本发明专利技术公开了一种无接头连续式原位防渗墙的构建装置及帷幕构筑方法，包括支撑机构、切削机构、动力机构、破碎料收集以及筛选机构和防渗材料配制生产机构，切削机构与破碎料收集以及筛选机构的输入端通过地层破碎料输出管相连，破碎料收集以及筛选机构的合格破碎料输出端与防渗材料配制生产机构的输入端相连，通过切削机构、动力机构、破碎料收集以及筛选机构和防渗材料配制生产机构，在保证了帷幕深度同时，实现了截水帷幕横向连续切削成槽施工，增强了截水帷幕的施工效率和截水效果；以及在横向连续切削成墙的过程中利用原位材料制备防渗材料，形成原位防渗墙，解决了现有技术中帷幕墙强度不够且截水帷幕接头数量多导致截水效率差的技术问题。致截水效率差的技术问题。致截水效率差的技术问题。
【技术实现步骤摘要】
一种无接头连续式原位防渗墙构建装置及帷幕构筑方法
[0001]本专利技术属于露天煤矿领域，涉及防渗墙构建装置，具体是一种无接头连续式原位防渗墙构建装置及帷幕构筑方法。
技术介绍
[0002]我国露天煤矿现有5300余座，年产煤炭40亿吨左右。位于强富水强补给的砂卵石层区域的煤矿，地层渗透系数大，受地表河流补给，常采用抽水井抽水、井下疏放方式控制或疏降矿坑水位，疏降水量巨大。长期疏降造成大面积地下水位下降、周边居民生活生产用水困难、浅部植被死亡、土地荒漠化、矿坑水外排污染地表水体、长期疏排水费用巨大、生产成本高等问题。采用截水帷幕可保护煤矿水资源和生态环境，减少矿井疏排水量，降低人员、设备维护费用，节约水资源费用。同时，在金属矿山、井工矿山截水帷幕、水利工程防渗、垃圾填埋场污染物隔离、市政和工民建截水帷幕、生态环境保水帷幕等工程中，为满足截水帷幕墙的强度和抗渗要求，采用低强度抗渗混凝土或塑性混凝土可提高防渗效果，满足工程需要。通过双轮铣、抓斗成槽机、旋挖钻机等成槽设备在地层中施工矩形槽段，将开挖出的砂、卵砾石等原材料作为废渣运走，在开挖的槽段内灌注抗渗混凝土。
[0003]现有技术中，通过双轮铣、抓斗成槽机、旋挖钻机等成槽设备在地层中施工矩形槽段，截水帷幕施工过程中产生大量的砂、卵石和泥浆等材料，往往将开挖出的砂、卵砾石、废弃泥浆等原材料作为废渣运走，现场利用率低，堆放占用土地、污染环境。采用混凝土罐车运输低强度抗渗混凝土或塑性混凝土灌注截水帷幕槽段，形成防渗墙体，防渗材料运输距离远、材料成本高、现场车辆多、交叉作业、安全防控难度大。制备低强度抗渗混凝土或塑性混凝土需开采河沙、碎石或卵石等原材料，破坏生态环境。而且，双轮铣、抓斗成槽机、旋挖钻机等成槽设备都是由地表向下垂向施工，截水帷幕由一个个墙板型或圆桩柱型防渗墙体构成，导致截水帷幕接头数量多、质量隐患大、品质难保证；受施工过程中所需设备较多、操作人员过多、彼此之间需要良好的协调配合限制，工程施工中整体造价较高、工期较长；截水帷幕建造时，需要先在防渗墙位置进行垂向墙板型或圆桩柱型开挖，再将低渗透性材料置换进去，形成防渗墙体，此开挖过程原地层中大量的砂和卵石等原位材料得不到有效利用，只能堆放他处，造成土地占用，环境污染，不利于国家提倡的生态环境建设。
技术实现思路
[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种无接头连续式原位防渗墙构建装置及帷幕构筑方法，解决现有技术中帷幕墙强度不够且截水帷幕接头数量多导致截水效率差的技术问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案予以实现：
[0006]一种无接头连续式原位防渗墙的构建装置，包括支撑机构、切削机构、动力机构、破碎料收集以及筛选机构和防渗材料配制生产机构，其体征在于，
[0007]所述的支撑机构上固定安装有切削机构，所述的切削机构与破碎料收集以及筛选
机构的输入端通过地层破碎料输出管相连，所述的破碎料收集以及筛选机构的合格破碎料输出端与防渗材料配制生产机构的输入端相连，所述的防渗材料配制生产机构的输出端与切削机构通过泵送管相连；
[0008]所述的破碎料收集以及筛选机构和防渗材料配制生产机构设置在帷幕槽段的上方。
[0009]本专利技术还包括以下技术特征：
[0010]所述的切削机构包括多组垂向切削刀盘和多组横向切削刀盘；每组所述的垂向切削刀盘包括垂向逆时针转斗切削轮和垂向顺时针转斗切削轮，所述的垂向逆时针转斗切削轮和垂向顺时针转斗切削轮间均设置有破碎料垂向收集管，所述的破碎料垂向收集管与地层破碎料输出管相连；
[0011]每组所述的垂向顺时针转斗切削轮包括横向逆时针转斗切削轮和横向顺时针转斗切削轮，所述的横向逆时针转斗切削轮和横向顺时针转斗切削轮间均设置有破碎料横向收集管，所述的破碎料横向收集管与地层破碎料输出管相连。
[0012]所述的切削机构中还包括原位防渗材料回灌输送管，所述的原位防渗材料回灌输送管的一端深入到帷幕槽段，原位防渗材料回灌输送管的另一端与泵送管相连。
[0013]所述的破碎料筛选及收集机构包括沿垂向由下至上相连设置的收集仓和筛分仓，所述的筛分仓一侧与地层破碎料输出管相连，筛分仓的另一侧的合格破碎料输出端与防渗材料配制生产机构相连。
[0014]所述的防渗材料配制生产机构包括沿垂向由下至上相连设置的称重系统、制备仓，所述的制备仓的一侧与筛分仓的合格破碎料输出端相连，另一侧的防渗材料输出口与泵送管相连。
[0015]所述的支撑机构包括支撑底盘，履带，液压柱、圆形转盘、动力结构和支撑桁架，所述的支撑底盘的两侧可转动设置有履带，所述的支撑底盘的上部设置有可转动的圆形转盘，所述的圆形转盘的上部一侧设置有驾驶舱，另一侧设置动力机构；所述的驾驶舱的前端设置有支撑桁架，所述的支撑桁架下端固定设置在与地面接触的液压柱上。
[0016]所述的破碎料收集以及筛选机构和防渗材料配制生产机构与帷幕槽段间设置有可移动的拖车。
[0017]一种无接头连续式原位防渗墙构建装置的帷幕构筑方法，包括以下步骤：
[0018]步骤一，确定截水帷幕起点位置、设计前行方向和终点位置、截水帷幕厚度、截水帷幕深度，并将截水帷幕底部设置在隔水层岩体中；
[0019]步骤二，采用切削结构在截水帷幕线起点位置从地面向下垂向开槽，液压支柱支撑在开挖槽段附近地面，动力结构驱动垂向逆时针转斗切削轮和垂向顺时针转斗切削轮向下切削地层，切削破碎后的地层破碎料由破碎料垂向收集管吸附、收集，并通过地层破碎料输出管输送至地面的破碎料收集以及筛选机构；
[0020]步骤三，一组垂向切削刀盘切削结束后，在垂向切削刀盘上方连续连接横向切削刀盘，同时底部的垂向切削刀盘继续垂向切削，切削破碎后的地层破碎料由继续由破碎料垂向收集管吸附、收集，并通过地层破碎料输出管输送至地面的破碎料收集以及筛选机构；
[0021]步骤四，重复步骤三操作，直至垂向切削刀盘切削到底部隔水层至确定的截水帷幕深度，停止垂向切削；
[0022]步骤五，在动力结构驱动下，切削机构沿着截水帷幕设计方向前行，前行的过程中横向切削刀盘的横向逆时针转斗切削轮和横向顺时针转斗切削轮不断切削前进方向地层，破碎料横向收集管吸附、收集地层破碎料，并通过地层破碎料输出管输送至地面的破碎料收集以及筛选机构；
[0023]所述的横向切削刀盘横向切削过程中，底部的垂向切削刀盘继续切削底部的隔水地层，切削深度始终确定的截水帷幕深度；
[0024]步骤七，原位地层破碎料输送筛选装置根据技术参数要求筛选出满足要求的材料，满足要求的材料经合格破碎料输出端输出进入防渗材料配制生产机构，不满足要求的材料进入收集仓作为废弃材料处理；
[0025]所述的技术参数包括粗、细骨料的粒径、强度、含泥量、含水量和级配；
[0026]所述的满足要求的材料包括直径不大于3cm的碎石或卵石和粒径位于0.25～0.5mm的砂粒；
[0027]步骤八，进入防本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种无接头连续式原位防渗墙的构建装置，包括支撑机构(1)、切削机构(2)、动力机构(3)、破碎料收集以及筛选机构(4)和防渗材料配制生产机构(5)，其体征在于，所述的支撑机构(1)上固定安装有切削机构(2)，所述的切削机构(2)与破碎料收集以及筛选机构(4)的输入端通过地层破碎料输出管(6)相连，所述的破碎料收集以及筛选机构(4)的合格破碎料输出端(401)与防渗材料配制生产机构(5)的输入端相连，所述的防渗材料配制生产机构(5)的输出端与切削机构(5)通过泵送管(7)相连；所述的破碎料收集以及筛选机构(4)和防渗材料配制生产机构(5)设置在帷幕槽段(8)的上方。2.如权利要求1所述的无接头连续式原位防渗墙的构建装置，其特征在于，所述的切削机构(2)包括多组垂向切削刀盘(201)和多组横向切削刀盘(202)；每组所述的垂向切削刀盘(201)包括垂向逆时针转斗切削轮(20101)和垂向顺时针转斗切削轮(20102)，所述的垂向逆时针转斗切削轮(20101)和垂向顺时针转斗切削轮(20102)间均设置有破碎料垂向收集管(20103)，所述的破碎料垂向收集管(20103)与地层破碎料输出管(6)相连；每组所述的横向切削刀盘(202)包括横向逆时针转斗切削轮(20201)和横向顺时针转斗切削轮(20202)，所述的横向逆时针转斗切削轮(20201)和横向顺时针转斗切削轮(20202)间均设置有破碎料横向收集管(20203)，所述的破碎料横向收集管(20203)与地层破碎料输出管(6)相连。3.如权利要求1所述的无接头连续式原位防渗墙的构建装置，其特征在于，所述的切削机构(2)中还包括原位防渗材料回灌输送管(203)，所述的原位防渗材料回灌输送管(203)的一端深入到帷幕槽段(8)，原位防渗材料回灌输送管(203)的另一端与泵送管(7)相连。4.如权利要求1所述的无接头连续式原位防渗墙的构建装置，其特征在于，所述的破碎料筛选及收集机构(4)包括沿垂向由下至上相连设置的收集仓(402)和筛分仓(403)，所述的筛分仓(403)一侧与地层破碎料输出管(6)相连，筛分仓(403)的另一侧的合格破碎料输出端(401)与防渗材料配制生产机构(5)相连。5.如权利要求1所述的无接头连续式原位防渗墙的构建装置，其特征在于，所述的防渗材料配制生产机构(5)包括沿垂向由下至上相连设置的称重系统(501)、制备仓(502)，所述的制备仓(502)的一侧与筛分仓(403)的合格破碎料输出端(401)相连，另一侧的防渗材料输出口(503)与泵送管(7)相连。6.如权利要求1所述的无接头连续式原位防渗墙的构建装置，其特征在于，所述的支撑机构(1)包括支撑底盘(101)，履带(102)，液压柱(103)、圆形转盘(104)和支撑桁架(105)，所述的支撑底盘(101)的两侧可转...
【专利技术属性】
技术研发人员：王皓，王海，苗贺朝，周振方，佟美玲，赵春虎，李渊，冯龙飞，
申请(专利权)人：中煤科工集团西安研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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