【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有砟铁路道床治理，具体涉及一种有砟道床路基翻浆冒泥整治用旋翻强化作业车及施工方法。
技术介绍
1、铁路有砟轨道翻浆冒泥已经成为最典型的铁路病害之一，其原因在于长期列车荷载与降雨的耦合作用下，再加上铁路路基填料渗透性差且路基排水不顺畅，导致路基内部产生较大的局部超孔隙水压力，进而引发路基内部细颗粒迁移并向外翻冒形成翻浆冒泥。
2、随着翻浆冒泥出现的频率越来越高，铁路维修量也越来越大，许多国家早已经开始大量使用机械代替进行整治，其中最常见的整治方法为铺设土工布，全球使用最多的是奥地利plasser＆theurer公司开发的大型铁路整套维修机械，该套装备能够割据钢轨、清筛更换道砟，调整轨枕，使铁路翻浆冒泥病害得到一定缓解，然而该套机械装备需对铁路路基进行大规模的开挖及换填，这虽然在一定程度上解决了翻浆冒泥问题，但需要花费大量的物力及财力，另一方面来看，该方法也并没有从根本上解决路基填料遇水迁移的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种有砟道床路基翻浆冒泥整治用旋翻强化作业车及施工方法，以解决现有有砟铁路翻浆冒泥治理需要大规模开挖和换填，而且无法从根本上进行治理的问题。
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
3、一种有砟道床路基翻浆冒泥整治用旋翻强化作业车，包括：
4、车体模块，车体模块用于在钢轨上行驶；
5、切土注浆模块，切土注浆模块设置在车体模块上，用于在钢轨下对翻浆冒泥线路段的道砟土体相
6、以及传感器检测模块，传感器检测模块用于获取切割数据和土壤数据，并控制切割速率和注浆速率。
7、进一步地，上述车体模块包括车体，以及设置在车体上的轨轮和工作臂；
8、切土注浆模块包括设置在车体上的浆液罐、压力泵，以及设置在工作臂上的注浆套杆、旋转套杆、切土刀片以及驱动组件；
9、注浆套杆的两端分别与工作臂固定连接，注浆套杆的中部设有多个流通孔，注浆套杆通过输浆管与浆液罐连通，并且压力泵设置在输浆管上；
10、旋转套杆套设在注浆套杆的外侧并与注浆套杆转动连接，旋转套杆通过驱动组件与工作臂连接；旋转套杆沿轴向设有若干呈条形的注浆孔；
11、切土刀片为多个，其间隔设置在旋转套杆的外侧。
12、进一步地，上述注浆套杆两端的外径大于中部的外径，旋转套杆的两端分别与注浆套杆的两端转动并密封配合，旋转套杆的中部与注浆套杆中部之间具有间隙，形成用于浆液汇聚的汇聚腔。
13、进一步地，上述流通孔沿注浆套杆的周向均匀间隔设有偶数组，每一组的流通孔的数量为若干个并沿轴向均匀间隔设置，关于注浆套杆的轴线相对应两组的流通孔一一对应，相对应的两个流通孔内设有弹簧塞；
14、弹簧塞包括第一孔塞、第二孔塞和弹簧；第一孔塞和第二孔塞滑动设置在相对应的两个流通孔内；第一孔塞和第二孔塞相互靠近的一端通过弹簧连接，并且第一孔塞和第二孔塞的外侧壁从此端开始设有用于粘接浆液流通的凹槽；第一孔塞和第二孔塞相互远离的一端分别设有凸台，用于将第一孔塞和第二孔塞的此端限制在对应流通孔的外侧；
15、切土刀片设置在相邻注浆孔之间。
16、进一步地，上述驱动组件包括设置在工作臂上的电机，设置在电机上的主动轮以及设置在旋转套杆上的从动轮；主动轮与从动轮啮合、通过皮带或通过链条连接。
17、进一步地，上述传感器检测模块包括设置在流通孔处的浆液流量传感器，设置在旋转套杆转动位置处的角速度传感器，设置在旋转套杆内表面的土壤湿度传感器，设置在切土刀片内部的压力传感器，以及开发板和单片机；
18、开发板实时接收浆液流量传感器、角速度传感器、土壤湿度传感器、压力传感器传递的浆液流量、旋转套杆角速度、土壤湿度系数以及刀片摩擦力，处理后传输至单片机，单片机控制驱动组件和压力泵工作，从而实时控制切割速率和注浆速率。
19、一种基于上述有砟道床路基翻浆冒泥整治用旋翻强化作业车的施工方法，包括以下步骤：
20、s1：在铁路道床发生翻浆冒泥的线路段的其中一端将铁轨断开并开挖坑槽，直到开挖至道砟与土体相接的位置；
21、s2：将车体模块沿钢轨开至翻浆冒泥线路段上方的钢轨上并靠近坑槽，然后将切土注浆模块放入开挖的坑槽内；
22、s3：切土注浆模块工作开始切割道砟和土体，并向切割后的填料和土体内注浆，同时，车体模块在翻浆冒泥路段线路段上方的钢轨上行走，带动切土注浆模块在翻浆冒泥路段内沿道砟与土体相接的位置行走；
23、s4：在切割和注浆过程中，传感器检测模块实时获取切割数据和土壤数据，并实时调节切割速率和注浆速率；
24、s5：车体模块在翻浆冒泥线路段上方的钢轨上往复行走，带动切土注浆模块往复循环切割道砟和土体并进行注浆，直到切割的填料和土体与浆液均匀接触后，将切土注浆模块从坑槽中移出，再将车体模块开出翻浆冒泥线路段上方的钢轨；
25、s6：对道砟进行循环压实，将钢轨断开位置进行连接，并对翻浆冒泥线路段的轨道结构进行精调整平，恢复铁路通行状态。
26、进一步地，上述步骤s3中，通过电机带动旋转套杆转动，从而通过切土刀片对道砟和土体进行切割；通过压力泵将粘接浆液泵入注浆套杆内，然后依次从流通孔和注浆孔流出，对切割后的填料和土体注浆，注浆材料为聚醋酸乙烯酯乳料、改性聚醋酸乙烯酯乳液或聚丙烯酸乳液；
27、步骤s4中，开发板实时接收浆液流量传感器、角速度传感器、土壤湿度传感器、压力传感器分别传递的浆液流量q、旋转套杆角速度、土壤湿度系数λ以及刀片摩擦力f，计算出压力泵所需泵送能量和电机控制旋转套杆转动所需能量，单片机通过接收开发板传输的压力泵所需泵送能量数据和电机控制旋转套杆转动所需能量数据，控制电机和压力泵工作，从而实时调节切割速率和注浆速率。
28、进一步地，上述压力泵所需泵送能量的计算公式为：
29、；
30、电机控制旋转套杆转动所需能量的计算公式为：
31、；
32、其中：ρ为浆液密度；α为流量加速度；为浆液输送的阻力系数；s为注浆孔面积；r为切土刀片的旋转半径；j为旋转套杆的转动惯量；β为旋转套杆的角加速度；为旋转套杆的转动阻力系数。
33、进一步地，上述压力泵提供的泵送能量具有3个调节档位：g、h、i，对应的浆液流量q条件如下：
34、；
35、其中：a、b为浆液流量控制指标系数；
36、电机提供的转动能量具有3个调节档位：m、n、o，对应的旋转套杆角速度条件如下：
37、；
38、其中：c、d为旋转套杆角速度控制指标系数。
39、本专利技术具有以下有益效果：
40、（1）本专利技术通过工作臂直接将切土注浆模块伸入翻浆冒泥区段内，通过切土注浆模块上的切土刀片在道砟和土本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种有砟道床路基翻浆冒泥整治用旋翻强化作业车，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的有砟道床路基翻浆冒泥整治用旋翻强化作业车，其特征在于，所述车体模块包括车体（10），以及设置在所述车体（10）上的轨轮（11）和工作臂（12）；
3.根据权利要求2所述的有砟道床路基翻浆冒泥整治用旋翻强化作业车，其特征在于，所述注浆套杆（23）两端的外径大于中部的外径，所述旋转套杆（24）的两端分别与所述注浆套杆（23）的两端转动并密封配合，所述旋转套杆（24）的中部与所述注浆套杆（23）中部之间具有间隙，形成用于浆液汇聚的汇聚腔。
4.根据权利要求2所述的有砟道床路基翻浆冒泥整治用旋翻强化作业车，其特征在于，所述流通孔（231）沿所述注浆套杆（23）的周向均匀间隔设有偶数组，每一组的所述流通孔（231）的数量为若干个并沿轴向均匀间隔设置，关于所述注浆套杆（23）的轴线相对应两组的流通孔（231）一一对应，相对应的两个所述流通孔（231）内设有弹簧塞（28）；
5.根据权利要求2所述的有砟道床路基翻浆冒泥整治用旋翻强化作业车，其特征在于，所
6.根据权利要求2所述的有砟道床路基翻浆冒泥整治用旋翻强化作业车，其特征在于，所述传感器检测模块包括设置在所述流通孔（231）处的浆液流量传感器，设置在所述旋转套杆（24）转动位置处的角速度传感器，设置在所述旋转套杆（24）内表面的土壤湿度传感器，设置在所述切土刀片（25）内部的压力传感器，以及开发板和单片机；
7.一种基于权利要求1至6任一项所述的有砟道床路基翻浆冒泥整治用旋翻强化作业车的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于，步骤S3中，通过电机带动旋转套杆（24）转动，从而通过切土刀片（25）对道砟和土体进行切割；通过压力泵（22）将粘接浆液泵入注浆套杆（23）内，然后依次从流通孔（231）和注浆孔（241）流出，对切割后的填料和土体注浆，注浆材料为聚醋酸乙烯酯乳料、改性聚醋酸乙烯酯乳液或聚丙烯酸乳液；
9.根据权利要求8所述的施工方法，其特征在于，压力泵所需泵送能量的计算公式为：
10.根据权利要求9所述的施工方法，其特征在于，压力泵提供的泵送能量具有3个调节档位：G、H、I，对应的浆液流量q条件如下：
...【技术特征摘要】
1.一种有砟道床路基翻浆冒泥整治用旋翻强化作业车，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的有砟道床路基翻浆冒泥整治用旋翻强化作业车，其特征在于，所述车体模块包括车体（10），以及设置在所述车体（10）上的轨轮（11）和工作臂（12）；
3.根据权利要求2所述的有砟道床路基翻浆冒泥整治用旋翻强化作业车，其特征在于，所述注浆套杆（23）两端的外径大于中部的外径，所述旋转套杆（24）的两端分别与所述注浆套杆（23）的两端转动并密封配合，所述旋转套杆（24）的中部与所述注浆套杆（23）中部之间具有间隙，形成用于浆液汇聚的汇聚腔。
4.根据权利要求2所述的有砟道床路基翻浆冒泥整治用旋翻强化作业车，其特征在于，所述流通孔（231）沿所述注浆套杆（23）的周向均匀间隔设有偶数组，每一组的所述流通孔（231）的数量为若干个并沿轴向均匀间隔设置，关于所述注浆套杆（23）的轴线相对应两组的流通孔（231）一一对应，相对应的两个所述流通孔（231）内设有弹簧塞（28）；
5.根据权利要求2所述的有砟道床路基翻浆冒泥整治用旋翻强化作业车，其特征在于，所述驱动组件（26）包括设置在所述工作臂（12）上的电机，设置在所述电机上的主动轮（261）以及设置在所述旋转套杆（24）上的从...
【专利技术属性】
技术研发人员：王迅，王呈金，裴彦飞，马玲，罗爱博，
申请(专利权)人：固远晨通科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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