一種運用于板結(jié)土體結(jié)構(gòu)的水刀吸泥設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于水下清淤施工的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種運用于板結(jié)土體結(jié)構(gòu)的 水刀吸泥設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展，國家基礎(chǔ)建設(shè)項目的大規(guī)模上馬，跨越大江大河的橋梁也 越來越多，橋梁基礎(chǔ)修建的技術(shù)也得到了很大的發(fā)展和提高。而我國幅員遼闊，水文、地質(zhì) 復雜多變，水下基礎(chǔ)工程施工不可預見因素多，施工難度大，因而復雜水文地質(zhì)條件下的橋 梁水下基礎(chǔ)施工技術(shù)已經(jīng)成為大型跨江、跨河橋梁施工中的關(guān)鍵技術(shù)。鋼圍堰是深水基礎(chǔ) 施工常用結(jié)構(gòu)，工藝成熟，結(jié)構(gòu)剛度好，安全性好，能滿足多種地質(zhì)情況的施工。使用鋼圍堰 配合施工的目的，就是在堰內(nèi)施工和修建基礎(chǔ)時，使堰外的水和土不至于大量涌進堰內(nèi)，并 且待基礎(chǔ)、墩臺修筑出水面后又可將其拆除，避免堵塞水流和航道。
[0003] 鋼圍堰施工一般采用垂直下沉的方法將其安裝到位，刃角需進入河床一定深度， 故需要對圍堰內(nèi)部及刃角進行吸泥處理，清除封底混凝土及以上部位的土體。
[0004] 在某些地質(zhì)條件差，但基于施工安全考慮又不得不使用鋼圍堰施工時，圍堰的吸 泥下沉成為施工中的重點和難點。例如某市政公路工程，地貌單元為淮河沖擊平原，具河漫 灘及河間平底微地貌，地勢較平坦。地質(zhì)報告顯示，主航道橋主墩附近區(qū)域標高4. 2~1. 3m 為軟塑性粉質(zhì)粘土，夾粉砂薄層；1. 30. 9m為含猛鐵結(jié)核的粉土，局部夾粉質(zhì)粘土薄 層；-0? 9~-6. 4m為可塑、堅硬含錳鐵結(jié)核的粉質(zhì)粘土，-6. 4m以下為中砂地質(zhì)。雙壁鋼圍堰 采用矩形結(jié)構(gòu)，圍堰壁厚2. 0m，總高度24. 176m，底節(jié)8m，中節(jié)8m，頂節(jié)8. 176m，周長方向分 14塊，合計42塊。圍堰底節(jié)加工完成后在鉆孔平臺處拼裝成整體，接高鉆孔粧四角鋼護筒 并安裝吊掛系統(tǒng)，整體起吊下放，逐節(jié)接高、下沉至河床，井壁內(nèi)注混凝土和水，水下吸泥， 灌注封底混凝土，在封底混凝土上澆筑承臺。該工程橋位處水深12m，施工完成后圍堰進入 河床超過l〇m。
[0005] 對該橋位河床進行吸泥試驗，發(fā)現(xiàn)河床為板結(jié)土體。普通吸泥設(shè)備主要動力設(shè)備 為高功率水栗，在土體具有流動性的情況下，土體伴隨流動的水流被抽出。但本工程河床地 質(zhì)具體表現(xiàn)為巖層板結(jié)、塑性強、流動性差、具很強粘聚性。所以采用普通吸泥設(shè)備時的吸 泥效率低下，只能清除河床淤泥，土體未發(fā)生變化，難以保證圍堰下沉施工順利進行。若采 用大范圍的挖泥清淤的施工方法，將投入大量成本及時間，并且在水流的作用下回淤現(xiàn)象 將無法避免。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本實用新型為了解決板結(jié)土體的鋼圍堰下沉區(qū)域因河床為粘土或粉土等流動性 差的地質(zhì)，導致普通吸泥措施效率低下的問題，提供了一種運用于板結(jié)土體結(jié)構(gòu)的水刀吸 泥設(shè)備。
[0007] 本實用新型采用如下技術(shù)方案：
[0008] -種運用于板結(jié)土體結(jié)構(gòu)的水刀吸泥設(shè)備，包括排泥管，所述排泥管的下段外圍 設(shè)有水壓系統(tǒng)和氣壓系統(tǒng)，所述水壓系統(tǒng)底部設(shè)有高壓水出口，所述氣壓系統(tǒng)設(shè)置有向上 傾斜的與排泥管內(nèi)部連通的高壓氣出口，排泥管上下兩端為開口結(jié)構(gòu)。
[0009] 所述的氣壓系統(tǒng)包括設(shè)置于排泥管外圍的氣壓室，氣壓室頂部通過高壓氣管與空 氣壓縮機連接，氣壓室底部封閉，所述高壓氣出口為沿排泥管管壁均勻設(shè)置的氣壓噴嘴。
[0010] 所述的水壓系統(tǒng)包括設(shè)置于排泥管外圍的水壓室，水壓室頂部過高壓水管與水壓 栗連接，高壓水出口為設(shè)置于水壓室底部、繞排泥管中心環(huán)形陣列設(shè)置的若干水壓噴嘴。
[0011] 所述的氣壓室是由排泥管的外壁以及套設(shè)于排泥管下段外圍的氣壓管的內(nèi)壁所 形成的腔體，腔體頂部通過高壓氣管與空氣壓縮機連接，腔體底部封閉，腔體通過若干出口 向上傾斜設(shè)置的氣壓噴嘴與排泥管連通?；蛘?，所述的氣壓室是由若干均勻設(shè)置于排泥管 外壁的氣壓管內(nèi)腔構(gòu)成，各氣壓管頂部通過高壓氣管與空氣壓縮機連接，各氣壓管底部封 閉，各氣壓管通過出口向上傾斜設(shè)置的氣壓噴嘴與排泥管連通。
[0012] 所述的水壓室是由氣壓管的外壁以及套設(shè)于氣壓管外圍的水壓管的內(nèi)壁所形成 的腔體，腔體頂部通過高壓水管與水壓栗連接，腔體底部設(shè)有繞排泥管中心環(huán)形陣列設(shè)置 的水壓噴嘴?；蛘?，所述的水壓室是由若干均勻設(shè)置于排泥管外圍的水壓管內(nèi)腔構(gòu)成，各水 壓管頂部通過高壓水管與水壓栗連接，各水壓管底部設(shè)有水壓噴嘴。
[0013] 所述運用于板結(jié)土體結(jié)構(gòu)的水刀吸泥設(shè)備底部還設(shè)有支撐用的穩(wěn)定架腿。
[0014] 對應不同土質(zhì)，所述水壓室內(nèi)的水壓力和氣壓室內(nèi)的氣壓力選用要求為：
[0015]
[0016] 本實用新型具有如下有益效果：
[0017] 1、本實用新型增設(shè)了水壓系統(tǒng)和氣壓系統(tǒng)，首先是通過水壓系統(tǒng)的水壓室噴出的 高速水流將板結(jié)土體結(jié)構(gòu)切割成適于排出的碎塊或泥漿，達到了破壞板結(jié)土體結(jié)構(gòu)的目 的，再通過氣壓系統(tǒng)的氣壓室射出的氣流形成壓力差將碎塊或泥漿通過排泥管抽出，對粘 土性質(zhì)的河床地質(zhì)更有針對性，還能將粘土層中夾雜的鐵錳結(jié)核也可清理排出；
[0018] 2、與增加普通吸泥設(shè)備或機械挖泥清淤方法相比，本實用新型所述的水刀吸泥設(shè) 備投入的機械設(shè)備和人工較少，吸泥效率得到了大大提高，鋼圍堰的下沉速度也相應的加 快，縮短了鋼圍堰吸泥下沉所用的時間，保證了鋼圍堰的施工進度，減小了水下吸泥的施工 成本，同時能避免回淤現(xiàn)象，對整個工程的施工進度和成本管理產(chǎn)生了積極影響；
[0019]對于相同的工程，使用水刀吸泥設(shè)備與普通吸泥設(shè)備每日投入的人工數(shù)量雖然相 同，但水刀吸泥設(shè)備可將圍堰范圍內(nèi)河床面下降20~30cm，而普通吸泥設(shè)備僅可將河床面下 降2cm，如遇無法清除的土體還需使用潛水工進行水下清理作業(yè)。通過對比發(fā)現(xiàn)：水刀吸泥 設(shè)備是普通吸泥設(shè)備效率的20倍，相應的人工費也僅為普通吸泥設(shè)備的1/20 ;
[0020]使用機械挖泥時經(jīng)常出現(xiàn)回淤現(xiàn)象，30天降低河床面1. 5m，平均每天下降5cm，其 效率僅為水刀吸泥效率的1/5。且機械挖泥清淤需投入旋挖鉆機、裝載機各1臺，而水刀吸 泥設(shè)備僅需一輛吊車，單日機械費用減小1/3。故與相比，水刀吸泥設(shè)備的施工總成本僅為 機械挖泥清淤的1/15 ;
[0021] 3、該設(shè)備是通過一次加工成型，結(jié)構(gòu)簡單、易于加工，只需卡控加工時的焊縫質(zhì) 量，其故障率較低，有效保證了施工的連續(xù)性，適于在類似的工程中大量推廣應用。
【附圖說明】
[0022] 圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖2為橫剖視圖；
[0024]圖中：1-排泥管、2-高壓氣管、3-蓋板、4-水壓管、5-水壓室、6-氣壓管、7-氣壓 室、8-水壓噴嘴、9-底板、10-氣壓噴嘴、11-穩(wěn)定架腿、12-高壓水管。
【具體實施方式】
[0025]結(jié)合附圖，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步說明：
[0026]-種運用于板結(jié)土體結(jié)構(gòu)的水刀吸泥設(shè)備，包括排泥管1，所述排泥管1的下段外 圍設(shè)有水壓系統(tǒng)和氣壓系統(tǒng)，所述水壓系統(tǒng)底部設(shè)有高壓水出口，所述氣壓系統(tǒng)設(shè)置有向 上傾斜的與排泥管1內(nèi)部連通的高壓氣出口，排泥管1上下兩端為開口結(jié)構(gòu)。
[0027] 如圖1所示，所述的氣壓系統(tǒng)包括設(shè)置于排泥管1外圍的氣壓室7,氣壓室7頂部 通過高壓氣管2與空氣壓縮機連接，氣壓室7底部封閉，所述高壓氣出口為沿排泥管1管壁 均勻設(shè)置的氣壓噴嘴10。所述的氣壓室7是由排泥管1的外壁以及套設(shè)于排泥管1下段外 圍的氣壓管6的內(nèi)壁所形成的腔體，腔體頂部通過高壓氣管2與空氣壓縮機連接，腔體底部 封閉，腔體通過若干出口向上傾斜設(shè)置的氣壓噴嘴10與排泥管1連通。所述的氣壓室7也 可以由若干均勻設(shè)置于排泥管1外壁的氣壓管6內(nèi)腔構(gòu)成，各氣壓管6頂部通過高壓氣管 2與空氣壓縮機連接，各氣壓管6底部封閉，各氣壓管6通過出口向上傾斜設(shè)置的氣壓噴嘴 10與排泥管1連通。即可以采用單個氣壓室，也可以采用多個并聯(lián)氣壓室結(jié)構(gòu)。
[0028]所述的水壓系統(tǒng)包括設(shè)置于排泥管1外圍的水壓室5,水壓室5頂部過高壓水管 12與水壓栗連接，高壓水出