本发明涉及土壤修复，尤其涉及一种板结土壤气爆压裂深度疏松修复装置及方法。
背景技术：
1、板结土壤的疏松化是实现土壤修复机在功能化的前提，现有板结土壤疏松化技术多采用机械破碎，具体装置也多以成熟技术为基础，特别是广泛使用的耕犁地设备，对特定结构细节进行功能化改装完善，此类技术具有可操作性强等优点，但值得注意的是，该技术仍为从表层至深层的破土疏松技术，存在土壤疏松深度偏浅、成本偏高等缺陷，同时此类疏松技术在后续对土壤使用修复剂时也存在修复剂多暴露于表面，修复剂作用时间偏短等不足。
技术实现思路
1、鉴于上述分析，本发明实施例旨在提供一种板结土壤气爆压裂深度疏松修复装置及方法，用以解决现有板结土壤治理技术土壤疏松深度偏浅，修复耗时偏长，成本偏低等缺点的问题。
2、一方面，本发明提供了一种板结土壤气爆压裂深度疏松修复装置，包括作用单元、横向调节单元、固定架、液压臂、控制单元、动力单元、履带行走单元、转轴、高压气泵及pc终端；
3、其中，所述履带行走单元为装置的总承重结构，所述履带行走单元按空间关系由上到下依次为履带行走机构、减震机构及总承台；
4、其中，所述动力单元与所述履带行走单元总承台上方后侧连接，所述控制单元与所述履带行走单元总承台上方后侧连接，所述高压气泵与所述履带行走单元上方总承台前侧连接，所述转轴与所述履带行走单元总承台正前方连接，所述pc终端通过数据线与所述控制单元连接。
5、优选的，所述液压臂数目为两个，且一端与所述履带行走单元总承台上侧后方连接，另一端与所述固定架上方后侧连接，所述固定架前侧与所述横向调节单元后侧连接，所述横向调节单元前侧与所述作用单元后侧连接。
6、优选的所述横向调节单元包括纵向支撑梁、液压器组、支撑台、横向固定梁与位移台，所述支撑台为所述横向调节单元总承结构，所述纵向支撑梁与所述支撑台上方左侧末端连接，所述液压器组一侧与所述纵向支撑梁右侧连接，一侧与所述位移台左侧连接，所述位移台上下侧通过滑轮组分别与一条横向固定梁内侧凹槽连接，所述横向固定梁连接与所述支撑台上方连接。
7、优选的，所述作用单元包括气爆约束杆、气爆上顶梁、气爆液压机、气爆下压梁、气爆固定架、气爆单元、钻孔约束杆、钻孔上顶梁、钻孔液压机、钻孔下压梁、钻孔固定架、钻孔单元和光学监视器。
8、优选的，所述气爆约束杆共两根，所述气爆上顶梁、气爆液压机、气爆下压梁、气爆固定架与气爆单元位于所述两根气爆约束杆之间，依照空间关系从上到下依次为气爆上顶梁、气爆液压机、气爆下压梁与气爆固定架，所述气爆液压机上下侧分别与所述气爆上顶梁下侧、气爆下压梁上侧连接，所述气爆上顶梁两侧分别与所述两根气爆约束杆内侧连接，所述气爆下压梁两侧通过滑轮与所述两根气爆约束杆内侧凹槽连接。
9、优选的，所述气爆下压梁与所述气爆单元外侧偏上方连接，所述气爆固定架与所述气爆单元外侧偏下方连接，所述气爆固定架两侧通过滑轮与所述两根气爆约束杆内侧凹槽连接；
10、所述钻孔约束杆共两根，位于所述气爆约束杆右侧，且左侧钻孔约束杆左端与所述右侧气爆约束杆右端连接，所述钻孔上顶梁、钻孔液压机、钻孔下压梁、钻孔固定架与钻孔单元位于所述两根钻孔约束杆之间，依照空间关系从上到下依次为钻孔上顶梁、钻孔液压机、钻孔下压梁与钻孔固定架，所述钻孔液压机上下侧分别与所述钻孔上顶梁下侧、钻孔下压梁上侧连接，所述钻孔上顶梁两侧分别与所述两根钻孔约束杆内侧连接，所述钻孔下压梁两侧通过滑轮与所述两根钻孔约束杆内侧凹槽连接；
11、所述钻孔下压梁与所述钻孔单元外侧偏上方连接，所述钻孔固定架与所述钻孔单元外侧偏下方连接，所述钻孔固定架两侧通过滑轮与所述两根钻孔约束杆内侧凹槽连接；
12、所述气爆约束杆、气爆上顶梁、钻孔约束杆、钻孔上顶梁与所述横向调节单元位移台连接。
13、优选的，所述钻孔单元按照空间关系由上至下依次为电机、减速器、固定轴、钻杆和钻头，所有结构均同心布置解上下间紧密连接；
14、所述气爆单元按照空间关系由上至下依次包括入气管、电磁阀、高压储气仓、压力机、瞬时开关阀、锥型连接器、气爆出气管，各结构均同轴心布置并紧密连接；
15、所述气爆单元还包括外层保护壳，所述外层保护壳位于所述高压储气仓外侧并同轴心布置；
16、所述气爆单元按照空间关系由上至下依次还包括液压上顶板、环形外层橡胶、液压下顶板、下压板，各结构进同轴心布置并紧密连接；
17、所述液压上顶板与所述锥型连接器同轴心布置，所述锥型连接器穿过所述液压上顶板，且二者紧密连接；所述气爆出气管依次穿过环形外层橡胶、液压下顶板、下压板，且同轴心布置，所述气爆出气管与所述环形外层橡胶无直接连接，而与液压下顶板、下压板直接接触，但不紧密连接；
18、所述下压板分别由同轴心金属圆台和圆柱形橡胶组成，该橡胶弹性系数略低于所述环形外层橡胶，金属圆台和圆柱形橡胶间机密结合，二者轴心皆存在圆孔以保证气爆出气管穿过。
19、优选的，还包括系列小型液压器，所述小型液压器上下端分别于所述液压上顶板下侧、液压下顶板上侧紧密连接，且小型液压器按液压上顶板下侧、液压下顶板轴线呈圆周阵列布置；
20、所述高压气泵与所述气爆单元入气管通过软输气管连接。
21、本发明的另一方面，提供了一种板结土壤气爆压裂深度疏松修复方法，采用上述气爆压裂深度疏松修复装置，其特征在于：包括如下步骤：
22、s1：为气爆压裂深度疏松修复装置中作用单元内气爆单元输入高压气体，调节装置位置至预定点，通过作用单元内钻孔单元在板结土壤制造所需深孔；
23、s2：通过pc终端，开启所述气爆压裂深度疏松修复装置中动力单元，开启作用单元内气爆单元的电磁阀并关闭瞬时开关阀，开启高压气泵，向气爆单元的高压储气仓内注入高压气体，并关注压力计数值，直至高压储气仓内高压气体压力达到所需值后，关闭电磁阀并关闭高压气泵；
24、s3：控制履带行走单元驱使气爆压裂深度疏松修复装置运行至预定位置后停止，控制液压臂伸长，直至作用单元与板结土壤竖直，控制作用单元内钻孔液压机伸长，直至作用单元内钻孔单元中钻头距离地面5-10cm后，开启作用单元内电机，钻孔液压机继续伸长直至钻孔单元中钻头接触地面并优选地，所述打孔，直至孔深度到达预定值后，电机停止运动；
25、s4：作用单元内钻孔单元停止工作，通过作用单元内气爆单元对板结土壤进行疏松，控制作用单元内钻孔液压机缩短直至到达最短，控制横向调节单元中液压器组伸长，直至作用单元中气爆单元的气爆出气管位于步骤1中深孔正上方，控制作用单元内气爆液压机伸长，同时控制横向调节单元中液压器组伸缩调节，直至作用单元中气爆单元的气爆出气管竖直进入s1中深孔，气爆单元下压板的橡胶接触板结土壤，该过程全程由光学监视器辅助；
26、s5：启动所述装置中气爆单元的小型液压千斤顶，在其压力作用下下压板与板结土壤紧密贴合，即压力作用下下压板最下端橡胶发生形变，并与板结土壤紧密贴合，形成了以板结土壤瞬时气爆压裂治理装置-深孔为主题的密闭空间；
27、开启瞬时开关阀，气爆单元中高压储气仓内极高压气体瞬时释放，并通过气爆出气管排入深孔中形成气爆，瞬时气爆产生的极高冲击力叠加深孔的租用致使板结土壤碎裂疏松，完成板结土壤的疏松化；
28、s6：作用单元内气爆单元停止工作，控制履带行走单元运行至下一预定位点；关闭气爆单元的瞬时开关阀，控制作用单元内气爆液压机缩短直至到达最短，气爆单元整体上升至定点，控制横向调节单元中液压器组收缩至最短，控制履带行走单元驱使气爆压裂深度疏松修复装置运行至预定下一预定位置后重复s1-s2。
29、与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：
30、(1)通过在预制的深孔中产生瞬时气爆，借助气爆的巨大辐射冲击力实现了板结土壤的深度疏松，方法整体操作简便、成本偏低。
31、(2)本发明通过调控在板结土壤所制造深孔的深度，即可实现对板结土壤疏松深度的调节，比之于传统深耕等技术在疏松深度具有明显优势，对后续土壤疏松结构保持时间具有更好的影响。
32、(3)本发明通过作用单元与横向调节单元系列液压装置的设置与有机配合，实现了钻孔单元与气爆单元三维方位的调节，从而实现在同一设备上产生钻孔、气爆两种功能。
33、(4)本发明装置作用单元中气爆单元，通过小型液压器组与液压上顶板、环形外层橡胶、液压下顶板、下压板间的有机布置，以小型液压千斤顶为主体配合其余部件，构建了气爆所需的密闭环境，为板结土壤疏松有力的环境保障。
34、(5)本发明装置作用单元中气爆单元，通过高压储气仓、电磁阀、瞬时开关阀与气爆出气管的有机布置，借助电磁阀、瞬时开关阀的开闭，以高压储气仓内气体的瞬时释放则实现了气爆冲击从而对板结土壤进行疏松。
35、(6)本发明装置中，输入气爆单元的气体可根据板结土壤改善需求调配添加气体肥料、有机质微粒等，可实现板结土壤的疏松与改良一体化，同时由于疏松深度更深且改良组分直接作用于地下缝隙，受地面风力蒸发等影响更小，作用时间更长。
1.一种板结土壤气爆压裂深度疏松修复装置，其特征在于：包括作用单元、横向调节单元、固定架、液压臂、控制单元、动力单元、履带行走单元、转轴、高压气泵及pc终端；
2.如权利要求1所述的一种板结土壤气爆压裂深度疏松修复装置，其特征在于：所述液压臂数目为两个，且一端与所述履带行走单元总承台上侧后方连接，另一端与所述固定架上方后侧连接，所述固定架前侧与所述横向调节单元后侧连接，所述横向调节单元前侧与所述作用单元后侧连接。
3.如权利要求2所述的一种板结土壤气爆压裂深度疏松修复装置，其特征在于：所述横向调节单元包括纵向支撑梁、液压器组、支撑台、横向固定梁与位移台，所述支撑台为所述横向调节单元总承结构，所述纵向支撑梁与所述支撑台上方左侧末端连接，所述液压器组一侧与所述纵向支撑梁右侧连接，一侧与所述位移台左侧连接，所述位移台上下侧通过滑轮组分别与一条横向固定梁内侧凹槽连接，所述横向固定梁连接与所述支撑台上方连接。
4.如权利要求3所述的一种板结土壤气爆压裂深度疏松修复装置，其特征在于：所述作用单元包括气爆约束杆、气爆上顶梁、气爆液压机、气爆下压梁、气爆固定架、气爆单元、钻孔约束杆、钻孔上顶梁、钻孔液压机、钻孔下压梁、钻孔固定架、钻孔单元和光学监视器。
5.如权利要求4所述的一种板结土壤气爆压裂深度疏松修复装置，其特征在于：所述气爆约束杆共两根，所述气爆上顶梁、气爆液压机、气爆下压梁、气爆固定架与气爆单元位于所述两根气爆约束杆之间，依照空间关系从上到下依次为气爆上顶梁、气爆液压机、气爆下压梁与气爆固定架，所述气爆液压机上下侧分别与所述气爆上顶梁下侧、气爆下压梁上侧连接，所述气爆上顶梁两侧分别与所述两根气爆约束杆内侧连接，所述气爆下压梁两侧通过滑轮与所述两根气爆约束杆内侧凹槽连接。
6.如权利要求5所述的一种板结土壤气爆压裂深度疏松修复装置，其特征在于：所述气爆下压梁与所述气爆单元外侧偏上方连接，所述气爆固定架与所述气爆单元外侧偏下方连接，所述气爆固定架两侧通过滑轮与所述两根气爆约束杆内侧凹槽连接；
7.如权利要求6所述的一种板结土壤气爆压裂深度疏松修复装置，其特征在于：所述钻孔单元按照空间关系由上至下依次为电机、减速器、固定轴、钻杆和钻头，所有结构均同心布置解上下间紧密连接；
8.如权利要求7所述的一种板结土壤气爆压裂深度疏松修复装置，其特征在于：还包括系列小型液压器，所述小型液压器上下端分别于所述液压上顶板下侧、液压下顶板上侧紧密连接，且小型液压器按液压上顶板下侧、液压下顶板轴线呈圆周阵列布置；
9.一种板结土壤气爆压裂深度疏松修复方法，采用如权利要求8所述的气爆压裂深度疏松修复装置，其特征在于：包括如下步骤：
