CN107090861B - 用于在土地中产生沟槽的隔墙装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在土地中产生沟槽的隔墙装置和方法，其用于为隔墙或截断墙在土地中产生沟槽。该隔墙装置具有载体工具，土地移除单元以可竖直调整的方式支撑在该载体工具上。本发明特征在于设置有经由横向部件相互连接的第一载体工具和第二载体工具并且特征在于土地移除单元以可调整的方式布置在横向部件之下。

Description

用于在土地中产生沟槽的隔墙装置和方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于为隔墙或截断墙在土地中产生沟槽的隔墙装置，其带有载体工具(carrier implement)，土地移除单元以可竖直调整的方式支撑在该载体工具上。

本发明另外涉及一种根据权利要求11的前序部分所述的用于利用隔墙装置在土地中产生沟槽的方法，其中，土地移除单元被降低到土地中并且在这样做时土地材料被移除。

背景技术

用于在土地中产生沟槽的隔墙装置早就已知。作为土地移除单元，其具有所谓的隔墙切割器(diaphragm wall cutter)或所谓的隔墙抓取器。通常，土地移除单元以可竖直调整的方式布置在柱或延伸臂上。在载体工具上的杆柱或延伸臂通常具有15至30m或更高的高度。

隔墙或截断墙可达到100m和更深的深度。其用于例如在挖掘施工坑(construction pit)时防止水平的水流。截断墙防止地下水横向流入施工坑中。而且，通过截断墙可防止来自填埋场或蓄水坝的水横向地渗入土地中。

在某些情况中，可能需要在建筑物中或附近、在隧道中或在其他受限的空间条件下产生截断墙。为此，带有较大杆柱的载体工具不适合。

由文件EP 0 518 297 B1已知一种特别紧凑的用于产生沟槽的隔墙装置。该隔墙装置具有带有框架结构和延伸臂的轨道引导的支架，该延伸臂仅略高于隔墙切割器的竖直长度。用于支撑绳以及连接缆线的绳筒(rope drum)和用于供应管的管筒(hose drum)靠近土地被支撑在支撑框架结构上。由于其紧凑的结构，该已知的隔墙装置可被用在带有受限的结构高度的空间中。

由文件EP 2 423 388 A1可得到一种用于产生隔墙的方法和装置，在其中可使若干条棒形的混合元件连同布置在竖直条棒上的切割元件沿着杆柱竖直地下沉到土地中。为此，竖直条棒至少须具有对应于沟槽的深度的长度。通过切割元件，可同时地在沟槽的整个深度上清除土地材料。为了吸收生成的横向力，教导是除了带有混合和移除单元的载体工具之外设置有单独的带有支撑和按压元件的运输工具(vehicle)。支撑和按压元件被直接连接至在沟槽中的条棒形的混合和移除单元以便从后面横向地支撑该单元。

从文件GB 2 374 884 A已知一种挖掘装置，其具有可围绕轴线旋转的且可移位的挖掘工具。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于为土地中的隔墙或截断墙在土地中产生沟槽的隔墙装置和方法，利用其甚至可在特别受限的空间条件的情况中有效地产生隔墙或截断墙。

根据本发明，该目的一方面通过一种具有权利要求1的特征的隔墙装置并且另一方面通过一种具有权利要求11的特征的方法来实现。本发明的优选的实施例在对应的从属权利要求中来说明。

根据本发明的隔墙装置特征在于设置有经由横向部件(cross member)相互连接的第一载体工具和第二载体工具并且土地移除单元以可调整的方式布置在横向部件之下。

本发明的基本思想在于，土地移除单元宛如在两个载体工具之间被支撑在横向部件上，该横向部件被支撑在两个载体工具上。这样，载体工具本身可各自以相对小且紧凑的方式来设计。载荷可在两侧上分布至这两个载体工具。与土地移除单元通常仅单侧地悬挂在一个载体工具上相比，在两个载体工具之间的中央悬挂基本可防止否则常见的大角度倾斜的风险。因此，载体工具可小得多地来设计并且在很大程度上也没有否则常见的在单个载体工具的后部区域中的显著的平衡块(counterbalance)。总之，因此实现特别紧凑的隔墙装置，其例如可应用在隧道中、在桥或立交桥下以及在有顶的建筑物中。由于良好的力分布，甚至特别重的土地移除单元或较高的隔墙装置可有效地来运行。这两个载体工具尤其是可移动的并且可被称为载体运输工具。

基本上，土地移除单元可以是任何合适的器械，例如隔墙抓取器。根据本发明的一实施例，特别优选的是，土地移除单元是带有至少一对切割轮的隔墙切割器，切割轮可以以围绕水平的旋转轴旋转的方式来驱动。特别优选地，布置有两对切割轮。带有旋转切割轮的隔墙切割器允许使沟槽持续地沉入土地中。切除的土地材料可经由抽吸管被从沟槽中移除或留在沟槽中，在该情况中切除的土地材料在沟槽中与所供应的流体、尤其与混凝土悬浮物混合。因此形成的土地材料和混凝土悬浮物的混合物可硬化成所希望的隔墙或截断墙。

基本上，土地移除单元可支撑在杆上、更具体地在横向部件上的伸缩杆上。根据本发明的进一步的改进方案，这样实现特别紧凑的结构，即土地移除单元被悬挂在至少一个支撑绳上。为了该目的，隔墙装置可具有大致对应于或仅略大于土地移除单元的高度的高度。

根据本发明的另一实施例变体，优选的是土地移除单元被连接至至少一个供应管和/或至少一个缆线。经由该供应管或多个管，可将土地移除单元的液压流体、稳定流体、混凝土悬浮物或其他气态的或可流动的介质供应到沟槽中。而且，通过对应的排出管，也可将移除的土地材料远离切割轮泵向沟槽的外侧。通过一个或多个缆线，可为对应的电力供应以及用于控制土地移除单元的数据线做好准备。为了供能，供能给在载体工具和土地移除单元上的所有其他器械(诸如液压驱动器、泵等)的内燃机可被设置在载体工具中的至少一个上。备选地，例如通过电缆线可提供外部供能。

优选地，本发明进一步改进成对于该至少一个支撑绳和/或该至少一个缆线设置有至少一个绳筒并且对于该至少一个供应管设置有至少一个管筒。通过对应的滚筒，绳子、缆线或软管可以以有效且紧凑的方式来支撑和促动。

本发明的一优选的实施例在于，绳筒以可旋转的方式支撑在第一载体工具上并且管筒以可旋转的方式支撑在第二载体工具上。绳筒和管筒因此在功能上分离并且布置在不同的载体工具上。这导致尽可能均匀的重量分布并且有助于隔墙装置的供给。

基本上，优选地U形或C形的横向部件可被设计为刚性的梁元件。根据本发明的另一改进方案，隔墙装置的改善的可移动性通过在横向部件上设置至少一个枢转关节(pivotjoint)来实现。该枢转关节具有大致竖直的枢转轴线，使得这两个载体工具可相对于彼此来定位和调整。这允许了隔墙装置在拐角处更简单的移动并且普遍改善了整个装置的操作。

根据本发明的一实施例变体，可移动性的进一步改善通过使至少一个载体工具具有下支架(undercarriage)来实现，在该下支架上以可旋转的方式支撑有上支架。优选地,两个载体工具具有下支架，其带有以可旋转的方式支撑在其上的上支架。

基本上，载体工具可设计为有轮的运输工具或轨道运输工具。根据本发明的一实施例，特别有利的是，载体工具中的至少一个设计为带有其自己的驱动的履带式运输工具。载体工具可以是自驱动的。在单个被驱动的载体工具的情况中，另外的载体工具可在没有其自身的驱动的情况下被动地被移动。然而特别优选的是，两个载体工具设计为带有其自己的驱动的履带式运输工具。在该情况中，载体工具或至少其下支架大致以相同的方式设计。这允许甚至在非常受限的空间条件(如可在隧道中发生的那样)的情况中整个装置的特别好的机动性和有效的移动。

优选地，一个或两个载体工具设置有操作单元。操作单元可包含封闭的驾驶员舱或简单的操作控制台。

对于本发明的特别紧凑的实施例变体，优选的是设置有可移动的操作单元。利用该可移动的操作单元，载体工具可由一个或多个操作人员远程控制地移动。这允许载体工具的特别精确的移动，因为操作人员可随可移动的操作单元直接位于关键位置。可移动的操作单元优选地可以是控制面板或在特别简单的实施例变体中是带有对应的操作界面的平板电脑。到载体工具的连接可以是无线的或者有缆线。优选地，该至少一个操作单元可分离地固定在该载体工具或多个载体工具上并且可***作人员取掉。

根据本发明的方法特征在于，土地移除单元布置在第一载体工具与第二载体工具之间的横向部件上，载体工具经由横向部件相互连接。该方法尤其可利用前述隔墙装置来实施。因此，在实施该方法时，这造成前面提及的优点。

本发明的优选的方法变体在于，该沟槽实施在隧道、轨道或其它带有有限的顶高度的空间中。此外，该方法也可在通道或其他带有横向边界的空间中有效地来实施。

而且，根据本发明的实施例变体设置成，形成隔墙或截断墙，其中，沟槽以连续地方式来设计并且填充有可硬化的物质。为此，沟槽起初彼此间隔开地来产生并且填充有可硬化的物质。在第二顺序中，在各个隔墙部段之间的空间被挖掘并且以可硬化的物质来填充。各个沟槽和隔墙部段因此相互连接并且可形成连续的隔墙或截断墙。只要包含混凝土材料的填充物质尚未硬化，各个隔墙部段可设置有金属增强。

附图说明

下面通过在附图中示意性示出的优选的实施例来进一步说明本发明，其中：

图1示出了根据本发明的隔墙装置的侧视图；

图2示出了从图1的隔墙装置上方的平面图；并且

图3a到3h示出了根据本发明的隔墙装置在拐角处移动期间的平面图。

具体实施方式

根据图1和2的隔墙装置10具有第一载体工具20和第二载体工具30，其各自具有履带式行走机构作为下支架22、32。带有类似框架结构的第一上层结构26的第一上支架24经由旋转轴承23布置在第一下支架22上。对应地，第二上支架34经由旋转轴承33以可旋转的方式支撑在第二载体运输工具30的第二下支架32上。在第二上支架34上固定有类似框架结构的第二上层结构36。

第一载体运输工具20和第二载体运输工具30经由梁形的横向部件12相互连接。为此，在第一载体运输工具20的第一上层结构26的上部区域中安装有水平伸出的第一横向件17，其经由带有竖直指向的枢转轴线的枢转关节19联接至第二横向件18。对应地，伸出的第二横向件18牢固地固定在第二载体运输工具30的第二上层结构36的上部区域中。横向部件12与两个载体运输工具20、30的这两个上层结构26、36一起形成类似门的组件，其带有自由空间或间隙，在其中悬挂有土地工作单元50。

在所示出的实施例中，土地移除单元50设计为带有近似矩形框架56的隔墙切割器，在其下端处两个切割轮对51、52以可围绕水平的旋转轴53、54旋转的方式来支撑。在土地移除单元50的框架56上布置有泵58，经由其可将硬化的悬浮物注入切割轮对51、2之间的区域中或者经由其可从切割沟槽中吸走带有周围的稳定流体的被移除的土地材料。而且，在框架56上安装有液压驱动器(未绘出)用于驱动切割轮对51、52。

泵58被连接至供应管16，其经由在横向部件12上的四分之一圆形的滚子弧(roller bow)37被引导至管筒38。管筒38以可围绕水平的旋转轴线旋转的方式支撑在第二载体运输工具30的第二上层结构36上。

土地移除单元50在横向部件12上的悬挂通过至少一个支撑绳14来实现，该支撑绳固定在框架56的上端处的悬挂部57上。连同包含电力和数据线的若干缆线15，支撑绳14以类似带的方式经由在横向部件12上的可旋转的转向滚子27被引导至在第一载体工具20上的绳筒28。绳筒28以可围绕水平指向的旋转轴线旋转的方式支撑在第一载体工具20的第一上层结构26中。

通过隔墙装置10可在土地中产生沟槽，在该过程中土地移除单元50以旋转的切割轮对51、52下降到土地中。在这样做时，支撑绳14、缆线15和供应管16通过从绳筒28或管筒38展开来跟随。因此形成在土地中的沟槽优选地填充有经由未绘出的泵引入沟槽中的稳定悬浮物。在到达最终深度之后，当支撑绳14、缆线15和供应管16又被卷起时土地移除单元50又被拉起。之后，隔墙装置10继续前进以产生另外的沟槽。一旦填充物质硬化，因此产生的和被填充的沟槽在土地中形成连续的隔墙或截断墙。

从图3a到3h可看出根据本发明带有两个载体运输工具20、30的隔墙装置10甚至在受限的空间条件的情况中非常易于移动和操纵。根据图3a，按照本发明的隔墙装置10位于类似隧道的主道5中，交叉道(cross track)7以近似直角的方式引到该主道中。在墙8之间设计有近似直角的拐角区域6。

为了移动到交叉道7中，当第一载体运输工具20和第二载体运输工具30对齐时隔墙装置10沿着主道5移动。一旦第二载体运输工具30(在该情况中在行进方向上位于前面)位于在合并的交叉道7的中心的高度处，第二载体运输工具30的下支架32通过履带(crawler track)的对应的促动(actuation)相对于以未改变的方式布置的上支架34旋转了90°，如在图3b中所示。

第二载体运输工具30现在可向交叉道7的方向移动并且进入其中。

在该移动期间，第一载体工具20的第一下支架22保持其纵向与主道5对齐。然而，当第二载体运输工具30逐渐移动到交叉道7中时，这两个上支架24、34相对于其相应的下支架22、32被调整，其中在隔墙装置10的横向部件12上的枢转关节19上发生偏转。在该过程中，第一横向件17相对于第二横向件18弯曲成增加的角，如在图3c到3f中所示。

图3f示出了第一载体运输工具20相对于第二载体运输工具30的直角布置，并且在该直角定位位置中，相应的上支架24、34再次以相同的方式关于相应的下支架22、32纵向对齐地定向。

第二载体运输工具30现在可平行于交叉道7移动并且进入其中，而第一载体运输工具20继续平行于主道5的纵向来移动直到第一载体运输工具20位于合并的交叉道7的中心的高度处，如在图3g中所示。在该运动期间，第一载体运输工具20的第一上支架24枢转到交叉道7中。

在到达在图3g中所描绘的位置时，第一载体运输工具20的第一下支架22通过第一下支架22的履带的对应的反向促动现在相对于上支架24旋转90°直到第一下支架22正如第一上支架24那样也与交叉道7和第二载体运输工具30的纵向对齐。从在图3h中所示的该位置，隔墙装置10(再次成直线对齐)现在可继续被移动到交叉道7中，在该情况中沟槽或隔墙可沿着交叉道7来产生。

Claims (14)

1.一种用于为隔墙或截断墙在土地中产生沟槽的隔墙装置，其带有载体工具，在所述载体工具上以能够竖直调整的方式支撑有土地移除单元，

其中，设置有经由横向部件相互连接的第一载体工具和第二载体工具，并且

其中，所述土地移除单元以能够调整的方式布置在所述横向部件之下，

其中，

在所述横向部件上设置有至少一个枢转关节，其具有大致竖直的枢转轴线，

其中，所述枢转关节适合于将两个载体工具相对于彼此调整。

2.根据权利要求1所述的隔墙装置，

其中，

所述土地移除单元是带有至少一对切割轮的隔墙切割器，所述切割轮能够以围绕水平的旋转轴线旋转的方式被驱动。

3.根据权利要求1所述的隔墙装置，

其中，

所述土地移除单元被悬挂在至少一个支撑绳上。

4.根据权利要求1所述的隔墙装置，

其中，

所述土地移除单元被连接至至少一个供应管和/或至少一个缆线。

5.根据权利要求3所述的隔墙装置，

其中，

对于所述至少一个支撑绳和/或至少一个缆线设置有至少一个绳筒并且对于至少一个供应管设置有至少一个管筒。

6.根据权利要求5所述的隔墙装置，

其中，

所述绳筒以能够旋转的方式支撑在所述第一载体工具上并且所述管筒以能够旋转的方式支撑在所述第二载体工具上。

7.根据权利要求1所述的隔墙装置，

其中，

至少一个载体工具具有下支架，在所述下支架上以能够旋转的方式支撑有上支架。

8.根据权利要求1所述的隔墙装置，

其中，

所述载体工具中的至少一个设计为带有其自己的驱动的履带式运输工具。

9.根据权利要求1所述的隔墙装置，

其中，

一个或两个载体工具设置有操作单元。

10.根据权利要求1所述的隔墙装置，

其中，

设置有至少一个移动操作单元。

11.一种用于利用隔墙装置在土地中产生沟槽的方法，其中，土地移除单元被降低到土地中并且在这样做时土地材料被移除，

其中，所述土地移除单元布置于在第一载体工具与第二载体工具之间的横向部件上，这两个载体工具经由所述横向部件相互连接，

其中，

为了两个载体工具相对于彼此的调整，带有大致竖直的枢转轴线的至少一个枢转关节布置在所述横向部件上。

12.根据权利要求11所述的方法，

其中，

所述沟槽实施在隧道、轨道或其他带有有限的顶高度的空间中。

13.根据权利要求11所述的方法，

其中，

形成有隔墙或截断墙，其中，所述沟槽以连续的方式来设计并且填充有能够硬化的物质。

14.根据权利要求11所述的方法，

其中，所述隔墙装置是根据权利要求1所述的隔墙装置。

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