一种高陡边坡土工材料铺设装置的制作方法

1.本发明涉及土工材料铺设技术领域，尤其是涉及一种高陡边坡土工材料铺设装置。


背景技术：

2.近年来，土工材料因实际工程的不断需求得到了快速发展，已经成为一种新型的岩土工程材料。兼具加筋、防渗和固土固砂作用的土工材料目前也广泛应用于大型尾矿库工程中。随着国家对环保要求的逐渐加大，尾矿库防渗工程的设计和施工也逐步严格，尤其在施工过程中经常会遇到在高陡边坡上进行土工材料，具体如土工布、土工膜等的铺设与缝制。
3.现场土工材料铺设和焊接常用的一种方法是将成卷土工材料由坡顶一侧直接沿坡推下而后由技术人员沿坡对土工材料进行焊接与缝制，但是直接沿坡推下土工材料，受边坡杂物影响，土工材料的滚动方向不可控，铺设完毕后土工材料不平整，又因土工材料较为宽大，为后期整理带来许多不便；另一种方式是成卷土工材料固定于坡顶再由技术人员拖拽土工材料的一侧沿坡逐渐向下移动直至达到坡底，最后再由焊接与缝制人员沿坡逐渐进行缝制，但是在实际工程中经常会遇到高陡边坡上铺设、焊接与缝制的情况。通常边坡大于50
°
，甚至达到70
°
左右，铺设与焊接人员根本无法在边坡上进行攀爬铺设与焊接工作，需要对操作人员增加较多的防护措施才可以沿坡开始工作，如此操作不但存在较大的安全风险，同时焊接与缝制质量也存在一定的折扣。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种高陡边坡土工材料铺设装置，不需要人员直接在边坡上进行土工材料铺设作业，易于保证土工材料的铺设质量。
5.为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
6.本发明提供一种高陡边坡土工材料铺设装置，包括固定装置和下放装置，所述固定装置用于将成卷的土工材料固定在边坡的顶部，所述下放装置用于与所述土工材料的自由端连接，且所述下放装置滑动配置于所述固定装置，以将所述固定装置上的土工材料抽出并铺设至边坡。
7.进一步地，所述下放装置包括多根滑动配置于所述固定装置上的滑杆以及设置于各根所述滑杆上的滚轮；
8.各根所述滑杆相互平行；
9.所述滚轮用于与所述边坡接触以对所述滑杆支撑。
10.进一步地，所述滑杆包括多根依次可拆卸连接的子杆。
11.进一步地，所述固定装置包括固定件、第一绳索、配重机构以及安装于所述配重机构上的承载机构；
12.所述固定件用于连接在坡顶平台；
13.所述第一绳索的一端与所述固定件连接，所述第一绳索的另一端与所述配重机构连接；
14.所述配重机构用于悬挂在所述边坡的顶部，各根所述滑杆与所述配重机构滑动连接；
15.所述承载机构用于安装成卷的所述土工材料。
16.进一步地，所述承载机构包括支撑杆、支座以及调节组件；
17.所述支座连接于所述支撑杆的两端；
18.所述支座通过调节组件与所述配重机构可拆卸连接，所述调节组件用于沿所述配重机构的长度方向调节所述支座相对于所述配重机构的位置。
19.进一步地，所述配重机构包括固定配重、活动配重以及驱动件；
20.所述活动配重转动安装于所述固定配重的顶部，各根所述滑杆与所述活动配重滑动连接，所述承载机构安装于所述活动配重上；
21.所述固定配重与所述活动配重均与所述驱动件连接；
22.所述驱动件用于驱动所述活动配重相对于所述固定配重转动。
23.进一步地，所述活动配重具有与多根所述滑杆一一对应的多个通孔，所述滑杆贯穿所述通孔与所述活动配重滑动连接。
24.进一步地，还包括用于设置在所述滑杆上的焊接装置，所述焊接装置用于对相邻的两幅所述土工材料进行焊接。
25.进一步地，所述焊接装置包括爬焊机、第一绳索以及提升机；
26.所述提升机用于连接在坡顶平台；
27.所述爬焊机用于设置在所述滑杆上，且所述爬焊机与所述提升机之间通过所述第一绳索连接。
28.进一步地，还包括与所述焊接装置连接的发电机。
29.本发明提供的高陡边坡土工材料铺设装置能产生如下有益效果：
30.在使用上述高陡边坡土工材料铺设装置时，可先将成卷的土工材料安装至固定装置上，随后将土工材料的自由端与下放装置连接，随着下放装置的滑动，下放装置将固定装置上的土工材料逐渐抽出并铺设至边坡。
31.相对于现有技术来说，本发明提供的高陡边坡土工材料铺设装置不需要作业人员直接在边坡上进行土工材料铺设作业，直接在边坡顶部的平台对下放装置进行操作即可，有效降低铺设风险，易于保证土工材料的铺设质量。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1为本发明提供的一种高陡边坡土工材料铺设装置安装成卷土工材料后的三维结构示意图；
34.图2为本发明提供的一种高陡边坡土工材料铺设装置在第一作业状态下的三维结
构示意图；
35.图3为本发明提供的一种高陡边坡土工材料铺设装置在第二作业状态下的三维结构示意图；
36.图4为本发明提供的另一种高陡边坡土工材料铺设装置在作业时的三维结构示意图。
37.图标：1－固定装置；11－固定件；12－第一绳索；13－配重机构；131－固定配重；132－活动配重；133－驱动件；14－承载机构；141－支撑杆；142－支座；143－调节组件；2－下放装置；21－滑杆；22－滚轮；3－爬焊机；4－第二绳索；5－提升机；6－发电机。
具体实施方式
38.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
40.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
41.以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
42.本实施例在于提供一种高陡边坡土工材料铺设装置，如图1和图2所示，包括固定装置1和下放装置2，固定装置1用于将成卷的土工材料固定在边坡的顶部，下放装置2用于与土工材料的自由端连接，且下放装置2滑动配置于固定装置1，以将固定装置1上的土工材料抽出并铺设至边坡。
43.本实施例提供的高陡边坡土工材料铺设装置中，固定装置1一方面起到承载成卷土工材料的作用，另一方面对下放装置2起到导向的作用，下放装置2在固定装置1的导向下，逐渐抽出固定装置1上的土工材料并自边坡的顶部延伸至边坡的底部，实现土工材料的铺设。
44.在一些实施例中，如图2所示，下放装置2包括多根滑动配置于固定装置1上的滑杆21以及设置于各根滑杆21上的滚轮22；各根滑杆21相互平行；滚轮22用于与边坡接触以对滑杆21支撑。
45.具体在操作时，土工材料的自由端与滑杆21连接，作业人员逐渐下放滑杆21，滚轮22在边坡上滚动，以对滑杆21起到支撑的作用，避免下放长度过长滑杆21的底端与边坡接触，减小摩擦，当土工材料的自由端到达坡底后，铺设完成。
46.上述下放装置2结构简单，能够保证铺设过程中土工材料的平整，有效保证铺设质量。
47.具体地，滑杆21包括杆体和固定件，杆体滑动配置于固定装置1上，杆体上开设有固定孔，固定件贯穿土工材料插装于固定孔中，以将土工材料的自由端固定在杆体上，杆体在下放的同时拖拽土工材料平行于坡面向下移动。
48.具体地，滑杆21可以配置为两根、三个、四根等。
49.在至少一个实施例中，如图2所示，为便于作业人员的操作，滑杆21配置为两根，两根滑杆21分别与土工材料自由端的两边角连接。
50.需要说明的是，为便于携带以及沿坡向下铺设，滑杆21选用轻质材料制作，例如塑料、铝合金等。
51.在一些实施例中，如图2所示，滑杆21包括多根依次可拆卸连接的子杆。
52.下放前可先取消各个子杆之间的连接关系，土工材料的自由端与第一根子杆连接，第一根子杆下放完成后，将第二根子杆与第一根子杆连接继续下放，依此类推，直至土工材料的自由端到达坡底。上述结构不需要作业人员一次性下放过长的滑杆21，便于操作以及施工完毕后滑杆21的存放。
53.相邻两根子杆之间的可拆卸连接方式可以有多种，例如相邻两根子杆之间螺纹连接，或者相邻两根子杆中，其中一者插入另一者内，二者之间通过销子连接，等等。
54.在至少一个实施例中，相邻两根子杆之间螺纹连接。
55.其中，子杆可以长2.5－3.5m，具体可以为2.5m、3m或3.5m。
56.在一些实施例中，如图2所示，固定装置1包括固定件11、第一绳索12、配重机构13以及安装于配重机构13上的承载机构14；固定件11用于连接在坡顶平台；第一绳索12的一端与固定件11连接，第一绳索12的另一端与配重机构13连接；配重机构13用于悬挂在边坡的顶部，各根滑杆21与配重机构13滑动连接；承载机构14用于安装成卷的土工材料。
57.设置固定件11的目的在于将第一绳索12的一端固定至坡顶平台的地面上，防止配重机构13沿斜坡下滑，确保装置运行过程中稳定性。
58.上述固定装置1结构简单，便于安装，且能够保证成卷土工材料的稳定搁置。
59.在至少一个实施例中，固定件11可以为插接在地面上的锚杆。
60.另外，配重机构13上可以设置有固定钩，第一绳索12通过固定钩与配重机构13连接。
61.在一些实施例中，为使得上述高陡边坡土工材料铺设装置适用于地面路况不佳的边坡，配重机构13包括固定配重131、活动配重132以及驱动件133；活动配重132转动安装于固定配重131的顶部，各根滑杆21与活动配重132滑动连接，承载机构14安装于活动配重132上；固定配重131与活动配重132均与驱动件133连接；驱动件133用于驱动活动配重132相对于固定配重131转动。
62.当边坡路况不佳时，由于滑杆21相对于配重机构13的滑动方向固定，如边坡存在石块以及土坡的情况，不利于滑杆21的下放。如图3所示，上述实施例中的配重机构13包括固定配重131、活动配重132以及驱动件133，在下放滑杆21前，可通过驱动件133驱动活动配重132相对于固定配重131向上转动，使得滑杆21的延伸方向与边坡产生一定的夹角，下放过程中，避开边坡的石块以及土坡，等待下放完成后，驱动件133驱动活动配重132复位，此
时，滑杆21的延伸方向平行于边坡。
63.其中，固定配重131以及活动配重132均呈条形，活动配重132靠近坡顶平台的一端与固定配重131通过合页连接。
64.另外，驱动件133配置于固定配重131以及活动配重132的侧面，以不妨碍固定配重131与活动配重132的正常闭合。
65.具体地，驱动件133可以为液压缸、气压缸等。
66.在至少一个实施例中，驱动件133为液压缸，其固定端与固定配重131铰接，其移动端与活动配重132铰接。
67.具体地，为保证滑杆21稳定的相对于活动配重132滑动，活动配重132具有与多根滑杆21一一对应的多个通孔，滑杆21贯穿通孔与活动配重132滑动连接。
68.当然，也可以活动配重132的表面设置有滑槽，滑杆21与滑槽滑动连接。
69.在一些实施例中，如图2所示，承载机构14包括支撑杆141、支座142以及调节组件143；支座142连接于支撑杆141的两端，对支撑杆141起到支撑的作用；支座142通过调节组件143与配重机构13可拆卸连接，调节组件143用于沿配重机构13的长度方向调节支座142相对于配重机构13的位置。
70.上述承载机构14中，由于各个支座142与配重机构13可拆卸连接，且沿配重机构13的长度方向相对于配重机构13的位置可调，使得上述承载机构14能够适应不同宽度的土工材料，且在铺设另一幅土工材料时，如图4所示，可将上述支座142拆卸下来，在配重机构13上安装另一套铺设装置中的一个支座142，实现相邻两幅土工材料相互搭接的效果。
71.其中，调节组件143可以包括连接件、设置于支座142上的通孔以及沿配重机构13的长度方向设置于配重机构13上的多个螺纹孔，连接件可贯穿通孔并旋入合适的螺纹孔内，以锁定支座142相对于配重机构13的位置，通过连接件与不同螺纹孔的配合实现调节支座142位置的目的。
72.另外，支座142的顶端可以开设有凹槽，支撑杆141可以直接搭接在凹槽内；或者，支座142设置有通孔，支撑杆141贯穿通孔并通过螺母限定自身相对于支座142的位置；或者支座142通过轴承与支撑杆141转动连接。
73.当然，支座142与支撑杆141的连接方式并不限于以上三种。
74.在一些实施例中，如图4所示，上述高陡边坡土工材料铺设装置还包括用于设置在滑杆21上的焊接装置，焊接装置用于对相邻的两幅土工材料进行焊接，无需人工焊接，提高施工效率。
75.在一些实施例中，焊接装置包括爬焊机3、第二绳索4以及提升机5；提升机5用于连接在坡顶平台；爬焊机3用于设置在滑杆21上，且爬焊机3与提升机5之间通过第二绳索4连接。
76.具体在使用时，将爬焊机3通电后在坡顶位置将爬焊机3放置于两幅土工材料下端相邻的滑杆21上，并将两幅搭接的土工材料放置于爬焊机3内，启动爬焊机3，爬焊机3将沿着滑杆21方向对两幅土工材料的重叠部分开始焊接，直至爬焊机3沿滑杆21运行至坡脚位置，随后启动提升机5通过第二绳索4将爬焊机3提升至坡顶位置，至此完成两幅土工材料的焊接工作。
77.具体地，爬焊机3上的滚轮具有与滑杆21配合的凹槽，以保证爬焊机3相对于滑杆
21稳定行走。
78.在一些实施例中，还包括与焊接装置连接的发电机6，发电机6设置于坡顶平台，为焊接装置中的爬焊机3提供电力。
79.以下对上述实施例所提供的高陡边坡土工材料铺设装置的使用过程进行具体说明：
80.(1)选定铺设位置：将第一绳索12由坡顶平台内侧铺放至坡顶平台边缘，通过固定件11将第一绳索12固定于坡顶平台内侧。放置配重机构13，并通过配重机构13上的固定钩与第一绳索12连接，将配重机构13固定于坡顶；
81.(2)安装土工膜：取下支撑杆141，将将土工膜安置于支撑杆141上，再将支撑杆141安装于支座142上，此时，土工膜的轴线方向与斜坡平行；
82.(3)铺设第一幅土工膜：首先选用第一根子杆，分别穿过配重机构(13上的通孔，同时将土工膜一端通过固定件固定于第一根子杆前端位置，两侧子杆全部穿过并且固定好土工膜后，开始下放子杆，移动3m后开始连接第二根子杆，直至将第一根子杆移动至坡脚位置，此时，第一幅土工膜也由坡顶位置铺设至坡脚位置。
83.(4)铺设第二幅土工膜：将相同的铺设装置放置固定于第一幅铺设装置一侧，拆下第一幅铺设装置上的支座142，并如图4所示，将第二幅铺设装置上靠近第一幅铺设装置的支座142安装于第一幅铺设装置的配重机构13上，通过调节组件143调整第二幅铺设装置上另一个支座142的位置，使得上述两支座142的宽度与第二幅土工膜相适配，随后铺设第二幅土工膜，并与第一幅土工膜形成50cm－70cm的搭接部分。
84.(5)焊接搭接部分：启动发电机6为爬焊机3进行供电，将爬焊机3后侧通过第二绳索4与提升机5连接，将搭接部分的土工膜放置于爬焊机3内，并将爬焊机3四个车轮放置于第一幅土工膜和第二幅土工膜下端相邻的滑杆21上，启动爬焊机3，则爬焊机3由坡顶位置向坡脚位置拖拽着第二绳索4向下移动，第二绳索4能够防止爬焊机3从高陡边坡掉落。直至爬焊机3按照设定速度完成整个搭接部分的焊接工作。
85.(6)收回爬焊机3及滑杆21：当第一幅土工膜和第二幅土工膜搭接段完成焊接后，启动提升机5将爬焊机3由坡脚收回至坡顶位置。同时操作人员在坡脚位置将第一幅土工膜的固定件拆下，由坡顶位置开始向上抽回第一幅土工膜的滑杆21，直至全部回收完毕。
86.(7)铺设第三幅土工膜：将收回的第一幅土工膜所使用的铺设装置移动至第三幅土工膜铺设位置处，按照以上顺序铺设第三幅土工膜并与第二幅土工膜形成搭接段，同样按照上述方式完成第二幅和第三幅土工膜的焊接工作。
87.(8)以此往复：按照同样的方式回收第二幅土工膜所有装置移动至第四幅土工膜位置，以此往复完成整个坡面的土工膜铺设与焊接工作。
88.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。