CN111926814A - 倾斜式水力破碎沉桩设备与施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明的倾斜式水力破碎沉桩设备，是由水力插板和施工装置构成，所述水力插板由高压水泵、高压输水软管、板型侧壁水管、射流喷头和插板构成，高压水泵的出口通过高压输水软管与板型侧壁水管的顶部入口连接，插板顶部设有上钩爪横向铰连了板型侧壁水管的上部，所述施工装置由支撑腿、操作平台、支撑平台和液压支臂构成，两侧支撑腿上方分别固定有操作平台和支撑平台，支撑平台与操作平台相对的一端分别通过转动轴Ⅰ、转动轴Ⅱ转动连接有可转动支撑砼板平台和限位板，可转动支撑砼板平台与限位板相对的一面中心位置设有滑槽Ⅱ。倾斜式水力破碎沉桩设备与施工工艺，能够降低水力插板的损耗，防止水力插板受损并产生角度偏移并且不受特殊地质限制。

Description

倾斜式水力破碎沉桩设备与施工工艺

技术领域

本发明属于堤坝工程，特别涉及一种倾斜式水力破碎沉桩设备与施工工艺。

背景技术

水力插板广泛应用于水利工程、桩基工程、防洪防潮地板工程及港口航道建设等方面，现有的水力插板施工方法均是将水力插板竖直插入地面下，但是竖直施工时容易发生水力插板倾斜并且只能通过肉眼观察插板的角度是否垂直，施工误差较大，且垂直沉桩时插板在地面下受到水的冲击较大，为了防冲刷需要在护坡迎水面大量抛石，使得施工工作变得更加繁琐，并且传统的垂直沉桩方法需要地层为软质基础，中途沉桩遇见地下障碍，容易造成沉桩失败或为清除障碍造成大量成本。

发明内容

本发明旨在克服现有技术，提供了一种倾斜式水力破碎沉桩设备与施工工艺。

本发明的倾斜式水力破碎沉桩设备，是由水力插板和施工装置构成，所述水力插板由高压水泵、高压输水软管、板型侧壁水管、射流喷头和插板构成，高压水泵的出口通过高压输水软管与板型侧壁水管的顶部入口连接，插板顶部设有上钩爪横向铰连了板型侧壁水管的上部、两侧分别设有工字钢Ⅰ和滑槽Ⅰ，相邻两个插板的工字钢Ⅰ与滑槽Ⅰ之间滑动配合，插板底部设有凹槽与上部设有凸棱的射流喷头滑动连接，射流喷头的入口与板型侧壁水管底部出口通过软管连接、其底部交错排列有一个以上的射流喷嘴和水冲钻头，所述施工装置由支撑腿、操作平台、支撑平台和液压支臂构成，两侧支撑腿上方分别固定有操作平台和支撑平台，支撑平台与操作平台相对的一端分别通过转动轴Ⅰ、转动轴Ⅱ转动连接有可转动支撑砼板平台和限位板，可转动支撑砼板平台与限位板相对的一面中心位置设有滑槽Ⅱ、另一面与液压支臂连接，液压支臂底部的电机固定在支撑平台上，所述滑槽Ⅱ处滑动设置有支撑板，支撑板表面与可转动支撑砼板平台两侧的表面上均通过滚轴滚动设置有一组以上的滚轮，支撑板与可转动支撑砼板平台上的滚轮均处于统一平面内，所述限位板上下两端均设有横向贯穿板体的滑动腔，限位板与可转动支撑砼板平台的相对面处设有限位槽，限位槽与限位板相对面上固定有两个与滑动腔滑动配合的螺纹杆Ⅰ，所述插板的一面上固定有与限位槽相配合的限位块。

作为本发明的进一步改进，可转动支撑砼板平台与限位板的两侧均设有一个以上的螺纹杆Ⅱ，相对的螺纹杆Ⅱ滑动插接在连接板的空腔内用于连接可转动支撑砼板平台与限位板。

作为本发明的进一步改进，滑槽Ⅱ底部两侧设有挡板，支撑板两侧顶端设有与挡板相配合的凸块。

作为本发明的进一步改进，支撑板上方通过脚手架设有卷扬机Ⅰ，可转动支撑砼板平台上端设有卷扬机Ⅱ，所述卷扬机Ⅰ和卷扬机Ⅱ内的钢绳均与支撑板顶部连接。

作为本发明的进一步改进，板型侧壁水管上固定有一个以上的小型滑块与滑槽Ⅰ滑动配合，插板上固定工字钢Ⅰ的一侧底端设有喷头，滑槽Ⅰ底部设有挡板与工字钢Ⅰ相配合。

作为本发明的进一步改进，插板顶端固定有一个以上的钢筋和吊环。

作为本发明所述的倾斜式水力破碎沉桩设备的施工工艺，包括设置好可转动支撑砼板平台与限位板之间的距离后将施工装置固定在地面上，通过液压支臂调节好可转动支撑砼板平台的角度，并利用提升装置将插板吊起，使插板的一面紧贴滚轮、另一面上的限位块插入限位槽内，同时打开高压水泵使射流喷头驱动射流喷嘴和水冲钻头将土和石块打碎冲开，使插板沿着可转动支撑砼板平台的倾斜角度插入地下，打开卷扬机Ⅱ拉动支撑板与插板同时插入地下，插板在地下固定后，打开卷扬机Ⅰ将支撑板拉回地面。

作为本发明所述的倾斜式水力破碎沉桩设备的施工工艺，第二块插板插到地面下时，将工字钢Ⅰ对准第一块插板的滑槽Ⅰ，插入的同时将工字钢Ⅰ下方的喷头打开冲击相邻插板的滑槽Ⅰ，清除滑槽Ⅰ内的杂质，当工字钢Ⅰ坐在滑槽Ⅰ底部挡板上时插入完成，将板型侧壁水管与射流喷头抽出，当预设的所有插板均插接完成后，向滑槽Ⅰ内注入混凝土砂浆。

本发明的倾斜式水力破碎沉桩设备与施工工艺，结构设计合理使用简便，通过装置的使用能够减少施工过程中的误差并减轻工人的工作量，倾斜插入地下的水力插板在面对水的冲击时，倾斜的面能够卸掉一部分冲击力，无需在护坡迎水面大量抛石，能够降低水力插板的损耗、增加使用年限，在遇到障碍情况下破碎障碍、不受特殊地质限制，能够防止水力插板受损并产生角度偏移，应用更广泛。

附图说明

图1是本发明倾斜式水力破碎沉桩设备的结构示意图；

图2 是本发明插板的结构示意图；

图3是本发明插板的顶视图。

具体实施方式

本发明的倾斜式水力破碎沉桩设备，是由水力插板和施工装置构成，所述水力插板由高压水泵1、高压输水软管2、板型侧壁水管3、射流喷头4和插板8构成，高压水泵1的出口通过高压输水软管2与板型侧壁水管3的顶部入口连接，插板8顶部设有上钩爪5横向铰连了板型侧壁水管3的上部、两侧分别设有工字钢Ⅰ16和滑槽Ⅰ17、顶端固定有一个以上的钢筋和吊环。相邻两个插板8的工字钢Ⅰ16与滑槽Ⅰ17之间滑动配合，所述板型侧壁水管3上固定有一个以上的小型滑块31与滑槽Ⅰ17滑动配合，插板8底部设有凹槽与上部设有凸棱的射流喷头4滑动连接，所述凹槽在工字钢Ⅰ16的一端设有挡板防止射流喷头4滑出，射流喷头4的入口与板型侧壁水管3底部出口通过软管连接、其底部交错排列有一个以上的射流喷嘴7和水冲钻头21，所述插板8上固定工字钢Ⅰ16的一侧底端设有喷头，滑槽Ⅰ17底部设有挡板与工字钢Ⅰ16相配合。

所述施工装置由支撑腿9、操作平台10、支撑平台11和液压支臂18构成，两侧支撑腿9上方分别固定有操作平台10和支撑平台11，支撑平台11与操作平台10相对的一端分别通过转动轴Ⅰ12、转动轴Ⅱ13转动连接有可转动支撑砼板平台14和限位板15、另一端上表面均设有配重防止装置重量不均发生翻转，可转动支撑砼板平台14与水平面之间的夹角为45~90 °，限位板15与可转动支撑砼板平台14之间始终保持平行。可转动支撑砼板平台14与限位板15的两侧均设有一个以上的螺纹杆Ⅱ27，相对的螺纹杆Ⅱ27滑动插接在连接板22的空腔内用于连接可转动支撑砼板平台14与限位板15，移动限位板15与可转动支撑砼板平台14的位置使得螺纹杆Ⅱ27在连接板22的空腔内滑动，当移动到所需位置时用螺帽将连接板22拧紧在螺纹杆Ⅱ27上即可连接限位板15与可转动支撑砼板平台14。可转动支撑砼板平台14与限位板15相对的一面中心位置设有滑槽Ⅱ19、另一面与液压支臂18连接限位板15与可转动支撑砼板平台14，液压支臂18底部的电机固定在支撑平台11上，所述滑槽Ⅱ19处滑动设置有支撑板20，滑槽Ⅱ19底部两侧设有挡板，支撑板20两侧顶端设有与挡板相配合的凸块28。所述支撑板20的长度比可转动支撑砼板平台14的长度大2~3米，支撑板20表面与可转动支撑砼板平台14两侧的表面上均通过滚轴滚动设置有一组以上的滚轮22，支撑板20与可转动支撑砼板平台14上的滚轮22均处于统一平面内，所述限位板15上下两端均设有横向贯穿板体的滑动腔23，限位板15与可转动支撑砼板平台14的相对面处设有与限位板15长度相同的限位槽24，限位槽24与限位板15相对面上固定有两个与滑动腔23滑动配合的螺纹杆Ⅰ25，可通过螺纹杆Ⅰ25在滑动腔23内滑动调整限位槽24的位置，调整到所需的位置后用螺帽在螺纹杆Ⅰ25上拧紧即可固定限位槽24，所述插板8的一面上固定有与限位槽24相配合的限位块26。支撑板20上方通过脚手架设有卷扬机Ⅰ29，可转动支撑砼板平台14上端设有卷扬机Ⅱ30，所述卷扬机Ⅰ29和卷扬机Ⅱ30内的钢绳均与支撑板20顶部连接。

可先将多个施工装置放置在要插入水力插板的位置，能够提高施工效率，施工时设置好可转动支撑砼板平台14与限位板15之间的距离后将施工装置固定在地面上，通过液压支臂18调节好可转动支撑砼板平台14和限位板15的角度并拧紧螺纹杆Ⅱ27上的螺帽，通过连接板22将可转动支撑砼板平台14和限位板15固定，所需角度的大小根据施工地的情况而定，利用提升装置通过插板8顶部吊环将插板8吊起，根据插板8上限位块26的位置调整限位槽24的位置，使插板8的一面紧贴滚轮22、另一面上的限位块26插入限位槽24内，同时打开高压水泵1使射流喷头4驱动射流喷嘴7和水冲钻头21将土和石块打碎冲开，使得插板8能够沿着可转动支撑砼板平台14的角度插入地面，插入到地下的过程中，射流喷嘴7和水冲钻头21始终处在作业中，能够将底下的土冲开并将较大较硬的石块打碎冲开，保证插板8的移动不受阻碍。同时打开卷扬机Ⅱ30向下拉动支撑板20，使支撑板20与插板8同时插入地下，支撑板20向地下滑动到凸块28坐于滑槽Ⅱ19底部两侧的挡板后停止滑动，支撑板20和限位槽24能够对插板8起到支撑和限位的作用，防止插板8在泥土的作用下产生角度的偏移。当插板8插入预设深度并在地面上还留有一定长度后，松开上钩爪5与板型侧壁水管3的连接处将板型侧壁水管3与射流喷头4从地下抽出，并打开卷扬机Ⅰ29将支撑板20拉回地面。第二块插板8沿着可转动支撑砼板平台14插入到地面下时，将工字钢Ⅰ16对准第一块插板8的滑槽Ⅰ17，并将限位块26插入限位槽24内，可根据第二块插板8上限位块26的位置调整限位槽24在滑动腔23内的位置使其与第二块插板8上的限位块26对齐，插入的同时将工字钢Ⅰ16下方的喷头打开冲击相邻插板8的滑槽Ⅰ17，清除滑槽Ⅰ17内的杂质，当工字钢Ⅰ16坐在滑槽Ⅰ17底部挡板上时插入完成，将板型侧壁水管3、射流喷头4和支撑板20抽出，第三块插板8插入时与前两次操作相同，第三块插板8插入地面后再插入第四块插板8时便不再需要支撑板20的支撑，只需限位槽24的限位与插板8之间的相互作用，即可使之后插入地下的插板8保持所需角度。在第三块插板8插入之后，使用卷扬机Ⅰ29拉住支撑板20使其始终保持在地面上，当预设的所有插板8均插接完成后，在插板8顶部钢筋处设置横板，随后向所有滑槽Ⅰ17内与横板内注入混凝土砂浆使得所有插板8之间形成一体。

Claims (8)

1.倾斜式水力破碎沉桩设备，是由水力插板和施工装置构成，其特征在于所述水力插板由高压水泵（1）、高压输水软管（2）、板型侧壁水管（3）、射流喷头（4）和插板（8）构成，高压水泵（1）的出口通过高压输水软管（2）与板型侧壁水管（3）的顶部入口连接，插板（8）顶部设有上钩爪（5）横向铰连了板型侧壁水管（3）的上部、两侧分别设有工字钢Ⅰ（16）和滑槽Ⅰ（17），相邻两个插板（8）的工字钢Ⅰ（16）与滑槽Ⅰ（17）之间滑动配合，插板（8）底部设有凹槽与上部设有凸棱的射流喷头（4）滑动连接，射流喷头（4）的入口与板型侧壁水管（3）底部出口通过软管连接、其底部交错排列有一个以上的射流喷嘴（7）和水冲钻头（21）；所述施工装置由支撑腿（9）、操作平台（10）、支撑平台（11）和液压支臂（18）构成，两侧支撑腿（9）上方分别固定有操作平台（10）和支撑平台（11），支撑平台（11）与操作平台（10）相对的一端分别通过转动轴Ⅰ（12）、转动轴Ⅱ（13）转动连接有可转动支撑砼板平台（14）和限位板（15），可转动支撑砼板平台（14）与限位板（15）相对的一面中心位置设有滑槽Ⅱ（19）、另一面与液压支臂（18）连接，液压支臂（18）底部的电机固定在支撑平台（11）上，所述滑槽Ⅱ（19）处滑动设置有支撑板（20），支撑板（20）表面与可转动支撑砼板平台（14）两侧的表面上均通过滚轴滚动设置有一组以上的滚轮（22），支撑板（20）与可转动支撑砼板平台（14）上的滚轮（22）均处于统一平面内，所述限位板（15）上下两端均设有横向贯穿板体的滑动腔（23），限位板（15）与可转动支撑砼板平台（14）的相对面处设有限位槽（24），限位槽（24）与限位板（15）相对面上固定有两个与滑动腔（23）滑动配合的螺纹杆Ⅰ（25），所述插板（8）的一面上固定有与限位槽（24）相配合的限位块（26）。

2.如权利要求1所述的倾斜式水力破碎沉桩设备，其特征在于可转动支撑砼板平台（14）与限位板（15）的两侧均设有一个以上的螺纹杆Ⅱ（27），相对的螺纹杆Ⅱ（27）滑动插接在连接板（22）的空腔内用于连接可转动支撑砼板平台（14）与限位板（15）。

3.如权利要求1所述的倾斜式水力破碎沉桩设备，其特征在于滑槽Ⅱ（19）底部两侧设有挡板，支撑板（20）两侧顶端设有与挡板相配合的凸块（28）。

4.如权利要求1所述的倾斜式水力破碎沉桩设备，其特征在于支撑板（20）上方通过脚手架设有卷扬机Ⅰ（29），可转动支撑砼板平台（14）上端设有卷扬机Ⅱ（30），所述卷扬机Ⅰ（29）和卷扬机Ⅱ（30）内的钢绳均与支撑板（20）顶部连接。

5.如权利要求1所述的倾斜式水力破碎沉桩设备，其特征在于板型侧壁水管（3）上固定有一个以上的小型滑块（31）与滑槽Ⅰ（17）滑动配合，插板（8）上固定工字钢Ⅰ（16）的一侧底端设有喷头，滑槽Ⅰ（17）底部设有挡板与工字钢Ⅰ（16）相配合。

6.如权利要求1所述的倾斜式水力破碎沉桩设备，其特征在于插板（8）顶端固定有一个以上的钢筋和吊环。

7.倾斜式水力破碎沉桩设备的施工工艺，包括设置好可转动支撑砼板平台（14）与限位板（15）之间的距离后将施工装置固定在地面上，通过液压支臂（18）调节好可转动支撑砼板平台（14）的角度，并利用提升装置将插板（8）吊起，使插板（8）的一面紧贴滚轮（22）、另一面上的限位块（26）插入限位槽（24）内，同时打开高压水泵（1）使射流喷头（4）驱动射流喷嘴（7）和水冲钻头（21）将土和石块打碎冲开，使插板（8）沿着可转动支撑砼板平台（14）的倾斜角度插入地下，打开卷扬机Ⅱ（30）向下拉动支撑板（20），使支撑板（20）与插板（8）同时插入地下，插板（8）在地下固定后，打开卷扬机Ⅰ（29）将支撑板（20）拉回地面。

8.如权利要求7所述的倾斜式水力破碎沉桩设备的施工工艺，其特征在于第二块插板（8）插到地面下时，将工字钢Ⅰ（16）对准第一块插板（8）的滑槽Ⅰ（17），插入的同时将工字钢Ⅰ（16）下方的喷头打开冲击相邻插板（8）的滑槽Ⅰ（17），清除滑槽Ⅰ（17）内的杂质，当工字钢Ⅰ（16）坐在滑槽Ⅰ（17）底部挡板上时插入完成，将板型侧壁水管（3）与射流喷头（4）抽出，当预设的所有插板（8）均插接完成后，向滑槽Ⅰ（17）内注入混凝土砂浆。

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