大面积软土地基智能固化施工控制系统及使用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种大面积软土地基智能固化施工控制系统及使用方法，在软土原位固化/修复用的搅拌机设备上配备有管压控制系统、除尘系统、固化进程追踪系统、主动去除堵塞淤泥系统和监控系统。有效的解决了现有技术中存在的防尘效果差、固化剂在深层土体内喷洒不均匀、管口阻塞影响施工进度、现场存在“少搅、漏搅”影响固化质量等一系列问题。影响固化质量等一系列问题。影响固化质量等一系列问题。

【技术实现步骤摘要】
大面积软土地基智能固化施工控制系统及使用方法


[0001]本专利技术属于软土原位固化/修复
，具体涉及一种大面积软土地基智能固化施工控制系统及使用方法。

技术介绍

[0002]软土原位固化/修复技术是一种利用土壤固化/修复剂直接作用于软土(吹填土、淤泥、滩涂等)，将软土地基就地固化修复，形成复合稳定、土质良好基层的技术。该技术以环保、节能为大前提，通过强力搅拌头、挖掘机、储料设备与控制系统的完美协同，实现原位固化和土壤修复。
[0003]现有软土原位固化/修复技术根据固化剂形态分为“干法”和“湿法”施工，但“干法”施工能够最大化的应用原位土层特性，使固化剂与土层混合、搅拌更加均匀，且能够节约施工成本，提高固化进程。目前，软土地基“干法”固化施工主要存在以下几个问题：
[0004]1施工过程中伴随固化剂粉尘飞散，严重影响城市建设环保要求，尽管已有搅拌装置配备了水喷除尘装置，但除尘效果一般，且浪费时间，增加成本，持续喷淋也会影响软基固化效果。
[0005]2施工过程中，喷粉管头承受周围土体的围堰会随着固化深度的增加而变大，而喷粉压力是恒定的，当围压增大到一定范围，会出现固化剂喷洒不均、管口阻塞等问题，严重影响了软基固化质量和施工进度。
[0006]3除此之外，受施工环境和驾驶人员水平的影响，现场常出现“少搅、漏搅”的情况，且深层土体固化效果不能保证，严重时将影响后期施工工艺和质量。
[0007]综上所述，针对现有软基固化/修复技术存在的问题，亟需提出一种适用于大面积软土(饱和淤泥质黏土和粉质黏土)地基智能固化施工控制系统及使用方法，以满足城市建设环保、节能要求，同时保证现场施工质量和进度。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种大面积软土地基智能固化施工控制系统及使用方法。
[0009]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0010]一种大面积软土地基智能固化施工控制系统及使用方法，在软土原位固化/修复用的搅拌机设备上配备有管压控制系统、固化进程追踪系统和监控系统；
[0011]所述软土原位固化/修复用的搅拌机设备前部安装强力搅拌头并装配喷粉管路；
[0012]所述管压控制系统包括土压力检测单元和伺服阀，土压力检测单元安装在搅拌头的不动基础部分上，土压力检测单元用于实时检测土体内的土压，伺服阀设置在喷粉管路上，用于控制喷粉管路的出液量，土压力检测单元和伺服阀均与监控系统连接，监控系统根据土压力检测单元检测的土压力值调整伺服阀的开度，土压力检测单元检测的土压力值越大，伺服阀的开度越大；
[0013]所述固化进程追踪系统包括GPS定位模块并且在监控系统设置显示单元，显示单元上构建有固化区域进程显示模块、固化深度显示模块、和固化遍数显示模块；所述GPS定位模块安装在搅拌头的两搅拌刀片中间位置，GPS定位模块检测的搅拌头实时位置信号发送给监控系统；
[0014]所述固化区域进程显示模块包括多个呈点阵排布的点位标识，每个点位标识代表周围指定范围的正方形区域，从而即可将固化区域进程显示模块中所含的所有点位标识与真实待施工场地进行对应映射，施工过程中，监控系统根据GPS定位模块检测的搅拌头实时位置数据来确定搅拌头当前所处施工位置所对应的固化区域进程显示模块中的点位标识位置，将搅拌头已经施工过的真实位置所对应的点位标识进行标记，达到对固化区域进行跟踪的目的；
[0015]所述固化深度显示模块用于显示施工过程中搅拌头的实时深度位置，搅拌头的实时深度位置数据由GPS定位模块提供，GPS定位模块实时检测的高程数据减去提前设定的地表高程位置即为搅拌头的实时深度位置；
[0016]所述固化遍数显示模块用于显示每个点位标识位置的固化遍数，通过土压力检测单元的检测数据来判定；施工过程中，每当土压力检测单元随搅拌头脱离土体后，检测数据变为零或者小于设定阈值时，则判定完成一次固化。
[0017]在上述技术方案中，喷粉管路与罐车通过管路连接，由罐车为其供给固化/修复软土用的原料。
[0018]在上述技术方案中，所述监控系统设置在挖掘机的驾驶室内。
[0019]在上述技术方案中，在软土原位固化/修复用的搅拌机设备上配备有除尘系统，所述除尘系统包括红外感应装置和喷淋管路，喷淋管路连接外部的供水车，所述红外感应装置安装固定在搅拌头的力臂的顶部，感应距离应接近力臂的长度，随着搅拌头进入土层内，红外感应装置接近并感应到泥面后，喷淋管路进行碰水，以达到自动除尘的目的。
[0020]在上述技术方案中，在软土原位固化/修复用的搅拌机设备上还配备有主动去除堵塞淤泥系统，所述主动去除堵塞淤泥系统包括设置在喷粉管路出口端的主动除淤喷头装置，该主动除淤喷头装置包括基本管、头部套管和驱动器，所述头部套管滑动套装在基本管的前部，所述驱动器用于驱动头部套管和基本管产生相对运动；在基本管的前端设置有长条形的插条，基本管的尾端与喷粉管路连接；工作时，当淤泥进入到喷头装置的头部套管中造成喷粉管路堵塞后，控制驱动器的动作杆收缩，驱动头部套管相对于基本管向后运动，使基本管前端的插条插入进堵塞在头部套管内的淤泥中，然后驱动器的动作杆伸长，驱动头部套管相对于基本管向前运动回到初始位置，使得基本管前端的插条脱离淤泥并在淤泥中形成若干通孔，此时喷粉管路内的液体即可通过淤泥中的通孔向外喷出，并且逐步将堵塞在头部套管内的淤泥向外排出。
[0021]在上述技术方案中，喷粉管路中设置有压力传感器，压力传感器达到设定阈值时，判定头部套管发生堵塞。
[0022]在上述技术方案中，插条的数量优选为5
‑
8个，沿基本管的圆周等间距分布，每个插条的尾部与基本管的前端固定连接。
[0023]在上述技术方案中，所述基本管的尾端设置有螺纹，以使基本管的尾端能够与喷分管路通过螺纹连接。
[0024]在上述技术方案中，在基本管的尾端设置法兰，基本管的尾端与喷分管路通过法兰连接。
[0025]在上述技术方案中，在基本管外壁上开设有一圈凹槽，凹槽的一侧设置有橡胶材质的第一密封圈，凹槽的另一侧设置有橡胶材质的第二密封圈；在头部套管的尾部设置一圈内缘，该内缘位于基本管的凹槽中，当头部套管和基本管发生相对运动时，内缘能够在基本管的凹槽中沿基本管的轴向方向滑动；当驱动器驱动头部套管向前运动至初始位置时，头部套管的内缘顶紧第一密封圈，形成良好密封；清除淤泥时，当驱动器驱动头部套管向后运动至一定位置时，头部套管的内缘顶紧第二密封圈，形成良好密封。
[0026]本专利技术的优点和有益效果为：
[0027]本专利技术针对现有软基固化/修复技术中存在的防尘效果差、固化剂在深层土体内喷洒不均匀、管口阻塞影响施工进度、现场存在“少搅、漏搅”影响固化质量等一系列问题，应用本专利技术的具体有益效果如下：
[0028]本专利技术具有固化进程追踪系统，该系统能够实时观测、掌握场地固化范围、同一区域的固化次数和加固深度，施工人员通过软件操控模块能够直观本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大面积软土地基智能固化施工控制系统及使用方法，其特征在于：在软土原位固化/修复用的搅拌机设备上配备有管压控制系统、固化进程追踪系统和监控系统；所述软土原位固化/修复用的搅拌机设备前部安装强力搅拌头并装配喷粉管路；所述管压控制系统包括土压力检测单元和伺服阀，土压力检测单元安装在搅拌头的不动基础部分上，土压力检测单元用于实时检测土体内的土压，伺服阀设置在喷粉管路上，用于控制喷粉管路的出液量，土压力检测单元和伺服阀均与监控系统连接，监控系统根据土压力检测单元检测的土压力值调整伺服阀的开度，土压力检测单元检测的土压力值越大，伺服阀的开度越大；所述固化进程追踪系统包括GPS定位模块并且在监控系统设置显示单元，显示单元上构建有固化区域进程显示模块、固化深度显示模块、和固化遍数显示模块；所述GPS定位模块安装在搅拌头的两搅拌刀片中间位置，GPS定位模块检测的搅拌头实时位置信号发送给监控系统；所述固化区域进程显示模块包括多个呈点阵排布的点位标识，每个点位标识代表周围指定范围的正方形区域，从而即可将固化区域进程显示模块中所含的所有点位标识与真实待施工场地进行对应映射，施工过程中，监控系统根据GPS定位模块检测的搅拌头实时位置数据来确定搅拌头当前所处施工位置所对应的固化区域进程显示模块中的点位标识位置，将搅拌头已经施工过的真实位置所对应的点位标识进行标记；所述固化深度显示模块用于显示施工过程中搅拌头的实时深度位置，搅拌头的实时深度位置数据由GPS定位模块提供，GPS定位模块实时检测的高程数据减去提前设定的地表高程位置即为搅拌头的实时深度位置；所述固化遍数显示模块用于显示每个点位标识位置的固化遍数，通过土压力检测单元的检测数据来判定；施工过程中，每当土压力检测单元随搅拌头脱离土体后，检测数据变为零或者小于设定阈值时，则判定完成一次固化。2.根据权利要求1所述的大面积软土地基智能固化施工控制系统及使用方法，其特征在于：喷粉管路与罐车通过管路连接，由罐车为其供给固化/修复软土用的原料。3.根据权利要求1所述的大面积软土地基智能固化施工控制系统及使用方法，其特征在于：所述监控系统设置在挖掘机的驾驶室内。4.根据权利要求1所述的大面积软土地基智能固化施工控制系统及使用方法，其特征在于：在软土原位固化/修复用的搅拌机设备上配备有除尘系统，所述除尘系统包括红外感应装置和喷淋管路，喷淋管路连接外部的供水车，所述红外感应装置安装固定在搅拌头的力臂的顶部，感应距离应接近力臂的长度...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁方龙，张岩冬，张海洋，陈运涛，朱楠，于长一，赵栋辉，张浩，
申请(专利权)人：中交第一航务工程局有限公司天津港湾工程质量检测中心有限公司，
类型：发明
国别省市：