一种隧道突泥体施工处理装置及其处理方法与流程

1.本发明属于隧道修建技术领域，具体涉及一种隧道突泥体施工处理装置及其处理方法。


背景技术：

2.突泥涌水是指地下工程如隧道施工过程中遇到暗河、溶洞、承压水等不良地质情况发生较大及以上规模的涌水、涌泥事故，一般以水、淤泥、泥沙为载体迅速突出，是隧道施工特别严重的地质灾害之一，地下水的力学作用有静水压作用和劲水压作用，这两种作用都能够使岩体发生水力劈裂，使裂隙连锁增加张开度增加，从而增大渗透力，使局部隔水屏障作用被突破，地下水位高出，形成突泥涌水。突泥涌水灾害具有突发性、巨大性，造成人员伤亡多、经济损失大等特点，且突泥涌水过程中会夹带大量的泥沙。现有技术通常是用大型机械对突泥体进行处理，处理过程中可能会发生二次灾害，存在安全隐患，且隧道内空间有限无法满足多辆大型机械同时作业，导致处理效率低下。针对这一情况，现设计一种隧道突泥体施工处理装置及其处理方法。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种隧道突泥体施工处理装置及其处理方法，解决了现有技术通常是用大型机械对突泥体进行处理，处理过程中可能会发生二次灾害，存在安全隐患，且隧道内空间有限无法满足多辆大型机械同时作业，导致处理效率低下的问题。
4.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
5.一种隧道突泥体施工处理装置，处理装置包括驱动装置，所述驱动装置上设有承重组件，承重组件上转动设有第一关节臂，第一关节臂的一端转动设有第二关节臂，第二关节臂的一端转动设有第三关节臂，第三关节臂上设有可拆卸的喷水组件。
6.所述第三关节臂包括第三机械臂，第三机械臂的一端设有转动连接的安装轴，安装轴为中空结构，安装轴的一端设有输入齿轮，另一端设有安装盘，安装盘的一端设有圆周阵列分布的搅拌柱，搅拌柱上设有弹簧，搅拌柱之间还设有连接块，连接块与弹簧的一端固定连接。
7.所述喷水组件包括出水管，出水管的一端设有第二接头，另一端设有喷头，出水管上设有转动连接的限位环，限位环只可相对出水管转动。
8.进一步的，所述驱动装置包括驱动机构，驱动机构的两侧设有若干个转动连接的驱动轮，驱动机构的两侧还设有阵列分布的从动轮，从动轮与驱动机构转动连接，驱动轮和从动轮上设有履带。
9.进一步的，所述承重组件包括承重板，承重板上转动设有齿轮盘，齿轮盘的上端设有第一铰接轴和第二铰接轴，承重板上还设有固定架，固定架的下端转动设有齿轮轴，齿轮轴上设有齿轮，固定架的上端设有第一电机。
10.进一步的，所述第一电机输出轴穿过固定架并与齿轮轴固定连接，齿轮与齿轮盘
啮合，承重板上还设有供水泵和抽污泵，承重板的下端设有固定板，固定板与驱动机构固定连接。
11.进一步的，所述第一关节臂包括第一机械臂、第一液压缸和第二液压缸，第一机械臂的一端设有第一铰接座，第一机械臂上固定设有通槽，通槽内设有第一转轴、第二转轴和第三转轴，第一液压缸的下端设有第二铰接座，上端设有第一铰接块，第一转轴穿过第一铰接块并与第一铰接块转动配合，第二液压缸的下端设有第三铰接座，上端设有第二铰接块，第二转轴穿过第三铰接座并与第三铰接座转动配合，所述第一铰接轴穿过第一铰接座并与第一铰接座转动配合，第二铰接轴穿过第二铰接座并与第二铰接座转动配合。
12.进一步的，所述第二关节臂包括第二机械臂和第三液压缸，第二机械臂的一端设有第一凹槽和第一通孔，另一端设有第二凹槽，第一凹槽内设有第四转轴，第二凹槽内设有第五转轴和第六转轴，第三液压缸的下端设有第四铰接座，上端设有第三铰接块，第五转轴穿过第四铰接座并与第四铰接座转动配合，第四转轴穿过第二铰接块并与第二铰接块转动配合，第三转轴穿过第一通孔并与第一通孔转动配合。
13.进一步的，所述第三机械臂的一端设有第三凹槽和第二通孔，另一端设有第四凹槽，第三凹槽内设有第七转轴，安装轴连通第三机械臂和第四凹槽，第七转轴穿过第三铰接块并与第三铰接块转动配合，第六转轴穿过第二通孔并与第二通孔转动配合。
14.进一步的，所述第三机械臂的一端设有变速机构，另一端设有连接杆，变速机构的上端设有第二电机，变速机构的下端设有输出齿轮，输入齿轮与输出齿轮啮合，连接杆的一端设有排污管，排污管的一端设有可拆卸的滤筒，用于过滤泥浆中的大颗粒物质，排污管的另一端设有第一接头。
15.进一步的，所述限位环上设有螺纹，限位环与安装轴螺纹配合，出水管置于安装轴内。
16.一种隧道突泥体施工处理装置的处理方法,该方法包括以下步骤：
17.s1、安装水管分别将供水泵与出水管连接，将抽污泵与排污管连接，将供水泵与外部水源连通，将抽污泵与外部连通；
18.s2、启动驱动装置将处理装置移动至突泥区域；
19.s3、启动第一电机，第一电机带动齿轮盘转动，调整各个机械臂至合适方位，关闭第一电机；
20.s4、启动第二电机、供水泵、第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸，第二电机带动搅拌柱转动，供水泵向出水管供水，喷头开始喷水，第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸伸缩分别调整第一关节臂、第二关节臂和第三关节臂的角度，将搅拌柱插入突泥体内，开始搅拌；
21.s5、搅拌区域的泥浆稀释后，启动抽污泵，出水管开始抽排泥浆；
22.s6、搅拌区域的泥浆抽排完成后，再次启动第一电机调整各个机械臂至另一方位，将搅拌柱和出水管移动至另一突泥区域或者启动驱动装置将处理装置移动至另一位置进行突泥处理；
23.s7、突泥处理完成后，关闭第二电机、供水泵和抽污泵，控制第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸伸缩将各个机械臂调整至合适角度后将第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸关闭，最终将水管拆下。
24.本发明的有益效果：
25.1、本发明提出的处理装置设有搅拌柱以及抽污泵，可先将突泥体搅拌呈泥浆状后，再将泥浆抽出；
26.2、本发明提出的处理装置设有供水泵，可向突泥体处喷水将浓度较大的泥浆稀释，便于抽污泵将泥浆抽出；
27.3、本发明提出的处理装置设有电机和关节臂，关节臂摆动能够扩大装置处理突泥体的范围。
附图说明
28.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
29.图1是本发明处理装置结构示意图；
30.图2是本发明驱动装置结构示意图；
31.图3是本发明承重组件结构示意图；
32.图4是本发明承重组件结构示意图；
33.图5是本发明第一关节臂结构示意图；
34.图6是本发明第二关节臂结构示意图；
35.图7是本发明第三关节臂结构示意图；
36.图8是图7中a处放大结构示意图；
37.图9是本发明喷水组件结构示意图。
具体实施方式
38.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
39.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，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组件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。
40.一种隧道突泥体施工处理装置，处理装置包括驱动装置1，如图1所示，驱动装置1上设有固定连接的承重组件2，承重组件2上设有转动连接的第一关节臂3，第一关节臂3的一端设有转动连接的第二关节臂4，第二关节臂4的一端设有转动连接的第三关节臂5，第三关节臂5上固定设有可拆卸的喷水组件6。
41.驱动装置1包括驱动机构11，如图2所示，驱动机构11的两侧对称设有转动连接的驱动轮12，驱动机构11的两侧还对称设有阵列分布的从动轮13，从动轮13位于驱动轮12之间并与驱动机构11转动连接，驱动轮12和从动轮13上设有履带14，履带14与驱动轮12和从动轮13卡合。
42.承重组件2包括承重板21，如图3、图4所示，承重板21上设有转动连接的齿轮盘22，齿轮盘22的上端设有固定连接的第一铰接轴23和第二铰接轴24，承重板21上还设有固定连
接的固定架25，固定架25的下端设有转动连接的齿轮轴26，齿轮轴26连通固定架25和承重板21，齿轮轴26上设有固定连接的齿轮27，固定架25的上端设有固定连接的第一电机28，第一电机28输出轴穿过固定架25并与齿轮轴26固定连接，齿轮27与齿轮盘22啮合，承重板21上还设有固定连接的供水泵29和抽污泵210，供水泵29和抽污泵210上均设有固定连接的流入管和流出管，承重板21的下端设有固定连接的固定板211，固定板211通过螺栓与驱动机构11固定连接。
43.第一关节臂3包括第一机械臂31、第一液压缸37和第二液压缸38，如图5所示，第一机械臂31的一端设有固定连接的第一铰接座32，第一机械臂31上设有通槽33，通槽33内设有第一转轴34、第二转轴35和第三转轴36，第一转轴34、第二转轴35和第三转轴36均与第一机械臂31固定连接，第一液压缸37的下端设有固定连接的第二铰接座39，上端设有第一铰接块310，第一铰接块310与第一液压缸37的输出端固定连接，第一转轴34穿过第一铰接块310并与第一铰接块310转动配合，第一铰接块310与第一转轴34转动连接。
44.第二液压缸38的下端设有固定连接的第三铰接座311，上端设有第二铰接块312，第二转轴35穿过第三铰接座311并与第三铰接座311转动配合，第二转轴35与第三铰接座311转动连接，所述第一铰接轴23穿过第一铰接座32并与第一铰接座32转动配合，第一铰接座32与第一铰接轴23转动连接，第二铰接轴24穿过第二铰接座39并与第二铰接座39转动配合，第二铰接座39与第二铰接轴24转动连接。
45.第二关节臂4包括第二机械臂41和第三液压缸42，如图6所示，第二机械臂41的一端设有第一凹槽43和第一通孔46，另一端设有第二凹槽44，第一凹槽43和第二凹槽44分别贯穿第二机械臂41，第一凹槽43内设有固定连接的第四转轴45，第二凹槽44内设有固定连接的第五转轴47和第六转轴48，第三液压缸42的下端设有固定连接的第四铰接座49，上端设有第三铰接块410，第五转轴47穿过第四铰接座49并与第四铰接座49转动配合，第四铰接座49与第五转轴47转动连接，所述第四转轴45穿过第二铰接块312并与第二铰接块312转动配合，第四转轴45与第二铰接块312转动连接，第三转轴36穿过第一通孔46并与第一通孔46转动配合，第一机械臂31与第二机械臂41转动连接。
46.第三关节臂5包括第三机械臂51，如图7、图8所示，第三机械臂51的一端设有第三凹槽52和第二通孔55，另一端设有第四凹槽53和转动连接的安装轴59，第三凹槽52和第四凹槽53分别贯穿第三机械臂51，安装轴59为中空结构，安装轴59连通第三机械臂51和第四凹槽53，第三凹槽52内设有固定连接的第七转轴54，第七转轴54穿过第三铰接块410并与第三铰接块410转动配合，第七转轴54与第三铰接块410转动连接，所述第六转轴48穿过第二通孔55并与第二通孔55转动配合，第三机械臂51与第二机械臂41转动连接。
47.第三机械臂51的一端设有固定连接的变速机构57，另一端设有固定连接的连接杆515，变速机构57的上端设有固定连接的第二电机56，第二电机56的输出轴与变速机构57的输入轴固定连接，变速机构57的下端设有输出齿轮58，输出齿轮58与变速机构57的输出轴固定连接，安装轴59的一端设有固定连接的输入齿轮510，另一端设有固定连接的安装盘511，输入齿轮510与输出齿轮58啮合，安装盘511的一端转动设有圆周阵列分布的搅拌柱512，搅拌柱512上设有固定连接的弹簧513，搅拌柱之间还设有连接块514，连接块514与弹簧513的一端固定连接。
48.所述连接杆515的一端设有固定连接的排污管516，排污管516的一端固定设有可
拆卸的滤筒517，用于过滤泥浆中的大颗粒物质，避免对抽污泵210造成损伤，排污管516的另一端设有固定连接的第一接头518，排污管516通过水管与抽污泵210连接，水管与第一接头518卡接。
49.所述喷水组件6包括出水管61，如图9所示，出水管61的一端设有固定连接的第二接头62，另一端设有固定连接的喷头63，出水管61通过水管与供水泵29连接，水管与第二接头62卡接，出水管61上设有转动连接的限位环64，限位环64只可相对出水管61转动，限位环64上设有螺纹，出水管61置于安装轴59内，限位环64与安装轴59螺纹配合，出水管61通过限位环64与安装轴59的螺纹配合固定在安装轴59内。
50.一种隧道突泥体施工处理方法，包括：
51.步骤1、安装水管分别将供水泵29与出水管61连接，将抽污泵210与排污管516连接，将供水泵29与外部水源连通，将抽污泵210与外部连通；
52.步骤2、启动驱动装置1将处理装置移动至突泥区域；
53.步骤3、启动第一电机28，第一电机28带动齿轮盘22转动，调整各个机械臂至合适方位，关闭第一电机28；
54.步骤4、启动第二电机56、供水泵29、第一液压缸37、第二液压缸38和第三液压缸42，第二电机56带动搅拌柱512转动，供水泵29向出水管61供水，喷头63开始喷水，第一液压缸37、第二液压缸38和第三液压缸42伸缩分别调整第一关节臂3、第二关节臂4和第三关节臂5的角度，将搅拌柱512插入突泥体内，开始搅拌；
55.步骤5、搅拌区域的泥浆稀释后，启动抽污泵210，出水管61开始抽排泥浆；
56.步骤6、搅拌区域的泥浆抽排完成后，再次启动第一电机28调整各个机械臂至另一方位，将搅拌柱512和出水管61移动至另一突泥区域或者启动驱动装置1将处理装置移动至另一位置进行突泥处理；
57.步骤7、突泥处理完成后，关闭第二电机56、供水泵29和抽污泵210，第一液压缸37、第二液压缸38和第三液压缸42伸缩将各个机械臂调整至合适角度后将第一液压缸37、第二液压缸38和第三液压缸42关闭，最终将水管拆下。
58.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
59.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。