本申请实施例中一级联动组件的结构示意图；

图6是本申请实施例中一级联动组件的结构示意图。

附图标记说明：1、机台；2、导杆；3、升降装置；4、开槽装置；41、安装架；411、第一板；412、第二板；42、钻杆；421、注浆通道；4211、保温膜；422、驱动组件；43、钻头；5、驱动机构；51、驱动电机；52、一级联动组件；521、第一轮；522、第二轮；523、第三轮；534、第四轮；53、二级联动组件；531、联动轴；532、连接轴；533、锥齿轮组；5331、竖向轮；5332、横向轮；6、沟槽。

具体实施方式

以下结合附图2-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种用于地下注浆连续墙施工的开槽机。参照图2，一种用于地下注浆连续墙施工的开槽机包括机台1、导杆2、升降装置3和开槽装置4，机台1水平设置在施工现场的地面，导杆2竖直设置，导杆2底端与机台1固定连接，升降装置3设置在导杆2顶端，开槽装置4位于升降装置3靠近施工地面一侧，开槽装置4与机台1滑动连接，开槽装置4包括安装架41、钻杆42和钻头43，安装架41与导杆2滑动连接，钻杆42竖直设置，钻杆42对齐设置有两排，钻杆42顶端与安装架41转动连接，钻杆42底端与钻头43固定连接，两排钻杆42连接有驱动机构5。在利用开槽机对施工现场开槽时，先开槽装置4与施工地面待开槽位置对齐，之后利用升降装置3带动开槽装置4下降，同时启动驱动机构5来带动钻杆42转动，钻杆42带动钻头43对施工地面进行钻孔开槽的操作，利用两排钻杆42挖设双倍宽度的沟槽6，沟槽6挖设完成后，在沟槽6内灌注水泥浆料，静置凝固，形成双倍宽度的连续墙。

参照图2和图3，安装架41沿从升降装置3靠近施工地面的方向依次包括第一板411和第二板412，第一板411和第二板412均水平设置，且第一板411和第二板412均与导杆2滑动连接，且第一板411靠近钻杆42顶端位置，第二板412靠近钻杆42底端位置，第二板412和第一板411均与两排钻杆42转动连接。利用升降装置3带动安装架41沿导杆2滑动，进而实现了对钻杆42和钻头43的升降，通过安装架41对两排钻杆42之间的位置进行固定，同时为两排钻杆42的转动提供支撑。

参照图2和图3，每排钻杆42设置有8个，相邻两个钻杆42之间留有缝隙，两排的8个钻杆42分别对齐；钻头43与钻杆42的数量相同，相邻钻头43钻处的钻孔相切设置，且钻头43钻处的钻孔的直径为沟槽6的标准宽度大小。利用两排钻杆42钻出的沟槽6的宽度为标准宽度的双倍，且一次成型，将两次挖槽过程缩减为一次，同时也缩减了一次静置水泥浆料凝固的过程，进而极大地缩短了双倍宽度连续墙的施工周期，达到提高了双倍宽度连续墙施工效率的目的。

参照图2和图4，钻杆42内设置有注浆通道421，注浆通道421竖直设置，注浆通道421顶端贯穿钻杆42顶端，注浆通道421底端贯穿钻头43侧壁；注浆通道421设置有八个，两排钻杆42对齐的两个钻杆42内有一个开设有注浆通道421，且同排相邻的两个注浆通道421之间设置有一个未开设注浆通道421的钻杆42，八个注浆通道421交叉分布，注浆通道421顶端连接水泥浆源。

在钻杆42钻到沟槽6底壁时，开始对沟槽6内注浆，将水泥浆料注入注浆通道421内，水泥浆料沿着注浆通道421从上之下流动，直到水泥浆料穿过钻头43后与沟槽6底壁抵接，之后随着水泥浆料的不断注入，沟槽6内水泥浆料的液面不断升高，直到充满整个沟槽6，水泥浆料同时将沟槽6内的空气挤出沟槽6，注浆完成后，静置等待水泥浆料凝固成连续墙；交叉分布的注浆通道421减少了钻杆42顶端注浆管道的铺设，同时实现所需注浆作用，实现节能的目的。

为了实现水泥浆料在注浆通道421内的保温，参照图1，注浆通道421侧壁设置保温膜4211，保温膜4211与注浆通道421侧壁固定连接，保温膜4211覆盖了注浆通道421侧壁。利用保温膜4211对注浆通道421内的水泥浆料进行保温，以防水泥浆料受冷凝固而将注浆通道421堵塞，保温膜4211提高了水泥浆料在注浆通道421内的流通性。

参照图2和图3，驱动机构5设置在第一板411顶端，驱动机构5包括驱动电机51、一级联动组件52和二级联动组件53，一级联动组件52设置在两排相邻四个钻杆42顶端，一级联动组件52设置有多个，二级联动组件53设置在多个一级联动组件52之间，二级联动组件53与驱动电机51连接，此处的驱动电机51即为驱动件，驱动电机51与第一板411顶端固定连接。在利用驱动机构5来驱动两排钻杆42开始工作时，启动驱动电机51，驱动电机51通过一级联动组件52和二级联动组件53的配合，来实现两排钻杆42的同步转动，提高了沟槽6开挖时的稳定性，同时节省了驱动件的数量。

参照图5，一级联动组件52包括第一轮521、第二轮522、第三轮523和第四轮534，第一轮521、第二轮522、第三轮523和第四轮534均水平设置，且第一轮521、第二轮522、第三轮523和第四轮534均与第一板411顶端转动连接，第一轮521套设在钻杆42外侧，第一轮521与钻杆42外侧壁固定连接，第二轮522位于两排钻杆42的相邻四个钻杆42内中间，第二轮522轮与相邻的四个第一轮521均啮合，第三轮523位于第二轮522远离第一板411一侧，第三轮523与第二轮522固定连接，第四轮534位于两排钻杆42远离机台1一侧，第四轮534与第三轮523之间通过皮带进行传动，第四轮534、第三轮523和第二轮522均设置有四个。

在一级联动组件52处于工作状态时，分别同时转动四个第四轮534，第四轮534通过皮带来带动第三轮523发生转动，第三轮523带动第二轮522同步进行转动，第二轮522带动第一轮521转动，第一轮521带动钻杆42发生转动，从而实现了两排钻杆42的同步转动。

参照图5，第三轮523的直径大小小于同排相邻两个钻杆42之间的距离大小，第三轮523与第四轮534的直径大小相同，第三轮523和第四轮534之间的皮带穿过相邻两个钻杆42之间，且皮带与相邻两个钻杆42不抵接。通过第三轮523和第四轮534的设置，将驱动第二轮522转动的施力方向移至两排钻杆42外侧，并且第三轮523和第四轮534的设置不对两排钻杆42的转动产生影响，实用性强。

参照图1，二级联动组件53包括联动轴531、连接轴532和锥齿轮组533，连接轴532竖直设置在第四轮534顶端中心，连接轴532底端与第四轮534顶端固定连接，联动轴531水平设置在连接轴532远离第四轮534之间，联动轴531与第一板411转动连接，联动轴531一端与驱动电机51固定连接，锥齿轮组533设置在连接轴532顶端与联动轴531之间，锥齿轮组533和连接轴532的数量与第四轮534的数量相同。

在二级联动组件53处于工作状态时，启动驱动电机51，驱动电机51带动联动轴531沿自身轴线进行转动，联动轴531通过锥齿轮组533带动连接轴532发生转动，连接轴532带动第四轮534进行转动，进而完成了驱动钻杆42转动的驱动力的传递。

参照图6，锥齿轮组533包括竖向轮5331和横向轮5332，竖向轮5331竖直设置，竖向轮5331套设在联动轴531外侧，且竖向轮5331与联动轴531外侧壁固定连接，横向轮5332水平设置，横向轮5332底端与连接轴532顶端固定连接，横向轮5332与竖向轮5331啮合。联动轴531同步带动四个竖向轮5331转动，四个竖向轮5331带动四个横向轮5332转动，四个横向轮5332带动连接轴532发生转动，进而完成了连接轴532和联动轴531之间的传动。

本申请实施例一种用于地下注浆连续墙施工的开槽机的实施原理为：在利用开槽机来挖设用于连接墙施工的沟槽6时，先将开槽装置4与待挖设的沟槽6位置对齐，然后利用升降装置3来带动开槽装置4下放，钻杆42带动钻头43逐渐靠近施工地面，同时启动驱动电机51，通过二级联动组件53和一级联动组件52的配合来带动两排钻杆42同步发生转动，继续将钻杆42下放，随后钻杆42带动钻头43插入施工地面内，对施工地面进行开槽操作，直到钻头43带动所需沟槽6深度时，利用升降装置3来带动开槽装置4上升，在钻杆42升高的过程中，通过注浆通道421对沟槽6内注入水泥浆料，直到钻头43远离施工地面，且沟槽6内的水泥浆料注满后，静置凝固，从而形成了所需的双倍宽度连续墙。

本申请实施例还公开了一种地下注浆连续墙的施工方法。一种地下注浆连续墙的施工方法，包括以下步骤：

S1、测量定位：对施工现场的地面进行精准测量，设置连续墙的轴线位置，并定出施工线段；

S2、挖设护壁泥浆导沟：在待开设连续墙位置的两侧分别挖出两个护壁泥浆导沟，护壁泥浆导沟的深度设置在两米，并通过流通管道使护壁泥浆导沟与护壁泥浆供浆源连通；

S3、护壁泥浆注入：在开挖前，将护壁泥浆源内的护壁泥浆注满两个护壁泥浆导沟；

S4、开槽机就位：移动机台1到测量好的施工位置处，并使开槽装置4与待开槽位置对齐，使开槽装置4远离施工地面；

S5、下放开槽装置4进行开槽:在利用升降装置3下放开槽装置4的同时，启动驱动电机51，驱动件带动联动轴531转动，联动轴531通过锥齿轮组533和连接轴532来同时带动多个第四轮534转动，第四轮534通过皮带的传动来带动第三轮523转动，第三轮523通过第二轮522和第一轮521的配合来带动两排钻杆42同步转动，直到钻头43与施工地面抵接，钻头43在施工地面开设钻孔，继续下放钻头43，钻头43插入施工地面之下开始了钻孔开槽的工作，在开槽过程中利用护壁泥浆对开槽进行辅助，护壁泥浆在沟槽6侧壁形成墙皮进行加固；

S6、回收护壁泥浆：在钻头43到达所需开槽深度的位置时，停止开槽装置4工作，沟槽6开设完成，然后回收沟槽6内的护壁泥浆，对沟槽6进行清理；

S7、上升开槽装置4并灌入水泥浆料：清理完成后，将水泥浆料源的水泥浆料分别注入八个注浆通道421内，同时启动开槽装置4上升以及驱动电机51，驱动电机51带动钻头43和钻杆42再次进行转动，水泥浆料沿注浆通道421到达沟槽6底壁，之后随着钻杆42的升高，水泥浆料逐渐注满沟槽6，同时钻头43对水泥浆料进行搅拌铺匀，将水泥浆料内的气泡搅出，直到钻头43达到施工地面处，停止水泥浆料的注入，让水泥浆料沉淀一段时间后对水泥浆料补满；

S8、静置凝固：最后静置水泥浆料，直到水泥浆料凝固成连续墙。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。