一种隧道突泥灾害治理设备及方法与流程

1.本发明应用于突泥灾害治理领域，具体是一种隧道突泥灾害治理设备及方法。


背景技术：

2.隧道突泥事故主要是在施工过程中，隧道施工掌子面前方或者开挖轮廓四周的特大岩溶溶腔突然压溃临界面，造成隧道突泥地质灾害
3.现有的专利文献“cn204283443u立式搅拌注浆一体机”中，虽可进行注浆作业，但缺少抽泥设计，不易进行快速的注浆，初步注浆可能会受到水压阻挡，注浆效果可能不佳，同时在注浆后，不易在隧道壁上留下大范围、大面积的堵塞作用。现在尚没有一种结构合理可靠且可进行抽泥的隧道突泥灾害治理设备及其方法。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种隧道突泥灾害治理设备及方法。
5.为解决上述技术问题，本发明的一种隧道突泥灾害治理设备及其方法，用于解决现有技术中缺少抽泥设计，不易进行快速的注浆，初步注浆可能会受到水压阻挡的问题。
6.进一步为了解决现有技术中不易进行突泥位置的压实覆盖，形成封闭作用的问题，通过加压设计使得形变压盘压紧在隧道壁上，进行封闭。
7.又进一步为了解决现有技术中注浆出口不易进行调整的问题，通过角度可调以及升降设计，可适用于不同注浆位置的需求。
8.作为本技术的一个方面，提供了一种隧道突泥灾害治理设备，包括：底板、支撑柱、脚轮、升降液压缸、连接块、罐体、螺旋输送注浆机构、形变压盘以及扶手；其中，所述底板的底部四角处均固定连接有一个所述支撑柱，所述支撑柱的底端安装有所述脚轮，所述底板的顶部固定安装有多个所述升降液压缸，所述升降液压缸的输出轴端固定连接有所述连接块，所述连接块与所述罐体的外壁固定连接，所述罐体的一侧底部连接有角度可调的所述螺旋输送注浆机构；所述螺旋输送注浆机构远离罐体的一端处设置有所述形变压盘，所述底板的左侧固定安装有两个所述扶手。
9.进一步地,所述罐体的内部转动安装有竖向设置的搅拌轴，所述搅拌轴的四周均匀固定安装有多个搅拌叶片，所述罐体的顶部中心处固定安装有搅拌电机，所述搅拌电机的输出轴端与搅拌轴的一端固定连接。
10.进一步地,所述罐体的顶部固定安装有加压气泵，所述加压气泵的出气口与罐体的顶部连通安装，所述加压气泵的出气口底部设置有挡板，所述挡板与罐体的内壁固定连接，所述挡板与罐体的一侧内壁之间设置有间槽，所述罐体的顶部还固定连接有加料口，所述加料口与罐体连通，所述加料口的顶端螺纹连接有封口盖。
11.进一步地,所述螺旋输送注浆机构包括长筒、绞龙、注浆套、第二驱动电机、第二齿轮和第三齿轮，所述长筒的内部转动安装有绞龙，所述长筒的开口端固定连接有注浆套，所
述绞龙的一端外部固定套接有第三齿轮，所述长筒的外壁固定安装有第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出轴端固定连接有第二齿轮，所述第二齿轮与第三齿轮啮合连接，所述长筒的底端处设置有接口，所述接口与输浆管连接，所述输浆管末端与电控阀门连接，且电控阀门安装在罐体的底部；所述绞龙的的中部沿长度方向开设有长孔，所述长孔与抽泥软管间隙嵌合连接，所述抽泥软管的一端与连接管的一端固定套接，所述连接管的末端与抽泥泵的进水口连接，所述抽泥泵固定安装在底板的顶部，所述抽泥泵的出水口连接有排泥管。
12.进一步地,所述罐体的一侧底部固定连接有两个固定座，其中一个所述固定座固定安装有转动调节电机，另一个所述固定座转动安装有连接轴，所述连接轴与长筒的底端外部固定连接，所述转动调节电机的输出轴也与长筒的底端外部固定连接。
13.进一步地,所述抽泥软管收聚在u型座上，所述u型座固定安装在底板的底部，所述u型座内部设置有活动板，所述活动板的顶部通过多个弹簧与底板的底部弹性连接，所述活动板的底部固定连接有活动杆，所述活动杆与开设在u型座中部的通孔间隙配合连接，所述活动杆的底端固定连接有铁条，所述铁条的顶部设置有多个电磁铁，所述电磁铁与u型座的底部固定连接。
14.进一步地,两个所述固定座之间设置有圆环，所述圆环的外圈固定连接有连接条，所述连接条与固定座固定连接，所述圆环套设在抽泥软管上，所述圆环上固定安装有两个夹持液压缸，所述夹持液压缸的输出端固定连接有压头。
15.进一步地,所述长筒的外部开设外螺纹，所述外螺纹螺纹连接有螺母，所述螺母的外部套设有套座，所述套座的内圈上固定安装有嵌合环，所述嵌合环与开设在螺母外壁上的嵌合圆槽间隙配合连接，所述套座的外圈固定连接有两组对称设置的第一铰接座，所述第一铰接座与气弹簧的一端铰接，所述气弹簧的另一端与第二铰接座铰接，所述第二铰接座固定连接有形变压盘，所述形变压盘与连接环固定连接，且连接环固定套接在注浆套上；所述螺母固定套接有第一齿轮，所述第一齿轮啮合连接有齿轮柱，所述齿轮柱的一端与第一驱动电机的输出轴端固定连接，所述第一驱动电机固定安装在安装座上，所述安装座固定安装在长筒的外壁上。
16.进一步地,所述罐体的外壁上固定安装有控制柜，所述控制柜与升降液压缸、加压气泵、搅拌电机、电控阀门、第一驱动电机、抽泥泵、第二驱动电机、转动调节电机、夹持液压缸以及电磁铁电性连接。
17.作为本技术的另一个方面，提供了一种隧道突泥灾害治理方法，所述治理方法包括如下步骤：
18.(1)螺旋输送注浆机构的调节，通过推动扶手，整个设备通过脚轮在地面上进行移动，移动突泥的位置，整个设备外接电源以及液压设备，提供液压驱动，通过控制升降液压缸的升降作用，以及转动调节电机的转动作用，使得长筒进行转动，进行转动调节，进一步通过手动推动，通过脚轮进行移动，使得注浆套对齐突泥的出口位置；
19.(2)抽泥软管的塞入，通过夹持液压缸的收缩作用，以及电磁铁的通电，松开抽泥软管，取消抽泥软管的限位，人工进行推动抽泥软管，使得抽泥软管与长孔进行相对移动，增加抽泥软管从注浆套处伸出的长度，抽泥软管深入到突泥口的深处，启动抽泥泵，抽泥泵进行抽泥，使得泥浆沿抽泥软管、抽泥泵，从排泥管排出，避免或降低泥浆的流出；
20.(3)注浆位置的压实封闭，通过第一驱动电机驱动齿轮柱进行转动，通过齿轮柱与第一齿轮的啮合传动，使得螺母在外螺纹上进行转动，从而带动套座移动，进行压缩气弹簧，使得形变压盘压紧在隧道的壁上，进行压实，同时进行注浆；
21.(4)注浆，搅拌电机持续带动搅拌轴进行转动，进行罐体中水泥浆的搅拌，通过加压气泵为罐体顶部提供充气加压，使得水泥浆通过电控阀门和输浆管进入到长筒中，可快速的进入到长筒内部，进一步第二驱动电机带动第二齿轮进行转动，通过第二齿轮与第三齿轮的啮合传动，实现绞龙的驱动转动，从而为水泥浆提供驱动，通过注浆套，使得水泥浆注入到突泥口中，进行注浆，注浆一定时间后，进行向外拉动抽泥软管，使得抽泥软管与突泥口脱离，继续进行注浆，使得突泥口封堵，同时使得形变压盘与隧道壁之间的间隙注入凝固水泥，完成封堵；
22.(5)撤离，通过升降液压缸的升降作用以及人工手动推动整体通过脚轮进行移动，进一步第一驱动电机驱动齿轮柱进行转动，使得形变压盘与隧道壁脱离，完成整体的分离。
23.本技术的有益之处在于：提供了一种结构合理可靠且可进行抽泥的隧道突泥灾害治理设备及其方法，在进行初步注浆时，进行内部深处泥水的抽取，降低或防止注浆时，泥水的涌出，便于注浆封堵，同时具有形变压盘，可为注浆后期，提供填充位置，提高注浆外部的填充封堵效果，从而提高了整体的注浆封堵效果。
附图说明
24.下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步详细的说明：
25.图1为本发明结构示意图；
26.图2为本发明罐体内部以及u型座内部结构示意图；
27.图3为本发明固定座内侧的结构示意图；
28.图4为本发明夹持液压缸分布的结构示意图；
29.图5为本发明长筒内部以及长筒底部的结构示意图；
30.图6为本发明套座与气弹簧的结构示意图；
31.图7为本发明u型座内部的结构示意图；
32.图8为本发明套座与螺母连接的结构示意图；
33.图9为本发明支撑柱分布的结构示意图；
34.图10为本发明工作原理示意图。
具体实施方式
35.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
36.参照图1至图10，一种隧道突泥灾害治理设备，所述突泥灾害治理设备100包括：底板101、支撑柱102、脚轮103、升降液压缸106、连接块105、罐体104、螺旋输送注浆机构、形变压盘118以及扶手132；其中，所述底板101的底部四角处均固定连接有一个所述支撑柱102，所述支撑柱102的底端安装有所述脚轮103，所述底板101的顶部固定安装有多个所述升降液压缸106，所述升降液压缸106的输出轴端固定连接有所述连接块105，所述连接块105与所述罐体104的外壁固定连接，所述罐体104的一侧底部连接有角度可调的所述螺旋输送注
浆机构；所述螺旋输送注浆机构远离罐体104的一端处设置有所述形变压盘118，所述底板101的左侧固定安装有两个所述扶手132，可进行螺旋输送注浆机构的升降以及角度的调节，改变注泥口的位置。
37.如图2所示，采用这样的方案，所述罐体104的内部转动安装有竖向设置的搅拌轴135，所述搅拌轴135的四周均匀固定安装有多个搅拌叶片，所述罐体104的顶部中心处固定安装有搅拌电机108，所述搅拌电机108的输出轴端与搅拌轴135的一端固定连接，提供了搅拌的功能，可为内部水泥浆提供搅拌的作用，便于混合搅拌。
38.如图1至图2所示，采用这样的方案，所述罐体104的顶部固定安装有加压气泵107，所述加压气泵107的出气口与罐体104的顶部连通安装，所述加压气泵107的出气口底部设置有挡板134，所述挡板134与罐体104的内壁固定连接，所述挡板134与罐体104的一侧内壁之间设置有间槽，所述罐体104的顶部还固定连接有加料口109，所述加料口109与罐体104连通，所述加料口109的顶端螺纹连接有封口盖110，可为罐体104的顶部提供加压，便于水泥将进入到长筒112中，用于提供注浆的物料。
39.如图1至图5所示，采用这样的方案，所述螺旋输送注浆机构包括长筒112、绞龙137、注浆套117、第二驱动电机138、第二齿轮139和第三齿轮140，所述长筒112的内部转动安装有绞龙137，所述长筒112的开口端固定连接有注浆套117，所述绞龙137的一端外部固定套接有第三齿轮140，所述长筒112的外壁固定安装有第二驱动电机138，所述第二驱动电机138的输出轴端固定连接有第二齿轮139，所述第二齿轮139与第三齿轮140啮合连接，所述长筒112的底端处设置有接口116，所述接口116与输浆管115连接，所述输浆管115末端与电控阀门114连接，且电控阀门114安装在罐体104的底部；所述绞龙137的的中部沿长度方向开设有长孔，所述长孔与抽泥软管119间隙嵌合连接，所述抽泥软管119的一端与连接管129的一端固定套接，所述连接管129的末端与抽泥泵130的进水口连接，所述抽泥泵130固定安装在底板101的顶部，所述抽泥泵130的出水口连接有排泥管131，通过绞龙137的转动，提供物料的螺旋输送，其中抽泥软管119可进行移动，从而可深入到深处，进行抽泥，同时抽泥软管119可进行更换，整体使用后，堵塞，可进行抽泥软管119的更换。
40.如图1至图3所示，采用这样的方案，所述罐体104的一侧底部固定连接有两个固定座111，其中一个所述固定座111固定安装有转动调节电机141，另一个所述固定座111转动安装有连接轴113，所述连接轴113与长筒112的底端外部固定连接，所述转动调节电机141的输出轴也与长筒112的底端外部固定连接，提供了转动调节的作用，可进行角度、倾斜程度的调节。
41.如图2至图7所示，采用这样的方案，所述抽泥软管119收聚在u型座128上，所述u型座128固定安装在底板101的底部，所述u型座128内部设置有活动板146，所述活动板146的顶部通过多个弹簧147与底板101的底部弹性连接，所述活动板146的底部固定连接有活动杆148，所述活动杆148与开设在u型座128中部的通孔149间隙配合连接，所述活动杆148的底端固定连接有铁条150，所述铁条150的顶部设置有多个电磁铁151，所述电磁铁151与u型座128的底部固定连接，可进行抽泥软管119的放置，通过活动板146以及弹簧147的弹性压力，可提供压紧限位。
42.如图3至图4所示，采用这样的方案，两个所述固定座111之间设置有圆环143，所述圆环143的外圈固定连接有连接条142，所述连接条142与固定座111固定连接，所述圆环143
套设在抽泥软管119上，所述圆环143上固定安装有两个夹持液压缸144，所述夹持液压缸144的输出端固定连接有压头145，可进行抽泥软管119的限位，保持抽泥软管119伸出的长度。
43.如图1、图6和图8所示，采用这样的方案，所述长筒112的外部开设外螺纹120，所述外螺纹120螺纹连接有螺母1211，所述螺母1211的外部套设有套座121，所述套座121的内圈上固定安装有嵌合环1212，所述嵌合环1212与开设在螺母1211外壁上的嵌合圆槽间隙配合连接，所述套座121的外圈固定连接有两组对称设置的第一铰接座123，所述第一铰接座123与气弹簧124的一端铰接，所述气弹簧124的另一端与第二铰接座1241铰接，所述第二铰接座1241固定连接有形变压盘118，所述形变压盘118与连接环136固定连接，且连接环136固定套接在注浆套117上；所述螺母1211固定套接有第一齿轮122，所述第一齿轮122啮合连接有齿轮柱127，所述齿轮柱127的一端与第一驱动电机126的输出轴端固定连接，所述第一驱动电机126固定安装在安装座125上，所述安装座125固定安装在长筒112的外壁上，可进行螺母1211的驱动，进行压缩气弹簧124，提供压力，使得形变压盘118较好的压紧隧道壁，在使用时形变压盘118表面可放置铺设一层橡胶垫，橡胶垫不与形变压盘118固接，可分离，形变压盘118可采用具有形变作用的材料，可采用铁片、塑料制成。
44.如图10所示，采用这样的方案，所述罐体104的外壁上固定安装有控制柜133，所述控制柜133与升降液压缸106、加压气泵107、搅拌电机108、电控阀门114、第一驱动电机126、抽泥泵130、第二驱动电机138、转动调节电机141、夹持液压缸144以及电磁铁151电性连接，实现了整体的控制，其中控制柜133内具有单片机、处理器、存储器，用于数据的处理以及控制。
45.作为本技术的另一个方面，提供了一种隧道突泥灾害治理方法，所述治理方法包括如下步骤：
46.(1)螺旋输送注浆机构的调节，通过推动扶手132，整个设备通过脚轮103在地面上进行移动，移动突泥的位置，整个设备外接电源以及液压设备，提供液压驱动，通过控制升降液压缸106的升降作用，以及转动调节电机141的转动作用，使得长筒112进行转动，进行转动调节，进一步通过手动推动，通过脚轮103进行移动，使得注浆套117对齐突泥的出口位置；
47.(2)抽泥软管119的塞入，通过夹持液压缸144的收缩作用，以及电磁铁151的通电，松开抽泥软管119，取消抽泥软管119的限位，人工进行推动抽泥软管119，使得抽泥软管119与长孔进行相对移动，增加抽泥软管119从注浆套117处伸出的长度，抽泥软管119深入到突泥口的深处，启动抽泥泵130，抽泥泵130进行抽泥，使得泥浆沿抽泥软管119、抽泥泵130，从排泥管131排出，避免或降低泥浆的流出；
48.(3)注浆位置的压实封闭，通过第一驱动电机126驱动齿轮柱127进行转动，通过齿轮柱127与第一齿轮122的啮合传动，使得螺母1211在外螺纹120上进行转动，从而带动套座121移动，进行压缩气弹簧124，使得形变压盘118压紧在隧道的壁上，进行压实，同时进行注浆；
49.(4)注浆，搅拌电机108持续带动搅拌轴135进行转动，进行罐体104中水泥浆的搅拌，通过加压气泵107为罐体104顶部提供充气加压，使得水泥浆通过电控阀门114和输浆管115进入到长筒112中，可快速的进入到长筒112内部，进一步第二驱动电机138带动第二齿
轮139进行转动，通过第二齿轮139与第三齿轮140的啮合传动，实现绞龙137的驱动转动，从而为水泥浆提供驱动，通过注浆套117，使得水泥浆注入到突泥口中，进行注浆，注浆一定时间后，进行向外拉动抽泥软管119，使得抽泥软管119与突泥口脱离，继续进行注浆，使得突泥口封堵，同时使得形变压盘118与隧道壁之间的间隙注入凝固水泥，完成封堵；
50.(5)撤离，通过升降液压缸106的升降作用以及人工手动推动整体通过脚轮103进行移动，进一步第一驱动电机126驱动齿轮柱127进行转动，使得形变压盘118与隧道壁脱离，完成整体的分离。
51.本技术提供的隧道突泥灾害治理设备及其方法用于突泥处的注浆，进行封堵治理；与传统技术相比较，在进行初步注浆时，进行内部深处泥水的抽取，降低或防止注浆时，泥水的涌出，便于注浆封堵，同时具有形变压盘，可为注浆后期，提供填充位置，提高注浆外部的填充封堵效果，从而提高了整体的注浆封堵效果。
52.以上所述为本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理和精神的情况下凡依本发明申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应属本发明的涵盖范围。