CN107288562A - 气举反循环清孔试验模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气举反循环清孔试验模拟装置，该气举反循环清孔试验模拟装置包括：泥浆混合箱；补浆管，所述补浆管一端连通于所述泥浆混合箱；废渣集料箱及导管，所述导管一端伸入所述泥浆混合箱，另一端连通于所述废渣集料箱；其中，所述导管包括：升降管及排浆管，所述升降管设置在所述泥浆混合箱内，所述排浆管的一端连接于所述升降管，另一端连通于所述废渣集料箱的底部。该气举反循环清孔试验模拟装置能够模拟实际工程的清渣过程。
Description
技术领域
本发明涉及地下连续墙施工领域，具体地，涉及一种气举反循环清孔试验模拟装置。
背景技术
地下连续墙施工中随着墙体宽度增大、深度加深，槽壁暴露时间加长，沉渣厚度增加，易造成基坑渗、漏水。通常情况下二清是通过泥浆正循环清理沉渣，但是当地下连续墙结构穿越含砂量较高的砂质粉土、粉砂质地层时，泥浆正循环沉渣清理极易造成泥浆离析，如果加长清渣时间，易造成槽壁坍塌，影响地下连续墙施工质量。
气举反循环也称为压气反循环，工艺原理是在钻孔灌注桩成孔后、墙身混凝土浇灌前，先将气液混合器放入灌浆导管内一定深度位置，再将压缩空气通过送风管送至气液混合器，使压缩空气与导管内的泥浆混合，形成密度比导管外泥浆密度小的泥浆空气混合浆液。混合浆液在管内外压差的作用下，沿导管内腔上升，经排渣管排至沉淀池。经沉淀后的泥浆又以自流方式连续不断地流回桩孔内，形成反循环。在泥浆循环过程中，孔底的沉渣随混合浆液上返排出桩孔，从而达到清除桩底沉渣的效果。
虽然气举反循环清渣在工程上有一定应用，但尚无确定的理论依据和设计方法用于指导工程方案设计及实施。不利于气举反循环清渣使用的推广。
因此有必要研发一种能够模拟实际工程的清渣过程的气举反循环清孔试验模拟装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种气举反循环清孔试验模拟装置，该气举反循环清孔试验模拟装置能够模拟实际工程的清渣过程。
为了实现上述目的，本发明提供了一种气举反循环清孔试验模拟装置包括：
泥浆混合箱；
补浆管，所述补浆管一端连通于所述泥浆混合箱；
废渣集料箱及导管，所述导管一端伸入所述泥浆混合箱，另一端连通于所述废渣集料箱；
其中，所述导管包括：升降管及排浆管，所述升降管设置在所述泥浆混合箱内，所述排浆管的一端连接于所述升降管，另一端连通于所述废渣集料箱的底部。
优选地，还包括送风管及加压管，所述送风管一端连通于所述泥浆混合箱，所述加压管一端连通于所述废渣集料箱，所述加压管的另一端用于连通于空压机，所述送风管的另一端用于连通空气压缩机。
优选地，所述送风管及所述加压管上设置有稳压装置。
优选地，所述泥浆混合箱上设置有投料孔，所述投料孔上可拆卸地设置有投料孔盖。
优选地，还包括排渣孔，所述排渣孔设置于所述废渣集料箱底部一侧。
优选地，还包括滤板及孔道，所述孔道设置于所述废渣集料箱底部，所述滤板设置在所述废渣集料箱内，位于所述孔道与所述排渣孔之间。
优选地，还包括多个压力计及多个安全气阀，所述多个安全气阀设置于所述废渣集料箱顶部及所述泥浆混合箱顶部，所述多个压力计分别连接与所述废渣集料箱及所述导管，所述压力计通信连接于所述安全气阀。
优选地，还包括浮力式电阻计，所述浮力式电阻计设置在所述泥浆混合箱内，用于检测所述泥浆混合箱内废渣量及泥浆量。
优选地，还包括观察窗，所述观测窗设置在所述泥浆混合箱一侧。
优选地，所述补浆管上设置有单向阀。
本发明的有益效果在于：通过泥浆混合箱及废渣集料箱的设置在泥浆混合箱底部铺设废渣，通过补浆管向泥浆混合箱内补充泥浆，使泥浆上表面高于升降管下表面，在废渣集料箱与泥浆混合箱的压力差作用下，废渣经由导管输送至泥浆混合箱，模拟实际工程的清渣过程，基于输送至泥浆混合箱的废渣量为实际工程的清渣工艺提供合理化建议，使地下连续墙施工更为科学、稳定、准确。
本发明具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的一个实施例的气举反循环清孔试验模拟装置的示意图。
图2示出了根据本发明的一个实施例的泥浆混合箱正视图。
图3示出了根据本发明的一个实施例的泥浆混合箱侧视图。
图4示出了根据本发明的一个实施例的泥浆混合箱俯视图。
图5示出了根据本发明的一个实施例的废渣集料箱正视图。
图6示出了根据本发明的一个实施例的废渣集料箱侧视图。
图7示出了根据本发明的一个实施例的废渣集料箱俯视图。
图8示出了根据本发明的一个实施例的废渣集料箱立体图。
图9示出了根据本发明的一个实施例的废渣集料箱内部结构图。
图10示出了根据本发明的一个实施例的升降管正视图。
图11示出了根据本发明的一个实施例的升降管侧视图。
图12示出了根据本发明的一个实施例的升降管俯视图。
图13示出了根据本发明的一个实施例的投料孔盖立体图。
图14示出了根据本发明的一个实施例的投料孔盖俯视图。
图15示出了根据本发明的一个实施例的投料孔盖侧视图。
图16示出了根据本发明的一个实施例的观察窗立体图。
图17示出了根据本发明的一个实施例的观察窗平面图。
图18示出了根据本发明的一个实施例的观察窗细部详图。
附图标记说明：
1、送风管；2、稳压装置；3、投料孔；4、投料孔盖；5、压力计；6、升降管；7、阀门；8、排浆管；9、安全气阀；10、单向阀门；11、补浆管；12、泥浆混合箱；13、观察窗；14、加压管；15、废渣集料箱；16、排渣孔；17、滤板；18、孔道；19、固定架；20、玻璃窗。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施例。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本发明提供了一种气举反循环清孔试验模拟装置包括：
泥浆混合箱；
补浆管，所述补浆管一端连通于所述泥浆混合箱；
废渣集料箱及导管，所述导管一端伸入所述泥浆混合箱，另一端连通于所述废渣集料箱；
其中，所述导管包括：升降管及排浆管，所述升降管设置在所述泥浆混合箱内，所述排浆管的一端连接于所述升降管，另一端连通于所述废渣集料箱的底部。
具体地，在泥浆混合箱底部铺设废渣，经由补浆管向泥浆混合箱内填充泥浆，在泥浆及废渣的作用下，使废渣集料箱与泥浆混合箱之间存在压力差，在压力差的作用下废渣经由导管输送至废渣集料箱。
具体地，通过泥浆混合箱及废渣集料箱的设置在泥浆混合箱底部铺设废渣，通过补浆管向泥浆混合箱内补充泥浆，使泥浆上表面高于升降管下表面，在废渣集料箱与泥浆混合箱的压力差作用下，废渣经由导管输送至泥浆混合箱，模拟实际工程的清渣过程，基于输送至泥浆混合箱的废渣量为实际工程的清渣工艺提供合理化建议，使地下连续墙施工更为科学、稳定、准确。
具体地，导管包括：升降管及排浆管，所述升降管设置在所述泥浆混合箱内，所述排浆管的一端连接于所述升降管，另一端连通于所述废渣集料箱的底部。通过升降管的设置，使升降管的底面距离泥浆混合箱底面之间的距离可调，通过调节升降管距离泥浆混合箱底面的距离，观测废渣集料箱内废渣量为实际工程的清渣工艺提供合理化建议。
作为优选方案，还包括送风管及加压管，所述送风管一端连通于所述泥浆混合箱，所述加压管一端连通于所述废渣集料箱，所述加压管的另一端用于连通于空压机，所述送风管的另一端用于连通空气压缩机。
作为优选方案，所述送风管及所述加压管上设置有稳压装置。
更优选地，稳压装置为气阀或压力计中的一种。
具体地，在废渣集料箱底部设置废渣，经由补浆管向废渣集料箱内补充矿浆，由于矿浆及废渣自身重力有限，因此在废渣集料箱上设置送风管道，通过送风管道对废渣集料箱施加压力，使模拟压力与地底压力更为接近，进一步提升模拟效果，通过稳压装置的设置获取废渣集料箱内压力信息，通过压力信息及泥浆混合箱内废渣量为为实际工程的清渣工艺提供合理化建议。
具体地，在送风管一端连通于空压机，通过空压机及稳压装置使泥浆混合箱产内生较高压力模拟实际工程中导管外较稠泥浆的压力，在废渣集料箱产生较低压力模拟导管内较稀泥浆的压力，因两个箱存在压力差，诱导泥浆从混合箱沿着导管流向集料箱，进而实现箱底清渣的功能。
具体地，通过将加压管一侧连通于空气压缩机为废渣集料箱施加压力，更好地模拟实际工程中地下压力情况，使提示气举反循环清孔试验模拟装置的模拟效果。
具体地，通过稳压装置，获取泥浆混合箱内的泥浆混合箱压力值，获取废渣集料箱内的废渣集料箱压力值，通过升降管的设置，获取升降管高度信息，通过设置泥浆混合箱压力值、废渣集料箱压力值、升降管高度信息与工程情况相对应，然后基于废渣集料箱内的废渣量预测气举反循环工程实际应用的效果。为地下连续墙施工提供理论依据，填补现有技术的空白。
作为优选方案，所述泥浆混合箱上设置有投料孔，所述投料孔上可拆卸地设置有投料孔盖。
更优选地，投料孔设置于泥浆混合箱上表面，投料孔可以为多个。
具体地，通过投料孔向泥浆混合箱底部铺设废渣更为方便、快捷。
作为优选方案，还包括排渣孔，所述排渣孔设置于所述废渣集料箱底部一侧。
更优选地，所述排渣孔可以为多个。废渣输送至废渣集料箱后可以经由排渣孔排出。
作为优选方案，还包括滤板及孔道，所述孔道设置于所述废渣集料箱底部，所述滤板设置在所述废渣集料箱内，位于所述孔道与所述排渣孔之间。
更优选地，滤板孔径为1～2mm，厚度为5～10mm，过滤板竖向边缘一侧用轴承固定于废渣集料箱为可单向旋转，可将若干0.3m长圆杆设置滤板四周，用于固定过滤板以防变形。
作为优选方案，还包括多个压力计及多个安全气阀，所述多个安全气阀设置于所述废渣集料箱顶部及所述泥浆混合箱顶部，所述多个压力计分别连接与所述废渣集料箱及所述导管，所述压力计通信连接于所述安全气阀。
具体地，压力计用于检测废渣集料箱及导管内的压力信息，当装置出现故障导致压力极高时容易发生事故，通过压力计的设置可以及时获取压力值信息防止危险的发生。
具体地，对压力计设定压力阈值，当检测废渣集料箱内的压力高于压力阈值时，压力计控制安全气阀开启，为废渣集料箱泄压。当导管内的压力高于压力阈值时，压力计控制安全气阀开启为导管泄压。
作为优选方案，还包括浮力式电阻计，所述浮力式电阻计设置在所述泥浆混合箱内，用于检测所述泥浆混合箱内废渣量及泥浆量。
作为优选方案，还包括观察窗，所述观测窗设置在所述泥浆混合箱一侧。
具体地，通过观察窗及浮力式电阻计获取泥浆混合箱内泥浆量，当泥浆量较少时会导致泥浆混合箱内压力不足无法将废渣输送至废渣集料箱，通过观察窗及浮力式电阻计获取泥浆混合箱内废渣量可以直观的观测废渣的排出状况。
作为优选方案，所述补浆管上设置有单向阀。防止在泥浆混合箱内压力作用下泥浆经由补浆管排出泥浆混合箱。
实施例1：
图1示出了根据本发明的一个实施例的气举反循环清孔试验模拟装置的示意图。图2示出了根据本发明的一个实施例的泥浆混合箱正视图。图3示出了根据本发明的一个实施例的泥浆混合箱侧视图。图4示出了根据本发明的一个实施例的泥浆混合想俯视图。图5示出了根据本发明的一个实施例的废渣集料箱正视图。图6示出了根据本发明的一个实施例的废渣集料箱侧视图。图7示出了根据本发明的一个实施例的废渣集料箱俯视图。图8示出了根据本发明的一个实施例的废渣集料箱立体图。图9示出了根据本发明的一个实施例的废渣集料箱内部结构图。图10示出了根据本发明的一个实施例的升降管正视图。图11示出了根据本发明的一个实施例的升降管侧视图。图12示出了根据本发明的一个实施例的升降管俯视图。图13示出了根据本发明的一个实施例的投料孔盖立体图。图14示出了根据本发明的一个实施例的投料孔盖俯视图。图15示出了根据本发明的一个实施例的投料孔盖侧视图。图16示出了根据本发明的一个实施例的观察窗立体图。图17示出了根据本发明的一个实施例的观察窗平面图。图18示出了根据本发明的一个实施例的观察窗细部详图。
如图1-图18所示，该气举反循环清孔试验模拟装置包括：
泥浆混合箱12；
补浆管11，所述补浆管11一端连通于所述泥浆混合箱12；
废渣集料箱15及导管，所述导管一端伸入所述泥浆混合箱12，另一端连通于所述废渣集料箱15；
其中，所述导管包括：升降管6及排浆管8，所述升降管6设置在所述泥浆混合箱12内，所述排浆管8的一端连接于所述升降管6，另一端连通于所述废渣集料箱15的底部。
其中，还包括送风管1及加压管14，所述送风管1一端连通于所述泥浆混合箱12，所述加压管14一端连通于所述废渣集料箱15，所述加压管14的另一端用于连通于空压机(未示出)，所述送风管1的另一端用于连通空气压缩机(未示出)。
其中，所述送风管1及所述加压管14上设置有稳压装置2。
其中，所述泥浆混合箱12上设置有投料孔3，所述投料孔3上可拆卸地设置有投料孔盖4。
其中，还包括排渣孔16，所述排渣孔16设置于所述废渣集料箱15底部一侧。
其中，还包括滤板17及孔道18，所述孔道18设置于所述废渣集料箱15底部，所述滤板17设置在所述废渣集料箱15内，位于所述孔道18与所述排渣孔16之间。
其中，还包括压力计5及安全气阀9，所述安全气阀9设置于废渣集料箱15顶部，所述压力计5的一端设置在所述废渣集料箱15内，所述压力计5通信连接于所述安全气阀9。
其中，还包括浮力式电阻计(未示出)，所述浮力式电阻计设置在所述泥浆混合箱12内，用于检测所述泥浆混合箱12内废渣量及泥浆量。
其中，还包括观察窗13，所述观测窗13设置在所述泥浆混合箱12一侧。
其中，观测窗包括固定架19及玻璃窗20，玻璃窗20设置在固定架19上，并通过固定架19固定于泥浆混合箱一侧。
其中，所述补浆管8上设置有单向阀10。
使用时，利用空气压缩机通过送风管1给泥浆混合箱12加压，模拟地下连续墙底端位置处的压力环境，空压机同时通过加压管14给废渣集料箱15加压并借助稳压装置2控制压强，保证废渣集料箱15中的压强略低于泥浆混合箱12，借助压力差以使泥浆混合箱12底的废渣被清除到废渣集料箱15中。
在装置运行一段时间后，及时通过补浆管11对泥浆混合箱12进行补浆。废渣集料箱15里的滤板17分离出粒径较大的块状土渣，当积累到较大体量时集中将土渣从排渣孔16处清出，剩余的泥浆液从废渣集料箱15底端的孔道18排出并收集，以备后续循环利用。
通过在本发明模拟气举反循环清渣过程的试验结果，分析得出不同地层、墙体宽度、槽度下的最佳冲孔压力，对应气水混合器的最佳安装深度、气举反循环的最大携渣能力，从而形成气举反循环技术在超深地下连续墙清孔施工的指导方法。
本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。
Claims (10)
1.一种气举反循环清孔试验模拟装置，其中，所述气举反循环清孔试验模拟装置包括：
泥浆混合箱；
补浆管，所述补浆管一端连通于所述泥浆混合箱；
废渣集料箱及导管，所述导管一端伸入所述泥浆混合箱，另一端连通于所述废渣集料箱；
其中，所述导管包括：升降管及排浆管，所述升降管设置在所述泥浆混合箱内，所述排浆管的一端连接于所述升降管，另一端连通于所述废渣集料箱的底部。
2.根据权利要求1所述的气举反循环清孔试验模拟装置，其中，还包括送风管及加压管，所述送风管一端连通于所述泥浆混合箱，所述加压管一端连通于所述废渣集料箱，所述加压管的另一端用于连通于空压机，所述送风管的另一端用于连通空气压缩机。
3.根据权利要求2所述的气举反循环清孔试验模拟装置，其中，所述送风管及所述加压管上设置有稳压装置。
4.根据权利要求1所述的气举反循环清孔试验模拟装置，其中，所述泥浆混合箱上设置有投料孔，所述投料孔上可拆卸地设置有投料孔盖。
5.根据权利要求1所述的气举反循环清孔试验模拟装置，其中，还包括排渣孔，所述排渣孔设置于所述废渣集料箱底部一侧。
6.根据权利要求5所述的气举反循环清孔试验模拟装置，其中，还包括滤板及孔道，所述孔道设置于所述废渣集料箱底部，所述滤板设置在所述废渣集料箱内，位于所述孔道与所述排渣孔之间。
7.根据权利要求1所述的气举反循环清孔试验模拟装置，其中，还包括多个压力计及多个安全气阀，所述多个安全气阀设置于所述废渣集料箱顶部及所述泥浆混合箱顶部，所述多个压力计分别连接与所述废渣集料箱及所述导管，所述压力计通信连接于所述安全气阀。
8.根据权利要求1所述的气举反循环清孔试验模拟装置，其中，还包括浮力式电阻计，所述浮力式电阻计设置在所述泥浆混合箱内，用于检测所述泥浆混合箱内废渣量及泥浆量。
9.根据权利要求1所述的气举反循环清孔试验模拟装置，其中，还包括观察窗，所述观测窗设置在所述泥浆混合箱一侧。
10.根据权利要求1所述的气举反循环清孔试验模拟装置，其中，所述补浆管上设置有单向阀。
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