CN112081546A - 一种冲击钻孔的资源循环利用装置及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种冲击钻孔的资源循环利用装置及其施工方法；包括桩孔、冲击钻机、泥浆泵、筛分桶、沉淀池、固化池和储浆池；泥浆泵放置于桩孔侧面的脚手架平台上方，冲击钻机的端部连接有冲击钻头，冲击钻头绑扎抽浆管的一端，抽浆管的另一端连接泥浆泵；泥浆泵上连接有出浆管，出浆管连通筛分桶；筛分桶依次连通沉淀池、固化池和储浆池；本发明的泥浆通过泥浆泵抽至筛分桶顶部，再从筛分桶底部的集水漏斗流至沉垫池，在沉淀池中静置沉淀后，顶部较为清澈的浆液流至固化池，在固化池内利用添加化学剂对浆液进一步净化，使浆液更加纯净，最后流至储浆池；随后利用抽水泵将储浆池中的浆液抽至桩孔，形成浆液的循环利用，提高了水资源的利用率。
Description
技术领域
本发明属于桥梁工程中的桩孔施工技术领域，尤其涉及一种冲击钻孔的资源循环利用装置及其施工方法。
背景技术
桩基础作为一种传力构件，可将其上部构筑物的全部或部分荷载传导至桩端持力层，防止上部构筑物在软弱土层发生沉降，因而被广泛运用于桥梁工程中。对于桩孔的开挖有人工挖孔与冲击钻挖孔两种方式，前者开挖效率低且易造成人员伤亡，正逐渐被淘汰；后者具有成孔效率高、设备简单、操作简单、安全等优点，被广泛应用于桩基础的开挖工程中。然而在冲击钻施工时，会产生大量的沉渣，需要不断往桩孔内灌注泥浆，以置换出沉渣。此过程造成大量水资源与沉渣资源的浪费，既增加了施工成本又不符合文明施工。
针对以上问题，故，有必要对其进行改进。
发明内容
本发明是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供一种结构简单，方便实用，可循环利用水资源与沉渣资源的冲击钻孔的资源循环利用装置及其施工方法。
为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种冲击钻孔的资源循环利用装置，包括桩孔、冲击钻机、泥浆泵、筛分桶、沉淀池、固化池和储浆池；泥浆泵放置于桩孔侧面的脚手架平台上方，冲击钻机的端部连接有冲击钻头，并且该冲击钻头伸入至桩孔内，冲击钻头绑扎抽浆管的一端，抽浆管的另一端连接泥浆泵；泥浆泵上连接有出浆管，出浆管连通筛分桶；筛分桶依次连通沉淀池、固化池和储浆池；其中，沉淀池与固化池、储浆池毗邻并通过传水通道连接；所述储浆池通过抽水泵连通至桩孔内部。
作为本发明的一种优选方案，所述筛分桶包括壳体，从上至下依次布设于壳体内的至少一个细砾过滤装置和细砂过滤装置，壳体底部设置有集水漏斗，集水漏斗底部设置有出水口，出水口通过管道连通沉淀池。
作为本发明的一种优选方案，所述细砾过滤装置包括倾斜布设的细砾滤网，细砾滤网一端固设有细砾钢板，其中，壳体内壁固设有细砾下部固定斜板，细砾滤网装配于细砾下部固定斜板上，细砾滤网上部与壳体之间形成细砾储存间；与此相对应的，细砂过滤装置包括倾斜布设的细砂滤网，细砂滤网一端固设有细砂钢板，其中，壳体内壁固设有细砂下部固定斜板，细砂滤网装配于细砂下部固定斜板上，细砂滤网上部与细砾滤网之间形成细砂存储间。
作为本发明的一种优选方案，所述细砾滤网设置有两块，相邻细砾滤网交错布设，并且通过支撑杆连接，支撑杆上形成有上部开口，上部开口位于上部细砾滤网的底部上端，细砂滤网设置有两块，相邻细砂滤网交错布设，并且通过支撑杆连接，支撑杆上形成有下部开口，下部开口位于上部细砂滤网的底部上端。
作为本发明的一种优选方案，所述细砾钢板与细砂钢板底部分别安装有振动器。
作为本发明的一种优选方案，所述细砾滤网与壳体的倾斜角度为25°～75°，细砂滤网与壳体的倾斜角度为25°～75°。
作为本发明的一种优选方案，所述壳体的侧壁上分别布设有与细砾储存间和细砂存储间相连通的外部开口；壳体上还安装有用于控制外部开口开启或关闭的定位装置。
作为本发明的一种优选方案，所述定位装置包括固设于外部开口两侧的固定销，固定销上可拆式装配有开合板。
作为本发明的一种优选方案，所述开合板呈“L”形结构，包括安装部和连接部；安装部和连接部固定连接，一体成型。
作为本发明的一种优选方案，所述安装部的两侧形成有嵌合槽，与此相对应的，固定销上形成有与嵌合槽相适配的嵌合凸起，嵌合凸起卡接于嵌合槽内，使得开合板装配于固定销上，此时，安装部用于将外部开口闭合。
作为本发明的一种优选方案，所述壳体内部的顶端安装有与细砾储存间位置相对应的清水喷淋装置，其中，清水喷淋装置为花洒。
作为本发明的一种优选方案，所述传水通道包括垂直布设的钢筋网片，钢筋网片的两侧装配有尼龙网滤布。
作为本发明的一种优选方案，所述脚手架平台由若干脚手架相互连接而成。
本发明的有益效果是：
1.本发明可提高水资源的利用率；本发明的泥浆通过泥浆泵抽至筛分桶顶部，再从筛分桶底部的集水漏斗流至沉垫池，在沉淀池中静置沉淀后，顶部较为清澈的浆液流至固化池，在固化池内利用添加化学剂对浆液进一步净化，使浆液更加纯净，最后流至储浆池；随后利用抽水泵将储浆池中的浆液抽至桩孔，形成浆液的循环利用，提高了水资源的利用率；
2.本发明可提高沉渣资源的利用率。冲击钻挖孔会在桩孔内累计大量沉渣，本发明通过在筛分桶内筛分沉渣中的细砾及细砂，并储存在筛分桶中的储存间内；所储存的细砂及细砾可通过外部开口取出，作为现场的机制砂或混凝土的制备原料，实现沉渣资源的合理利用；
3.本发明可提高沉渣的置换效率；本发明中的泥浆通过筛分桶去除了内部的细砾及细砂等较大的颗粒，随后在沉淀池、固化池中进一步得到净化，较为干净的浆液储存在储浆池中。将这些被净化后的浆液用于桩孔沉渣的置换，可提高其置换效率；
4.与传统的泥浆沉淀池相比，本发明的泥浆液在筛分桶中去除了颗粒较大的细砂、细砾，因而在沉淀池底部沉淀后的泥浆纯度较高，可用泥浆泵将其提取出来，用于新开桩基孔处的使用，既使沉淀物得到充分利用，又清空了沉淀池底部被占用的空间；
5.综上所述，本发明可提高水资源、沉渣资源的利用率，提高了沉渣资源的利用率；而资源的利用率得到提高，即可实现节省施工成本的目的，使工程更经济、更环保。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例的俯视图；
图3为本发明实施例的筛分桶结构示意图；
图4为本发明实施例的筛分桶俯视图；
图5为本发明实施例A-A剖视图；
图6为本发明实施例的筛分桶侧视图；
图7是本发明实施例开合板及固定销的连接示意图。
附图说明：桩孔1，冲击钻头2，输水管3，冲击钻机4，泥浆泵5，脚手架6，细砾滤网7，中部开口8，细砂滤网9，细砾储存间10，开合板11，安装部11-1，连接部11-2，细砂储存间12，抽浆管13，沉淀池14，固化池15，储浆池16，钢筋网片17，尼龙网滤布18，栏杆19，围护铁丝20，栏杆入口21，脚手架平台22，振动器23，外部开口24，固定销25，泥浆26，集水漏斗27，清水喷淋装置28，细砾下部固定斜板29，筛分桶30，坡面31，出水口32，传水通道33，细砾钢板34，密实钢板35，嵌合槽36；嵌合凸起37，壳体38，细砂钢板39，细砾过滤装置40，细砂下部固定斜板41，支撑杆42，下部开口43，泄水孔44，细砂过滤装置50，抽水泵51，定位装置60。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例：
如图1-2所示，本实施例提供的一种冲击钻孔的资源循环利用装置，包括桩孔1、冲击钻机4、泥浆泵5、筛分桶30、沉淀池14、固化池15和储浆池16；泥浆泵5放置于桩孔1侧面的脚手架平台22上方，其中，脚手架平台22由若干脚手架6相互连接而成；冲击钻机4的端部连接有冲击钻头2，并且该冲击钻头2伸入至桩孔1内，冲击钻头2绑扎抽浆管13的一端，抽浆管13的另一端连接泥浆泵5；利用冲击钻头2的升降带动抽浆管13的上拔与下沉；泥浆泵5上连接有出浆管31，出浆管31连通筛分桶30；桩孔1内的泥浆26从出浆管31泵送至筛分桶30顶部，筛分桶30依次连通沉淀池14、固化池15和储浆池16；其中，沉淀池14与固化池15、储浆池16毗邻并通过传水通道33连接；其中，传水通道33包括垂直布设的钢筋网片17，钢筋网片17的两侧装配有尼龙网滤布18；钢筋网片17对于尼龙网滤布18提高了支撑强度，通过设置钢筋网片17和尼龙网滤布18，使得固化池15与储浆池16上的浆液更加清澈。
本发明可提高水资源的利用率；本发明的泥浆通过泥浆泵抽至筛分桶顶部，再从筛分桶底部的集水漏斗流至沉垫池，在沉淀池中静置沉淀后，顶部较为清澈的浆液流至固化池，在固化池内利用添加化学剂对浆液进一步净化，使浆液更加纯净，最后流至储浆池；随后利用抽水泵将储浆池中的浆液抽至桩孔，形成浆液的循环利用，提高了水资源的利用率。
其中，储浆池16通过抽水泵51连通至桩孔1内部；抽水泵51上连接有输水管3，输水管3的端部伸入至桩孔1内部；储浆池16内部浆液通过抽水泵51重新抽至桩孔1内部，作为置换桩孔内部沉渣的原液。
具体的，沉淀池14、固化池15和储浆池16的外侧周向布设有若干栏杆19，相邻栏杆19之间通过围护铁20连接，其中，靠近沉淀池14的一侧相邻栏杆19之间形成有栏杆入口21。
如图3-6所示，筛分桶30包括壳体38，从上至下依次布设于壳体38内的至少一个细砾过滤装置40和细砂过滤装置50，壳体38底部设置有集水漏斗27，集水漏斗27底部设置有出水口32，出水口32通过管道连通沉淀池14；桩孔1内的泥浆26从出浆管31泵送至筛分桶30顶部，在自由落体作用下，其内细小砂砾分别被细砾过滤装置40和细砂过滤装置50筛分,泥浆液则掉落至筛分桶30底部的集水漏斗27内部，并从集水漏斗27的出水口32疏导至沉淀池14中；壳体38底部形成有坡面31，坡面31端部形成有泄水孔44，泄水孔44连通集水漏斗27。
本发明可提高沉渣资源的利用率；冲击钻挖孔会在桩孔内累计大量沉渣，本发明通过在筛分桶内筛分沉渣中的细砾及细砂，并储存在筛分桶中的储存间内；所储存的细砂及细砾可通过外部开口取出，作为现场的机制砂或混凝土的制备原料，实现沉渣资源的合理利用。
具体的，细砾过滤装置40包括倾斜布设的细砾滤网7，细砾滤网7一端固设有细砾钢板34，其中，壳体38内壁固设有细砾下部固定斜板29，细砾滤网7装配于细砾下部固定斜板29上，细砾滤网7上部与壳体38之间形成细砾储存间10；与此相对应的，细砂过滤装置50包括倾斜布设的细砂滤网9，细砂滤网9一端固设有细砂钢板39，其中，壳体38内壁固设有细砂下部固定斜板41，细砂滤网9装配于细砂下部固定斜板41上，细砂滤网9上部与细砾滤网7之间形成细砂存储间12。
细砾滤网7设置有两块，相邻细砾滤网7交错布设，并且通过支撑杆42连接，支撑杆42上形成有上部开口8，上部开口8位于上部细砾滤网7的底部上端，细砂滤网9设置有两块，相邻细砂滤网9交错布设，并且通过支撑杆42连接，支撑杆42上形成有下部开口43，下部开口43位于上部细砂滤网9的底部上端；滤网上的细砾与细砂分别从中部开口8和下部开口43流动至细砾储存间10与细砂存储间12当中。
本发明可提高沉渣的置换效率。本发明中的泥浆通过筛分桶去除了内部的细砾及细砂等较大的颗粒，随后在沉淀池、固化池中进一步得到净化，较为干净的浆液储存在储浆池中。将这些被净化后的浆液用于桩孔沉渣的置换，可提高其置换效率。
细砾钢板34与细砂钢板39底部分别安装有振动器23；当泥浆从筛分桶30顶部下落时，开启振动器23，使滤网产生振动，增强过滤效果。
细砾滤网7与壳体38的倾斜角度为25°～75°，细砂滤网9与壳体38的倾斜角度为25°～75°；具体的，本实施例中，细砾滤网7与壳体38的倾斜角度为60°，细砂滤网9与壳体38的倾斜角度为60°。
本发明的泥浆液在筛分桶中去除了颗粒较大的细砂、细砾，因而在沉淀池底部沉淀后的泥浆纯度较高，可用泥浆泵将其提取出来，用于新开桩基孔处的使用，既使沉淀物得到充分利用，又清空了沉淀池底部被占用的空间。
如图7所示，壳体38的侧壁上分别布设有与细砾储存间10和细砂存储间12相连通的外部开口24；壳体38上还安装有用于控制外部开口24开启或关闭的定位装置60；细砾储存间10与细砂存储间12内的砂砾可通过外部开口24倾倒至筛分桶30外部。
定位装置60包括固设于外部开口24两侧的固定销25，固定销25上可拆式装配有开合板11；具体的，开合板11呈“L”形结构，包括安装部11-1和连接部11-2；安装部11-1和连接部11-2固定连接，一体成型；提高了开合板11的结构强度和整体牢固性，进一步保证了使用安全性。
安装部11-1的两侧形成有嵌合槽36，与此相对应的，固定销25上形成有与嵌合槽36相适配的嵌合凸起37，嵌合凸起37卡接于嵌合槽36内，使得开合板11装配于固定销25上，此时，安装部11-1用于将外部开口24闭合。
壳体38内部的顶端安装有与细砾储存间10位置相对应的清水喷淋装置28，其中，清水喷淋装置28为花洒。在筛分过程中，细砾储存间10顶部的花洒洗去砂砾表面的泥浆，清洗后的泥浆再从集水漏斗27流至沉淀池14。
一种冲击钻孔的资源循环利用装置的施工方法：步骤如下：
步骤一、输送泥浆；冲击钻机开始作业时，利用抽水泵从储浆池内将所存泥浆输送至桩孔。
步骤二、泥浆泵抽浆；当孔内泥浆液达到一定高度后，用细钢丝将泥浆泵上的抽浆管固定在冲击钻头上，随后可通过控制冲击钻头的升降来控制抽浆管插入桩孔的深度；接着开启泥浆泵将桩孔内部混合着沉渣的泥浆抽至筛分桶正上方，同时需保持相同的速率将净化后的泥浆从储浆池输送至桩孔，保持桩孔内的泥浆液面不变；
步骤三、筛分桶筛分；桩孔内的泥浆从出浆管泵送至筛分桶顶部，在自由落体作用下，其内细小砂砾分别被筛分至细砾滤网与细砂滤网上，泥浆液则掉落至筛分桶底部的集水漏斗内部，并从集水漏斗的出水口疏导至沉淀池中；
步骤四、泥浆静置；沉淀池中的泥浆液需静置一段时间，使泥浆液中密度较大的小颗粒杂质沉淀在池底，上部泥浆液则变得相对澄澈并从传水通道流至固化池。
步骤五、泥浆固化；
步骤六、储浆池的浆液循环；利用抽水泵将储浆池中的浆液抽至桩孔内部，保持桩孔内部的泥浆液液面不变。
本发明可提高水资源、沉渣资源的利用率，提高了沉渣资源的利用率。而资源的利用率得到提高，即可实现节省施工成本的目的，使工程更经济、更环保。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
尽管本文较多地使用了图中附图标记：桩孔1，冲击钻头2，输水管3，冲击钻机4，泥浆泵5，脚手架6，细砾滤网7，中部开口8，细砂滤网9，细砾储存间10，开合板11，安装部11-1，连接部11-2，细砂储存间12，抽浆管13，沉淀池14，固化池15，储浆池16，钢筋网片17，尼龙网滤布18，栏杆19，围护铁丝20，栏杆入口21，脚手架平台22，振动器23，外部开口24，固定销25，泥浆26，集水漏斗27，清水喷淋装置28，细砾下部固定斜板29，筛分桶30，坡面31，出水口32，传水通道33，细砾钢板34，密实钢板35，嵌合槽36；嵌合凸起37，壳体38，细砂钢板39，细砾过滤装置40，细砂下部固定斜板41，支撑杆42，下部开口43，泄水孔44，细砂过滤装置50，抽水泵51，定位装置60等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (10)
1.一种冲击钻孔的资源循环利用装置，其特征在于：包括桩孔(1)、冲击钻机(4)、泥浆泵(5)、筛分桶(30)、沉淀池(14)、固化池(15)和储浆池(16)；泥浆泵(5)放置于桩孔(1)侧面的脚手架平台(22)上方，冲击钻机(4)的端部连接有冲击钻头(2)，并且该冲击钻头(2)伸入至桩孔(1)内，冲击钻头(2)绑扎抽浆管(13)的一端，抽浆管(13)的另一端连接泥浆泵(5)；泥浆泵(5)上连接有出浆管(31)，出浆管(31)连通筛分桶(30)；筛分桶(30)依次连通沉淀池(14)、固化池(15)和储浆池(16)；其中，沉淀池(14)与固化池(15)、储浆池(16)毗邻并通过传水通道(33)连接；所述储浆池(16)通过抽水泵(51)连通至桩孔(1)内部。
2.根据权利要求1所述的一种冲击钻孔的资源循环利用装置，其特征在于：所述筛分桶(30)包括壳体(38)，从上至下依次布设于壳体(38)内的至少一个细砾过滤装置(40)和细砂过滤装置(50)，壳体(38)底部设置有集水漏斗(27)，集水漏斗(27)底部设置有出水口(32)，出水口(32)通过管道连通沉淀池(14)。
3.根据权利要求2所述的一种冲击钻孔的资源循环利用装置，其特征在于：所述细砾过滤装置(40)包括倾斜布设的细砾滤网(7)，细砾滤网(7)一端固设有细砾钢板(34)，其中，壳体(38)内壁固设有细砾下部固定斜板(29)，细砾滤网(7)装配于细砾下部固定斜板(29)上，细砾滤网(7)上部与壳体(38)之间形成细砾储存间(10)；与此相对应的，细砂过滤装置(50)包括倾斜布设的细砂滤网(9)，细砂滤网(9)一端固设有细砂钢板(39)，其中，壳体(38)内壁固设有细砂下部固定斜板(41)，细砂滤网(9)装配于细砂下部固定斜板(41)上，细砂滤网(9)上部与细砾滤网(7)之间形成细砂存储间(12)。
4.根据权利要求3所述的一种冲击钻孔的资源循环利用装置，其特征在于：所述细砾滤网(7)设置有两块，相邻细砾滤网(7)交错布设，并且通过支撑杆(42)连接，支撑杆(42)上形成有上部开口(8)，上部开口(8)位于上部细砾滤网(7)的底部上端，细砂滤网(9)设置有两块，相邻细砂滤网(9)交错布设，并且通过支撑杆(42)连接，支撑杆(42)上形成有下部开口(43)，下部开口(43)位于上部细砂滤网(9)的底部上端。
5.根据权利要求4所述的一种冲击钻孔的资源循环利用装置，其特征在于：所述细砾钢板(34)与细砂钢板(39)底部分别安装有振动器(23)。
6.根据权利要求3所述的一种冲击钻孔的资源循环利用装置，其特征在于：所述壳体(38)的侧壁上分别布设有与细砾储存间(10)和细砂存储间(12)相连通的外部开口(24)；壳体(38)上还安装有用于控制外部开口(24)开启或关闭的定位装置(60)。
7.根据权利要求6所述的一种冲击钻孔的资源循环利用装置，其特征在于：所述定位装置(60)包括固设于外部开口(24)两侧的固定销(25)，固定销(25)上可拆式装配有开合板(11)。
8.根据权利要求7所述的一种冲击钻孔的资源循环利用装置，其特征在于：所述开合板(11)呈“L”形结构，包括安装部(11-1)和连接部(11-2)；安装部(11-1)和连接部(11-2)固定连接，一体成型。
9.根据权利要求8所述的一种冲击钻孔的资源循环利用装置，其特征在于：所述安装部(11-1)的两侧形成有嵌合槽(36)，与此相对应的，固定销(25)上形成有与嵌合槽(36)相适配的嵌合凸起(37)，嵌合凸起(37)卡接于嵌合槽(36)内，使得开合板(11)装配于固定销(25)上，此时，安装部(11-1)用于将外部开口(24)闭合。
10.一种如权利要求1-9之任意所述的冲击钻孔的资源循环利用装置的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、输送泥浆；冲击钻机开始作业时，利用抽水泵从储浆池内将所存泥浆输送至桩孔；
步骤二、泥浆泵抽浆；当孔内泥浆液达到一定高度后，用细钢丝将泥浆泵上的抽浆管固定在冲击钻头上，随后可通过控制冲击钻头的升降来控制抽浆管插入桩孔的深度；接着开启泥浆泵将桩孔内部混合着沉渣的泥浆抽至筛分桶正上方，同时需保持相同的速率将净化后的泥浆从储浆池输送至桩孔，保持桩孔内的泥浆液面不变；
步骤三、筛分桶筛分；桩孔内的泥浆从出浆管泵送至筛分桶顶部，在自由落体作用下，其内细小砂砾分别被筛分至细砾滤网与细砂滤网上，泥浆液则掉落至筛分桶底部的集水漏斗内部，并从集水漏斗的出水口疏导至沉淀池中；
步骤四、泥浆静置；沉淀池中的泥浆液需静置一段时间，使泥浆液中密度较大的小颗粒杂质沉淀在池底，上部泥浆液则变得相对澄澈并从传水通道流至固化池。
步骤五、泥浆固化；
步骤六、储浆池的浆液循环；利用抽水泵将储浆池中的浆液抽至桩孔内部，保持桩孔内部的泥浆液液面不变。
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