CN104499496A - 一种深水条件下快速取土装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及清淤系统技术领域，公开了一种深水条件下快速取土装置，包括：空气吸泥系统；还包括：破岩系统、密封箱体；破岩系统包括：破岩机构、动力机构、水下电缆、供电机构；破岩机构与动力机构连接，动力机构通过水下电缆与供电机构连接，动力机构设置于密封箱体中，并且通过密封箱设置于吸泥系统上，与动力机构连接的破岩机构处于密封箱体之外。本发明可以不受水深限制，适应各种土质，如遇到胶结岩，可以通过增加配重的方式，提高破岩能力，破碎的岩石被吸入排泥管，并排放到沉井外。

Description

一种深水条件下快速取土装置

技术领域

本发明涉及清淤系统技术领域，主要适用于在深水条件下进行取土作业。

背景技术

沉井下沉主要是通过从井孔中用机械或人工方法均匀取土，削弱基底对刃脚的正面阻力和井壁与土之间的摩阻力，使沉井依靠自身重力克服上述阻力而下沉。

传统使用的水下取土方式通常有以下两种：

(1)水力吸泥机。水力吸泥机的组成包括：吸泥器、吸泥管、扬泥管和高压水管，吸泥机内部设有高压喷水嘴，土成为泥浆吸入吸泥管，吸入的泥浆和高压水混合以后形成稀释泥浆从管路内流出。

(2)空气吸泥机。空气吸泥机的组成包括：空气吸泥器、排泥管、风管及配件。当空气吸泥机工作时，高压空气沿进气管进入空气箱后，通过内壁管上的一排小孔眼进入混合管，在混合管内与水混合形成比重小于1的气水混合物。当送入的压缩空气足够充足，空气箱在水面以下又有相当的深度，混合管中的混合物在管外水头压力作用下，顺着排泥管上升而排出井外。同时，吸泥管管口处被冲形成的泥浆，使得气水混合物顺着混合管向上流动被吸入管内，在混合管与压缩空气混合后被排到井外，从而完成空气吸泥的工作。

随着我国跨海桥梁事业的发展，深水沉井基础的应用越来越多，沉井内快速取土技术成为沉井下沉施工的一项关键性技术。水力吸泥法受水深的影响较大，空气吸泥法在遇到黏土层或胶结岩层时，会出现取土困难的情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种深水条件下快速取土装置，它具有通过在空气吸泥系统的基础上增加破岩系统，从而实现在深水吸泥的过程中通过破岩系统对黏土层或胶结岩层进行破岩后再通过空气吸泥系统进行吸泥，从而实现在深水条件下进行快速取土的特点。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种深水条件下快速取土装置，包括：空气吸泥系统；还包括：破岩系统、密封箱体；

所述破岩系统包括：破岩机构、动力机构、水下电缆、供电机构；所述破岩机构与所述动力机构连接，动力机构通过所述水下电缆与所述供电机构连接，动力机构设置于所述密封箱体中，并且通过密封箱设置于所述吸泥系统上，与动力机构连接的破岩机构处于密封箱体之外。

对上述方案进行优选的技术方案为，所述空气吸泥系统包括：空气压缩机、储气罐、进气管、吸泥管、排泥管、风包；所述破岩机构为钻头，所述动力机构为潜水减速机；

所述空气压缩机、储气罐、进气管、风包通过管路顺序连接，风包上端连接所述排泥管，风包下端连接所述吸泥管，所述密封箱体设置于风包下端，吸泥管的上部、所述潜水减速机均处于密封箱体中，密封箱体下部设有第一开口、第二开口，吸泥管的下部通过所述第一开口伸出至密封箱体之外，所述钻头通过所述第二开口与密封箱体中的潜水减速机连接。

对上述方案进行改进的技术方案为，还包括：配重块；所述密封箱体外壳上设置有配重块固定机构，所述配重块通过可拆方式设置于所述配重块固定机构上。

更加优选的技术方案为，所述破岩机构为多个，多个破岩机构以所述空气吸泥系统的吸泥端为轴心均匀分布。

本发明的优点在于：

本发明目的是为解决深水条件下沉井内快速取土的难题，由于受水深条件的限制，很多传统的取土方法都不适用，遇到黏土层或胶结岩时取土效率也会大大降低。本发明选取空气吸泥系统作为本发明的吸泥系统，从而使本发明能够满足深水条件作业的要求，本发明还包括了破岩系统，使得在遇到黏土层或胶结岩时不用先调取其他破岩工具破岩后再将其他破岩工具吊出，直接利用本发明自带的破岩工具实行破岩再启动吸泥系统进行吸泥操作即可，从而大大提高工作效率，降低操作难度。

本发明实现了深水条件下的快速取土，提高了取土效率，并且能够克服复杂地质条件的困难，减少了设备投入，其社会与经济效益明显。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

其中，1-空气压缩机，2-储气罐，3-进气管，4-排泥管，5-风包，6-潜水减速机，7-钻头，8-电控柜，9-电缆卷筒，10-水下电缆，11-储气罐出气口，12-吸泥管，13-密封箱体。

具体实施方式

为进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的深水条件下快速取土装置的具体实施方式及工作原理进行详细说明。

本发明主要包括：空气吸泥系统、破岩系统、密封箱体13。破岩系统包括：破岩机构、动力机构、水下电缆、供电机构，破岩机构与动力机构连接，动力机构通过水下电缆与供电机构连接，动力机构设置于密封箱体中，并且通过密封箱设置在吸泥系统上，与动力机构连接的破岩机构处于密封箱体之外。对于破岩机构，优选的，采用多个破岩机构以提升破岩效率，安装时，以空气吸泥系统的吸泥端为轴心均匀分布安装。

图1给出的是本发明实施例的具体结构示意图。由图1可知，本实施例所采用的空气吸泥系统包括：空气压缩机1、储气罐2、进气管3、排泥管4、风包5、吸泥管12。其中，空气压缩机1与储气罐2相连放在沉井旁边的驳船上，为整个装置提供压缩空气，储气罐2的出气口11与风包5的进气管3相连，向风包5提供压缩空气。风包5还与排泥管4和吸泥管12连接。本实施例所采用的破岩系统包括：潜水减速机6、钻头7、水下电缆10、电控柜8，并采用电缆卷筒9对水下电缆进行收放。其中，潜水减速机6放置在封闭箱体13内，密封箱体13安装在风包5下端，此时，吸泥管12的上部处于密封箱体13中，密封箱体下端设有第一开口和第二开口，吸泥管12的下部由第一开口伸出至箱体外，钻头7通过第二开口与潜水减速机6的输出轴相连，驱动钻头7旋转，第一开口及第二开口处的开口间隙进行密封处理。本实施例中采用了两个钻头7，两个钻头7分别通过两个潜水减速机6提供动力。连接了钻头7的两个潜水减速机6分别位于吸泥管12的两侧。沉井顶面的电控柜8和电缆卷筒9设置于沉井顶面，由电控柜8通过水下电缆10给潜水减速机6提供驱动动力。

开始取土作业之前，先通过门式起重机将风包5、潜水减速机6及钻头7放入水中，到达需要取土的地方，首先启动潜水减速机6，潜水减速机6驱动钻头7旋转，切削土层，将土层搅动弄散，形成泥浆；再启动空气压缩机1，产生的高压空气通过储气罐2、进气管3进入风包5，高压空气进入风包5后，通过风包5内的混合管上的一排小孔眼进入风包5内的混合管，在混合管内与水混合形成容重小于1的气水混合物。当送入的高压空气足够充足，风包5在水面以下又有相当的深度，混合管中的混合物在管外水头压力作用下，将吸泥管12管口附近的泥浆吸入混合管，并顺着排泥管4上升而排出井外，完成取土工作。当一处取土工作结束后，通过门式起重机移动整个装置到新的取土地点，准备取土作业。由沉井顶部的门式起重机吊起，能够实现整个装置在沉井内的快速移动和升降，从而进一步提高本发明的工作效率。

当遇到黏土层时，通过调整潜水减速机6的转速，降低钻头7钻速，防止“糊钻”现象的发生；当遇到胶结岩时，密封箱体13的外壳上设置有配重块固定机构，由于潜水减速机6本身可提供扭矩，具备一定的破岩能力，只需在潜水减速机6的密封箱体13上增加配重，增加钻压，即可破碎胶结岩，胶结岩的碎块被最终吸入排泥管4，排出井外。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种深水条件下快速取土装置，包括：空气吸泥系统；其特征在于，还包括：破岩系统、密封箱体；

所述破岩系统包括：破岩机构、动力机构、水下电缆、供电机构；所述破岩机构与所述动力机构连接，动力机构通过所述水下电缆与所述供电机构连接，动力机构设置于所述密封箱体中，并且通过密封箱设置于所述吸泥系统上，与动力机构连接的破岩机构处于密封箱体之外。

2.如权利要求1所述的深水条件下快速取土装置，其特征在于，所述空气吸泥系统包括：空气压缩机、储气罐、进气管、吸泥管、排泥管、风包；所述破岩机构为钻头，所述动力机构为潜水减速机；

所述空气压缩机、储气罐、进气管、风包通过管路顺序连接，风包上端连接所述排泥管，风包下端连接所述吸泥管，所述密封箱体设置于风包下端，吸泥管的上部、所述潜水减速机均处于密封箱体中，密封箱体下部设有第一开口、第二开口，吸泥管的下部通过所述第一开口伸出至密封箱体之外，所述钻头通过所述第二开口与密封箱体中的潜水减速机连接。

3.如权利要求1或2所述的深水条件下快速取土装置，其特征在于，还包括：配重块；所述密封箱体外壳上设置有配重块固定机构，所述配重块通过可拆方式设置于所述配重块固定机构上。

4.如权利要求1或2所述的深水条件下快速取土装置，其特征在于，所述破岩机构为多个，多个破岩机构以所述空气吸泥系统的吸泥端为轴心均匀分布。

5.如权利要求3所述的深水条件下快速取土装置，其特征在于，所述破岩机构为多个，多个破岩机构以所述空气吸泥系统的吸泥端为轴心均匀分布。