一种冲刷探挖设备及施工方法与流程

1.本发明涉及涉及市政工程领域，特别是涉及一种冲刷探挖设备及施工方法。


背景技术：

2.目前，针对地下管线情况不明确时的探挖施工，基坑探挖一般都是人工探挖，效率较低，过程中往往无法有效进行支护，但作业人员需要长时间在基坑中作业，安全风险较大，如使用机械开挖，则容易损坏地下管线，引起通讯中断、断水断电甚至燃气泄漏等情况。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种冲刷探挖设备及施工方法，可以在不损坏地下管线的情况下，比较高效地将地下管线探挖出来，相对于人工探挖，提高了效率，且避免了工人长时间待在基坑里，减少了安全风险。
4.为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种冲刷探挖设备，它包括用于挖掘的探挖设备，所述探挖设备包括旋转冲刷头，所述旋转冲刷头上设置有用于供应水的注水孔，所述注水孔与高压进水管连接，并为旋转冲刷头供水，通过高压高速水流为旋转冲刷头提供旋转动力；所述旋转冲刷头的下方设置有多个均布的喷头，所述旋转冲刷头的顶部设置有用于泥水回流的排泥管；所述探挖设备与用于限制探挖力的限力设备相连。
5.所述喷头采用倾斜布置方式。
6.所述排泥管为中空的金属管，排泥管末端通过排泥软管与泥浆泵连接，通过排泥管抽排掉泥水；所述排泥管上设置活塞，活塞为采用薄壁圆筒体结构，活塞外侧设置环形凹槽。
7.所述限力设备包括气缸、加气孔、泄压阀、第一扭力旋转构件和第二扭力旋转构件；所述气缸中空，上下部均有盖板，盖板中部设有圆孔，盖板上的圆孔内径大于排泥管的外径，并在圆孔内侧镶嵌环形密封圈，下部盖板用于限制活塞，避免限制活塞脱离气缸，上部盖板设置加气孔，加气孔通过高压气管与空压机连接，用于给气缸充气加压，泄压阀用于控制气缸内的压力，压力达到一定数值时自动排气泄压，该数值通过泄压阀调节。
8.所述第一扭力旋转构件和第二扭力旋转构件安装在气缸的外壁上，所述第一扭力旋转构件和第二扭力旋转构件采用扭力扳手原理实现，并能够调节扭力大小。
9.具体使用时，所述第一扭力旋转构件和第二扭力旋转构件与用于带动整个探挖设备移动的施工机械的机械臂相连。
10.所述施工机械采用去掉挖斗之后的挖掘机。
11.采用冲刷探挖设备进行基坑探挖的施工方法，包括以下步骤：步骤一：安装并检查活塞外侧密封圈与限力设备的气缸之间的密封情况；步骤二：将整个探挖设备从限力设备的下部穿入气缸内，并固定安装气缸的上、下侧盖板；
步骤三：将第二扭力旋转构件与施工机械的机械臂相连；步骤四：将注水孔与高压水管连接，将排泥管通过排泥软管与排泥泵连接，将加气孔通过高压气管与空压机连接；步骤五：根据拟探挖的管线情况，结合现场地质情况设置泄压阀、第一扭力旋转构件和第二扭力旋转构件的最大压力值；步骤六：完成清表施工及硬质障碍物清理工作，准备好泥浆存储罐；步骤七：通过注入高压水使旋转冲刷头喷射高压水流并旋转起来，同步给气缸加气，操纵机械臂下压冲刷土层，打开泥浆泵通过排泥管将泥水排走，并储存在泥浆存储罐；步骤八：待基坑冲刷至一定深度后，操纵机械臂将探挖设备提出移位后继续进行冲刷、排泥操作。
12.所述步骤七中，如果机械臂的下压力过大，则泄压阀会被动排气，探挖设备会回缩来避免损坏待探挖的缆线；如水平方向受力过大，则第一扭力旋转构件和第二扭力旋转构件会卸力。
13.本发明有如下有益效果：1、本发明通过采用上述冲刷探挖设备，其通过高压水流冲刷的探挖方式，能够实现基坑的探挖，在探挖过程中，能够有效的防止对地下管线的破坏，在保证探挖效率的同时，减少了安全风险。
14.2、通过采用上述的气缸和加气孔之间的配合方式，能够对整个旋转冲刷头提供相应的压力，进而提供下压力。而且能够通过气动的方式控制下压力，保证了安全性。
15.3、通过采用第一扭力旋转构件和第二扭力旋转构件，能够将整个设备与机械臂相连，并通过机械臂实现整个设备的压力控制。
16.4、通过上述的机械臂连接结构能够方便的控制整个探挖设备的下压力。
附图说明
17.图1为本发明整体结构示意图。
18.图2为本发明探挖设备结构图。
19.图3为本发明限力设备主视图。
20.图4为本发明限力设备结构简图。
21.图5为本发明限力设备结构简图的侧视图。
22.图6为本发明具体探挖施工过程中的示意图。
23.图中：注水孔1、旋转冲刷头2、喷头3、排泥管4、活塞5、气缸6、加气孔7、泄压阀8、第一扭力旋转构件9、第二扭力旋转构件10。
具体实施方式
24.下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
25.实施例1：如图1
‑
6，一种冲刷探挖设备，它包括用于挖掘的探挖设备，所述探挖设备包括旋转冲刷头2，所述旋转冲刷头2上设置有用于供应水的注水孔1，所述注水孔1与高压进水管连接，并为旋转冲刷头2供水，通过高压高速水流为旋转冲刷头2提供旋转动力；所述旋转冲
刷头2的下方设置有多个均布的喷头3，所述旋转冲刷头2的顶部设置有用于泥水回流的排泥管4；所述探挖设备与用于限制探挖力的限力设备相连。本发明中通过采用上述冲刷探挖设备，其通过高压水流冲刷的探挖方式，能够实现基坑的探挖，在探挖过程中，能够有效的防止对地下管线的破坏，在保证探挖效率的同时，减少了安全风险。
26.进一步的，所述喷头3采用倾斜布置方式。通过采用倾斜布置方式，借助水流的方向作用力，带动旋转冲刷头2自动旋转，进而提供旋转动力，此外，通过采用倾斜安装方式，有效的扩大了冲刷范围，提高了工作效率。
27.进一步的，所述排泥管4为中空的金属管，排泥管4末端通过排泥软管与泥浆泵连接，通过排泥管4抽排掉泥水；所述排泥管4上设置活塞5，活塞5为采用薄壁圆筒体结构，活塞5外侧设置环形凹槽。通过上述的排泥管4能够实现排泥浆工艺过程。工作过程中，冲刷形成的泥浆将进入到排泥管4，并通过泥浆泵将泥浆排出。
28.进一步的，所述限力设备包括气缸6、加气孔7、泄压阀8、第一扭力旋转构件9和第二扭力旋转构件10；所述气缸6中空，上下部均有盖板，盖板中部设有圆孔，盖板上的圆孔内径大于排泥管4的外径，并在圆孔内侧镶嵌环形密封圈，下部盖板用于限制活塞5，避免限制活塞5脱离气缸6，上部盖板设置加气孔7，加气孔7通过高压气管与空压机连接，用于给气缸6充气加压，泄压阀8用于控制气缸6内的压力，压力达到一定数值时自动排气泄压，该数值通过泄压阀8调节。通过采用上述的限力设备能够用于控制施工过程中的探挖力。工作过程中，通过加气孔7能够对气缸6提供高压气体，通过高压气体控制活塞5下行，通过活塞5控制排泥管4下行，进而通过排泥管4下压旋转冲刷头2，在借助旋转冲刷头2实现相应的探挖。
29.进一步的，所述第一扭力旋转构件9和第二扭力旋转构件10安装在气缸6的外壁上，所述第一扭力旋转构件9和第二扭力旋转构件10采用扭力扳手原理实现，并能够调节扭力大小。通过上述的第一扭力旋转构件9和第二扭力旋转构件10能够用于移动整个设备。并通过控制下压力来保证探挖的安全性。
30.进一步的，具体使用时，所述第一扭力旋转构件9和第二扭力旋转构件10与用于带动整个探挖设备移动的施工机械的机械臂相连。通过上述的机械臂连接结构能够方便的控制整个探挖设备的下压力。
31.进一步的，所述施工机械采用去掉挖斗之后的挖掘机。
32.实施例2：采用冲刷探挖设备进行基坑探挖的施工方法，包括以下步骤：步骤一：安装并检查活塞5外侧密封圈与限力设备的气缸6之间的密封情况；步骤二：将整个探挖设备从限力设备的下部穿入气缸6内，并固定安装气缸6的上、下侧盖板；步骤三：将第二扭力旋转构件10与施工机械的机械臂相连；步骤四：将注水孔1与高压水管连接，将排泥管4通过排泥软管与排泥泵连接，将加气孔7通过高压气管与空压机连接；步骤五：根据拟探挖的管线情况，结合现场地质情况设置泄压阀8、第一扭力旋转构件9和第二扭力旋转构件10的最大压力值；步骤六：完成清表施工及硬质障碍物清理工作，准备好泥浆存储罐；步骤七：通过注入高压水使旋转冲刷头2喷射高压水流并旋转起来，同步给气缸6
加气，操纵机械臂下压冲刷土层，打开泥浆泵通过排泥管4将泥水排走，并储存在泥浆存储罐；步骤八：待基坑冲刷至一定深度后，操纵机械臂将探挖设备提出移位后继续进行冲刷、排泥操作。
33.所述步骤七中，如果机械臂的下压力过大，则泄压阀8会被动排气，探挖设备会回缩来避免损坏待探挖的缆线；如水平方向受力过大，则第一扭力旋转构件9和第二扭力旋转构件10会卸力。