[00041] 首先，本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本申请实施例的技术原理，并非旨在限制本申请实施例的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。
[00042] 在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
[00043] 在本申请实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[00044] 实施例一
下面结合图1、图5、图9、图12、图14 图15和图17 图18对本发明的一种实施形式作~ ~
进一步阐述说明。
[00045] 如图1、图5和图9所示，本实施例中的大跨度双向浅层固化搅拌设备包括延长臂
1、竖向搅拌头2、两个横向搅拌头3、油路系统4和输送管路系统5；两个横向搅拌头3设置在延长臂1底端，且两个横向搅拌头3垂直延长臂1轴线方向对称布置在竖向搅拌头2的两侧。
竖向搅拌头2设置在延长臂1底端，且竖向搅拌头2与延长臂1轴线方向相同并位于两个横向搅拌头3的中间。竖向搅拌头2包括底端旋转驱动件、底端旋转轴22和底端旋转壳体23；底端旋转驱动件为液压马达39，底端旋转驱动件设置在延长臂1的底端内；底端旋转驱动件的驱动轴与底端旋转轴22连接；底端旋转壳体23固定连接在底端旋转轴22上，并通过底端旋转驱动件驱动底端旋转壳体23旋转；底端旋转壳体23上沿轴向设置有一层底端搅拌叶片组，底端搅拌叶片组包括四个底端搅拌叶片21，且四个底端搅拌叶片21沿周向间隔排列在底端旋转壳体23的外周壁上。竖向搅拌头2设置在横向搅拌头3中间，能够确保两个横向搅拌头3之间部位原状土体获得良好的搅拌，避免产生漏搅及固化处理板块之间的不连续情况。每个横向搅拌头3包括搅拌固定部、旋转驱动组件、第一搅拌旋转部、第二搅拌旋转部、若干第一搅拌叶片311、若干第二搅拌叶片312和若干自由叶片32；搅拌固定部设置在延长臂1的下端；旋转驱动组件设置在搅拌固定部内部，旋转驱动组件通过单个液压马达39或双个液压马达39提供动力输出实现第一搅拌叶片311和第二搅拌叶片312双向驱动，旋转驱动组件分别与第一搅拌旋转部和第二搅拌旋转部连接，且搅拌固定部、第一搅拌旋转部和第二搅拌旋转部呈同轴设置；旋转驱动组件用于驱动第一搅拌旋转部和第二搅拌旋转部呈相反方向转动；若干第一搅拌叶片311沿周向间隔排列设置在第一搅拌旋转部外周上，若干第二搅拌叶片312沿周向间隔排列设置在第二搅拌旋转部外周上，本实施例中第一搅拌叶片311和第二搅拌叶片312在沿第一旋转壳体361和第二旋转壳体362轴线方向上分别设置一排，并沿旋转壳体圆周均匀布置三组；若干自由叶片32通过轴套321转动连接在第一搅拌旋转部或第二搅拌旋转部上，且自由叶片32位于第一搅拌叶片311和第二搅拌叶片312之间，自由叶片32的高度低于搅拌叶片，自由叶片32、第一搅拌叶片311和第二搅拌叶片312之间呈错位设置并实现相互切割土体的效果。横向搅拌头3上设置有至少一个喷嘴55。油路系统4为旋转驱动组件提供动力驱动横向搅拌头3进行旋转搅拌动作，同时通过过流油量换算旋转次数并记录；输送管路系统5与喷嘴55连接，并用于任意切换输送介质并使输送介质由喷嘴55喷出。该设备通过将两个横向搅拌头3按一定角度构成新型搅拌结构，横向搅拌头3的搅拌叶片能够实现两个方向相对剪切搅拌以达到对土体的多维度搅拌，同时，利用自由叶片32与旋转搅拌叶片之间的错层结构设计在局部区域实现了错层搅拌效果。输送管路可输送不同介质的固化材料，多个喷嘴55结构设计可将固化材料均匀喷洒至搅拌区域，此外，通过对搅拌头转速的监测与控制使土体搅拌固化更为均匀、质量更加可靠。
[00046] 如图5和图9所示，搅拌固定部为固定支座12，固定支座12固定设置在延长臂1的下端，第一搅拌旋转部包括第一旋转轴351和第一旋转壳体361；第一旋转轴351通过第一传动部与旋转驱动组件传动连接；第一旋转壳体361固定连接在第一旋转轴351上；若干第一搅拌叶片311沿周向间隔排列设置在第一旋转壳体361的外周壁上；第二搅拌旋转部包括第二旋转轴352和第二旋转壳体362；第二旋转轴352通过第二传动部与旋转驱动组件传动连接，第二旋转壳体362固定连接在第二旋转轴352上，若干第二搅拌叶片312沿周向间隔排列设置在第二旋转壳体362的外周壁上；第二旋转壳体362与第一旋转壳体361以相反的方向进行转动，并使第一搅拌叶片311和第二搅拌叶片312呈双向搅拌动作；自由叶片32至少两组沿周向均匀分布固定在轴套321圆周侧上，轴套321转动套设在第一旋转壳体361或第二旋转壳体362上；自由叶片32布置在第一搅拌叶片311和第二搅拌叶片312之间，并与第一搅拌叶片311和第二搅拌叶片312呈错层布置。第一搅拌叶片311与第二搅拌叶片312分别以相对方向旋转搅拌，在增大搅拌范围的同时也能保证各部位土体的剪切搅拌质量。
[00047] 如图5、图14所示，第一搅拌叶片311和第二搅拌叶片312均包括立板331和横板
332，通过加强筋333辅以固定，搅拌叶片的横板332与圆形旋转壳体切线方向夹角为20°，每个搅拌叶片均设有一层横板332，且相邻横板332之间错层布置。
[00048] 如图5和图9所示，本实施例中的自由叶片32布置在与第二旋转壳体362转动连接的轴套321上，共设一排三组，自由叶片32由横板332和立板331组成，并通过加强筋333辅以固定，自由叶片32的横板332与圆形旋转壳体切线方向水平，每组自由叶片32的顶端设有一层横板332，自由叶片32的横板332低于搅拌叶片的横板332，自由叶片32在搅拌过程中不转动，但可与搅拌叶片形成互剪区域加大对土体的搅拌。
[00049] 如图5和图9所示，第一旋转壳体361的底端沿周向间隔排列设置有四组端部刀头
34，且端部刀头34平行贴合于第一旋转壳体361底部端面；端部刀头34旋转半径大于第一旋转壳体361直径5cm；第一旋转壳体361的底面设置有盖板37；盖板37上相互垂直布置两道棱板38；棱板38突出盖板37表面5cm。棱板38与端部刀头34均在作业过程中起到辅助搅拌的作用。
[00050] 如图12所示，本实施例中单个横向搅拌头3为了实现第一搅拌叶片311与第二搅拌叶片312的不同方向的搅拌，第一旋转轴351为内旋转杆，第二旋转轴352为外旋转杆，第二旋转轴352为中空结构，且第二旋转轴352套设在第一旋转轴351外周壁上；第一旋转轴
351和第二旋转轴352同轴设置并可相对转动；第一旋转轴351通过连接段一3612与第一旋转壳体361连接，第二旋转轴352过连接段二3622与第二旋转壳体362连接；旋转驱动组件通过用于为第一旋转轴351和第二旋转轴352提供旋转动力。上述结构通过连接段和旋转壳体连接实现了第一搅拌叶片311和第二搅拌叶片312的反向转动，进而达到错层剪切搅拌的目的。本实施例中单个横向搅拌头3内旋转驱动组件采用两个液压马达39分别驱动第一旋转轴351与第二旋转轴352旋转，两个液压马达39上的驱动轴上的主动齿轮391分别和第一旋转轴351与第二旋转轴352上的从动齿轮392啮合，使二者以相反的方向进行旋转，进而达到双向搅拌的目的。
[00051] 如图15所示，油路系统4包括进油阀41、出油阀42、控制阀43和液压流量计44；进油阀41和出油阀42分别设置在延长臂1上，进油阀41通过进油管451与控制阀43的进油部相连，液压流量计44与控制阀43的端口一通过油管相连，且液压流量计44与三个液压马达39通过第一驱动油管461连接，三个液压马达39通过第二驱动油管462与控制阀43的端口二通过油管相连，控制阀43的出油部通过出油管452与出油阀42相连。上述结构通过进油管451与出油管452负责液压系统油路的循环，利用控制阀43改变进出油方向进而改变搅拌头的搅拌方向，第一驱动油管461与第二驱动油管462在油路系统4末端与液压马达39连接，其中液压流量计44可通过液压油的流量变化换算出搅拌头的转速，通过实时监测搅拌头转速来调整上下作业时间，进而保证固化剂与土体的搅拌次数达到设计要求。
[00052] 如图1和图5所示，本实施例中输送管路系统5包括通道一51和通道二52，通道一
51和通道二52均可用于根据不同施工需求输送固化剂粉料、固化剂浆液或高压气体中的一种或多种，高压气体可在搅拌中减小搅拌阻力，同时也有助于固化剂的均匀撒布。通道二52与外部供料后台6的供气管62相连，负责运输辅助高压气体协助搅拌；两通道的下端分别延伸至横向搅拌头3外侧的底部，并在横向搅拌头3外侧的底部连通汇合形成混合区域50；每个横向搅拌头3上均设置一个喷嘴55，每个喷嘴55与混合区域50通过支道相连通，喷嘴55设置在固定支座12的底端，横向搅拌头3与竖向搅拌头2夹角位置，朝搅拌叶片方向喷射。如图
17（a）所示，喷嘴55的喷头551呈倒圆台形，喷头551表面开设有横向缝状喷口57与竖向缝状喷口58。
[00053] 如图18所示，还包括供料后台6和施工载体7，通过供料管61和供气管62与输送管路系统5连接，供料后台6为固化搅拌提供固化剂及辅助高压气体；通过销轴穿过销孔将延长臂1顶部与施工载体7固定连接。
[00054] 如图18所示，本实施例中大跨度双向浅层固化搅拌设备的施工方法包括如下步骤：
（a） 施工前对施工场地进行放样并划分固化处理区，遇高低断面进行整平以便施工。
[00055] （b） 将大跨度双向浅层固化搅拌设备的延长臂1顶端与挖掘机或其他施工载体装备7连接，油路系统4中各结构依次连接并与施工载体7装备中液压泵连接，输送管路系统
5中通道与供料后台6通过供料管61及供气管62相连通，为固化搅拌提供固化材料及辅助高压气体。
[00056] （c） 机械就位后，供料后台6通过管道向搅拌设备输送固化剂浆液或干粉料，同时亦可利用供气管62提供高压气体辅助固化材料喷射，当固化材料输送至搅拌头时，开始入土搅拌作业。
[00057] （d） 搅拌设备的延长臂1垂直插入原位土进行剪切搅拌，第一搅拌叶片311、第二搅拌叶片312与自由叶片32形成互剪搅拌的动作与效果；竖向搅拌头2对两个横向搅拌头3之间部位土体进行搅拌；不同位置的喷嘴55均匀稳定的向搅拌土体内输送固化材料；当延长臂1达到设计固化深度时，为保证底部固化土搅拌的均匀性，需在底部短时停留搅拌后再进行提升搅拌，直至搅拌头提出地表完成该次搅拌作业。
[00058] （e） 搅拌设备的延长臂1移至下一作业位置，重复步骤（d）进行施工，施工中保证两次作业区域搭接宽度不小于5cm。
[00059] （f） 在施工区块施工完成后，对固化区域进行碾压整平，以提高固化土加固处理效果。
[00060] 实施例二
下面结合图2、图6、图9、图13、图14、图17（b）、图18对本发明第二种实施形式作进一步阐述说明。
[00061] 本实施例中所采用的大跨度双向浅层固化搅拌设备与实施例一中类似，不同之处在于：
本实施例中的大跨度双向浅层固化搅拌设备的延长臂1底端未设置竖向搅拌头2，
如图2、图6所示，两个横向搅拌头3之间夹角呈130°对称布置；本实施例中的大跨度双向浅层固化搅拌设备的水平投影（即单次作业范围）尺寸为1800mm×950mm；如图6所示，端部刀头34突出第一旋转壳体361的表面10cm，且端部刀头34呈四组均匀分布在横向搅拌头3末端圆形边缘；如图6所示，盖板37上相互垂直布置两道棱板38，棱板38突出盖板37表面3cm；如图15所示，第一搅拌叶片311与第二搅拌叶片312的横板332与圆形旋转壳体切线方向夹角为15°；如图13所示，由于本实施例中单次搅拌作业范围相对较小，故横向搅拌头3采用单个液压马达39驱动第一旋转轴351与第二旋转轴352旋转，液压马达39主轴上具有两个主动齿轮391，其中一个主动齿轮391直接与第二旋转轴352上的从动齿轮392啮合，另一个主动齿轮391通过换向齿轮393与第一旋转轴351上的从动齿轮392啮合，进而达到双向搅拌的功能；如图17（b）所示，本实施例中的喷嘴55收口处末端采用圆形喷口59。
[00062] 本实施例中的施工方法如图18所示，同实施例一。
[00063] 实施例三
下面结合图3、图7、图10、图12、图14 图18对本发明的第三种实施方式作进一步阐~
述说明。
[00064] 本实施例中所采用的大跨度双向浅层固化搅拌设备与实施例一中类似，不同之处在于：
如图3所示,本实施例中的大跨度双向浅层固化搅拌设备的投影（即单次作业范
围）尺寸为2500mm×1050mm。
[00065] 如图3、图7和图10所示，竖向搅拌头2上的底端搅拌叶片21单层布置，每层布置5组叶片；第一搅拌叶片311和第二搅拌叶片312在沿第一旋转壳体361和第二旋转壳体362轴线方向上分别设置两排，每排沿旋转壳体圆周对称布置两组，且两排上的叶片交错布置；第一搅拌叶片311和第二搅拌叶片312之间没有设置自由叶片32，端部刀头34突出第一旋转壳体361的表面6cm呈两组均匀分布在横向搅拌头3末端圆形边缘；横向搅拌头3的最外侧利用盖板37密封，且在盖板37上相互垂直布置两道棱板38，棱板38突出盖板37表面5cm；棱板38与端部刀头34均在作业过程中起到辅助搅拌的作用。
[00066] 如图3、图7、图10、图15所示，第一搅拌叶片311和第二搅拌叶片312均包括立板
331和横板332，通过加强筋333辅以固定，搅拌叶片的横板332与圆形旋转壳体切线方向夹角为30°，每个搅拌叶片均设有一层横板332。相邻横板332之间错层布置。
[00067] 因本实施例中单次搅拌作业面积较大，故输出动力要求较高，如图12所示，单个横向搅拌头3内同实施例一采用两个液压马达39分别驱动第一旋转轴351与第二旋转轴352旋转，传动结构与实施例一相同。
[00068] 如图15所示，本实施例的油路系统4中的进油阀41、出油阀42、控制阀43、液压流量计44及相应的油管的布置与功能同实施例一。
[00069] 如图3、图7、图13所示，本实施例中输送管路系统包括通道一51、通道二52、内部通道53、旋转接头56和内杆通道54；通道一51和通道二52可根据不同施工需求输送固化剂粉末、固化剂浆液或高压气体中的一种或两种；内部通道53设置在固定支座12内，且通道一
51与通道二52混合后进入横向搅拌头3的固定支座12内部并与所述内部通道53相连，旋转接头56安装在第一旋转轴351上端，第一旋转轴351内部设有内杆通道54，通过旋转接头56将内杆通道54与内部通道53连通，并为喷嘴55供料；每个横向搅拌头3上设置有两个喷嘴
55，其中一个喷嘴55设置在所述横向搅拌头3上固定支座12的底端，朝向搅拌叶片方向喷射，另一个喷嘴55设置在最外侧的第一搅拌叶片311的内侧，朝向横向搅拌头3内侧方向喷射，并在工作时跟随搅拌叶片进行旋转。本实施例中的喷嘴55的喷头551呈圆台形，喷头551表面开设有横向缝状喷口57与竖向缝状喷口58。有利于固化材料喷出的雾化及达到相应的喷射距离。
[00070] 本实施例中的施工方法同实施例一，不在赘述。
[00071] 实施例四
下面结合图4、图8、图11、图12、图14 图18对本发明第四种实施形式作进一步阐述~
说明。
[00072] 本实施例中所采用的大跨度双向浅层固化搅拌设备与实施例三中类似，不同之处在于：
本实施例中的大跨度双向浅层固化搅拌设备的延长臂1底端未设置竖向搅拌头2，
如图4、图8所示，两个横向搅拌头3之间呈180°对称布置在延长臂1的两侧；本实施例中的大跨度双向浅层固化搅拌设备的投影（即单次作业范围）尺寸为2400mm×1250mm；如图8、图11所示，端部刀头34突出第一旋转壳体361的表面8cm呈三组均匀分布在横向搅拌头3末端圆形边缘，盖板37上相互垂直布置两道棱板38，棱板38突出盖板37表面4cm；如图14所示，第一搅拌叶片311与第二搅拌叶片312的横板332与圆形旋转壳体切线方向夹角为25°；如图8所示，第一搅拌叶片311与第二搅拌叶片312在沿第一旋转壳体361和第二旋转壳体362轴线方向上分别设置两排，每排搅拌叶片沿旋转壳体圆周对称布置两组，每个搅拌叶片均设有两层横板332，相邻的搅拌叶片上的横板332呈错层布置；如图12所示，本实施例中采用两个液压马达39进行驱动，结构形式同实施例三；如图16、17（b）所示，本实施例中的两个喷嘴55位置与实施例三相同，但两个喷嘴55得喷头551收口处末端采用圆形喷口59。
[00073] 本实施例中的施工方法与上述实施例一相同。
[00074] 在本申请实施例的描述中，需要说明的是，在本申请的描述中，术语“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或构件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
[00075] 在本申请的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“在本实施例中”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、机构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、机构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[00076] 以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。