CN116043885B - 一种大型双壁钢围堰振动吸泥下沉工艺 - Google Patents

一种大型双壁钢围堰振动吸泥下沉工艺 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种大型双壁钢围堰振动吸泥下沉工艺，其先在设计位置搭建施工平台；再依托施工平台下放双壁钢围堰，直至双壁钢围堰堰在重力和压力下无法继续下沉；然后采用振动锤将吸泥管下放到双壁钢围堰内的水底，吸泥管的下端安装有助吸器，吸泥管的上端通过泥浆管连接吸泥泵，振动锤带动吸泥管振动使得吸泥管下沉，同时吸泥泵通过吸泥管将吸泥管周围的松散泥土吸出，直至双壁钢围堰下沉到设计标高。本申请具有提高双壁钢围堰在砂、卵石层沉积时间长、板结程度较为严重的河床地质上的下沉效率，降低下沉成本高的效果。

Description

一种大型双壁钢围堰振动吸泥下沉工艺
技术领域
本发明涉及双壁钢围堰施工的领域，尤其是涉及一种大型双壁钢围堰振动吸泥下沉工艺。
背景技术
双壁钢围堰适用于深水基础施工，其作用是防止水和土进入建筑物的修建位置，以便在围堰内排水，开挖基坑，修筑建筑物。双壁钢围堰采用整体预制完成后再下沉到水中的设计标高位置，由于河床的地质不同，双壁钢围堰的下沉难以程度不同。
相关技术中，采用空气吸泥或空气吸泥加高压射水的方式辅助双壁钢围堰下沉，此方式对于河床上层的浮砂，吸排有较为明显效果，而在砂、卵石层沉积时间长、板结程度较为严重的河床地质上，则显得效率低、成本高。
针对上述中的相关技术，申请人认为存在以下缺陷：在砂、卵石层沉积时间长、板结程度较为严重的河床地质上，双壁钢围堰的下沉效率低且下沉成本高。
发明内容
为了提高双壁钢围堰在砂、卵石层沉积时间长、板结程度较为严重的河床地质上的下沉效率，降低下沉成本高，本申请提供一种大型双壁钢围堰振动吸泥下沉工艺。
本申请提供的一种大型双壁钢围堰振动吸泥下沉工艺采用如下的技术方案：
一种大型双壁钢围堰振动吸泥下沉工艺，包括如下步骤：
施工平台搭建：先在设计位置搭建施工平台；
双壁钢围堰初次下沉：依托施工平台下放双壁钢围堰，直至双壁钢围堰堰在重力和压力下无法继续下沉；
振动吸泥：采用振动锤将吸泥管下放到双壁钢围堰内的水底，吸泥管的下端安装有助吸器，吸泥管的上端通过泥浆管连接吸泥泵，振动锤带动吸泥管振动使得吸泥管下沉，同时吸泥泵通过吸泥管将吸泥管周围的松散泥土吸出，使得双壁钢围堰能够继续下沉；
双壁钢围堰就位：吸泥管和吸泥泵逐层吸出双壁钢围堰内及下方的泥土，直至双壁钢围堰下沉到设计标高。
通过采用上述技术方案，利用振动锤高频振动，带动吸泥管产生高频振动，致使吸泥管周围的大范围地质结构因振动发生强度降低、逐渐松散、逐渐液化的变化，再通过吸泥泵将松散的泥土吸出；随着吸泥管逐渐下沉，吸泥逐渐深入，吸泥范围逐渐扩大，形成利于双壁钢围堰下放的“锅底坑”； 使用时，根据吸泥位置及需吸深度，通过控制振动锤的振动频率，可以调整吸泥范围和深度；移动吸泥管的位置，将阻挡双壁钢围堰下沉的泥土都吸出，即可将双壁钢围堰下沉到设计标高；本申请通过振动锤带动吸泥管振动将泥土振散振松，再通过吸泥管和吸泥泵将泥土吸出，提高双壁钢围堰在砂、卵石层沉积时间长、板结程度较为严重的河床地质上的下沉效率，降低双壁钢围堰的下沉成本高。
优选的，所述助吸器包括管体和尖头，所述管体的一端连接所述吸泥管的下端，所述尖头的一端固定于所述管体远离所述吸泥管的一端。
通过采用上述技术方案，在吸泥管振动下沉过程中，若遇到一些大块的石块等通过振动无法振散的硬质物，则尖头能够将这些大块的硬质物破碎成能够被吸泥管吸出的小颗粒物，确保吸泥管能够到达设计的吸泥深度。
优选的，所述尖头包括多根尖杆，多根所述尖杆围绕成锥状，多根所述尖杆的一端相互固定连接，所述尖杆的另一端固定于所述筒体上，相邻两根所述尖杆之间固定有加强杆。
通过采用上述技术方案，被振散的泥土从各尖杆之间进入到管体内，再被吸泥管和吸泥泵吸出，各尖杆和加强杆能够限制进入管体的泥土的大小，避免大块泥土进入而堵塞管体和吸泥管的情况发生。
优选的，所述管体的外壁上固定连接有多块翼刃，多块所述翼刃沿所述管体的圆周分布，所述翼刃朝向所述尖头的一端呈尖锐状。
通过采用上述技术方案，翼刃能够破碎管体周围的石块等硬质物，便于吸泥管的吸泥，另外能够扩大振动范围以及吸泥管周围的泥土的振散效果，提高吸泥的效率。
优选的，所述管体通过转接头转动连接所述吸泥管，所述转接头的一端固定连接所述吸泥管，所述转接头的另一端转动连接所述管体。
通过采用上述技术方案，由于助吸器在使用过程中容易磨损，使用一段时间需要更换，通过转接头能够方便助吸器的更换。
优选的，所述管体内安装有多块导向板，多块所述导向板的一端相互固定连接，所述导向板的另一端固定于所述筒体的内壁上，所述导向板能够改变通过的流体的方向。
通过采用上述技术方案，导向板能够限制进入到吸泥管的泥块的大小，减少吸泥管被堵塞的情况，同时泥土和水通过导向板时会被改变方向再进入到吸泥管，导向板受到反作用力，对管体施加了旋转力，使管体旋转，所以在吸泥管振动下沉和吸泥的过程中，助吸器会逐渐发生转动，使得翼刃的活动范围更大，对土体的振散效果和吸泥的效果更好。
优选的，所述吸泥管包括端管和若干根拓展管，所述端管和若干根所述拓展管依次连接，所述端管的管口处的一侧设有吸泥口，所述吸泥口和所述端管的管口之间安装有密封板。
通过采用上述技术方案，使用时，振动锤夹住端管的管口，增加和减少拓展管，适应不同的吸泥深度的要求。
优选的，施工平台上安装有位置调节装置，所述位置调节装置上安装有移动小车，所述移动小车上安装有葫芦吊，所述葫芦吊连接振动锤。
通过采用上述技术方案，通过位置调节装置改变振动锤和吸泥管的位置，从而将吸泥管移动到需要的地方，并能够按顺序将双臂钢围堰内的泥土吸出，减少漏吸的情况。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1. 利用振动锤高频振动，带动吸泥管产生高频振动，致使吸泥管周围的大范围地质结构因振动发生强度降低、逐渐松散、逐渐液化的变化，再通过吸泥泵将松散的泥土吸出；随着吸泥管逐渐下沉，吸泥逐渐深入，吸泥范围逐渐扩大，形成利于双壁钢围堰下放的“锅底坑”； 使用时，根据吸泥位置及需吸深度，通过控制振动锤的振动频率，可以调整吸泥范围和深度；移动吸泥管的位置，将阻挡双壁钢围堰下沉的泥土都吸出，即可将双壁钢围堰下沉到设计标高；本申请通过振动锤带动吸泥管振动将泥土振散振松，再通过吸泥管和吸泥泵将泥土吸出，提高双壁钢围堰在砂、卵石层沉积时间长、板结程度较为严重的河床地质上的下沉效率，降低双壁钢围堰的下沉成本高；
2. 翼刃能够破碎管体周围的石块等硬质物，便于吸泥管的吸泥，另外能够扩大振动范围以及吸泥管周围的泥土的振散效果，提高吸泥的效率。
附图说明
图1是本申请实施例一的一种大型双壁钢围堰振动吸泥下沉工艺的流程框图。
图2是本申请实施例一的振动吸泥的示意图。
图3是本申请实施例一的振动锤、吸泥管、助吸器以及吸泥泵的连接示意图。
图4是本申请实施例二的助吸器的俯视图。
图5是本申请实施例三的位置调节装置的结构示意图。
附图标记说明：
1、双壁钢围堰；2、施工平台；3、吸泥管；4、振动锤；5、泥浆管；6、吸泥泵；7、助吸器；71、管体；72、尖头；73、翼刃；74、导向板；8、转接头；91、滑轨；92、滑车；93、支撑杆；94、导轨；95、移动小车；96、葫芦吊。
具体实施方式
以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种大型双壁钢围堰振动吸泥下沉工艺。
实施例一
参照图1和图2，一种大型双壁钢围堰振动吸泥下沉工艺，包括如下步骤：
施工平台2搭建：先在计划下沉双壁钢围堰1的位置搭建施工平台2，并清理河底的垃圾等杂物。
双壁钢围堰1初次下沉：根据施工图纸要求制造双壁钢围堰1及拼装成型，双壁钢围堰1平面为一个带刃脚的矩形双壁水密钢结构井筒，底部刃脚封闭，施工时有自浮能力，内壁和外壁间以刚性支撑联结，并设有竖向隔舱板，把井筒平面等分成数个互不相通的隔舱，以保证围堰在下沉过程中，各舱灌水保持稳定。然后将拼装好的双壁钢围堰1运输到施工平台2处，依托施工平台2下放双壁钢围堰1，往双壁钢围堰1的内壁和外壁之间灌水，直至双壁钢围堰1堰在重力下无法继续下沉。
振动吸泥：振动锤4夹住吸泥管3的上端，吸泥管3的上端的一侧通过泥浆管5连接吸泥泵6，吸泥管3的下端安装有助吸器7，往下移动振动锤4将吸泥管3下放到双壁钢围堰1内的水底，助吸器7插入泥土中。然后启动振动锤4，振动锤4带动吸泥管3高频振动使得吸泥管3周围的泥土松散，同时吸泥泵6通过吸泥管3将吸泥管3周围的松散泥土吸出，再将振动锤4和吸泥管3下降设定高度，吸泥管3往下沉，抽出更深处的泥土。然后水平移动振动锤4和吸泥管3，将双壁钢围堰1内的上层泥土均抽出，使得双壁钢围堰1能够继续下沉。
双壁钢围堰1就位：抽完双壁钢围堰1内的上层泥土后，再次将振动锤4和吸泥管3下降设定高度，将吸泥管3下沉到下一层泥土中，抽出下一层的泥土，然后再水平移动振动锤4和吸泥管3，抽出下一层泥土。如此循环，将双壁围堰内的泥土逐层吸出，直至双壁钢围堰1下沉到设计标高，完成双壁钢围堰1的下沉。
参照图3，助吸器7包括管体71和尖头72，管体71的一端连接吸泥管3的下端，尖头72的一端固定于管体71的下端。尖头72包括四根尖杆，尖杆均采用钢筋制成，四根尖杆围绕成锥状，四根尖杆的一端相互固定连接，尖杆的另一端固定于筒体上，相邻两根尖杆之间固定有加强杆，加强杆的两端分别固定焊接相邻两根尖杆的中部，尖头72的尖端固定焊接有一个破石锥。管体71的外壁上固定连接有四块翼刃73，四块翼刃73沿管体71的圆周分布且与四根尖杆相互错开，翼刃73采用T型板制成，翼板的正视图呈平行四边形，翼刃73朝向破石锥的一端呈尖锐状且远离管体71。助吸器7能够限制进入管体71的泥土的大小，并破碎一些石头等无法振散的硬质物，提高排泥的效率。
吸泥管3包括端管和若干根拓展管，端管和若干根拓展管依次连接，端管的管口处的一侧设有吸泥口，吸泥口通过泥浆管5连接吸泥泵6，吸泥口和端管的管口之间安装有密封板。
本申请实施例一种大型双壁钢围堰振动吸泥下沉工艺的实施原理为：利用振动锤4高频振动，带动吸泥管3产生高频振动，致使吸泥管3周围的大范围地质结构因振动发生强度降低、逐渐松散、逐渐液化的变化，再通过吸泥泵6将松散的泥土吸出。随着吸泥管3逐渐下沉，吸泥逐渐深入，吸泥范围逐渐扩大，形成利于双壁钢围堰1下放的“锅底坑”。 使用时，根据吸泥位置及需吸深度，通过控制振动锤4的振动频率，可以调整吸泥范围和深度；移动吸泥管3的位置，将阻挡双壁钢围堰1下沉的泥土都吸出，即可将双壁钢围堰1下沉到设计标高。本申请通过振动锤4带动吸泥管3振动将泥土振散振松，再通过吸泥管3和吸泥泵6将泥土吸出，提高双壁钢围堰1在砂、卵石层沉积时间长、板结程度较为严重的河床地质上的下沉效率，降低双壁钢围堰1的下沉成本高。
实施例二
参照图4，与实施例一不同之处在于，管体71通过转接头8转动连接吸泥管3，转接头8的一端固定连接吸泥管3，转接头8的另一端转动连接管体71。管体71内安装有多块导向板74，多块导向板74的一端相互固定连接，导向板74的另一端固定于筒体的内壁上，导向板74扭转设置且多块导向板74的扭转方向均沿管体71的横截面的顺时针方向或均沿管体71的横截面的逆时针方向。
上述实施例的实施原理为：导向板74能够限制进入到吸泥管3的泥块的大小，减少吸泥管3被堵塞的情况，同时泥土和水通过导向板74时会被改变方向再进入到吸泥管3，导向板74受到反作用力，对管体71施加了旋转力，使管体71旋转，所以在吸泥管3振动下沉和吸泥的过程中，助吸器7会逐渐发生转动，使得翼刃73的活动范围更大，对土体的振散效果和吸泥的效果更好。
实施例三
参照图5，与实施例二不同之处在于，施工平台2上安装有两根相互平行的滑轨91，两根滑轨91分别设于双壁钢围堰1的两侧，滑轨91上设有刻度，滑轨91上安装有位置调节装置。位置调节装置包括两根两根支撑杆93、两根导轨94和两个滑车92，两根导轨94平行设置并从双壁钢围堰1的上方跨过，两根导轨94之间通过钢结构固定连接，导轨94的两端分别固定连接两根支撑杆93的上端，两个滑车92分别固定于两根支撑杆93的下端。两个滑车92分别滑动连接两根滑轨91并能够沿滑轨91移动，从而实现移动架的位置调节，通过刻度可以查看每次移动的距离，滑车92上设有驻车结构，滑车92停下时采用驻车结构保持出车固定在方形框架上。移动架上安装有移动小车95，移动小车95滑动安装在两根导轨94上并从两个导轨94的下方跨过，移动小车95能够沿滑轨91移动，移动小车95的移动方向与滑车92的移动方向相互垂直。移动小车95上安装有葫芦吊96，葫芦吊96连接振动锤4，葫芦吊96能够带动振动锤4和吸泥管3升降。
上述实施例的实施原理为：移动小车95带动振动锤4和吸泥管3升降由导轨94的一端移动到另一端，将导轨94下方的泥土吸出后，再推动滑车92移动到设定的位置，然后移动小车95再带动振动锤4和吸泥管3升降由导轨94的一端移动到另一端，将另一个位置的泥土吸出。如此循环，将双壁钢围堰1内的泥土吸出。每次移动滑车92时，可以对滑车92位置进行标记记录，减少后续的重复相同深度吸泥的情况发生。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种大型双壁钢围堰振动吸泥下沉工艺，其特征在于，包括如下步骤：
施工平台(2)搭建：先在设计位置搭建施工平台(2)；
双壁钢围堰(1)初次下沉：依托施工平台(2)下放双壁钢围堰(1)，直至双壁钢围堰(1)在重力作用下无法继续下沉；
振动吸泥：采用振动锤(4)将吸泥管(3)下放到双壁钢围堰(1)内的水底，吸泥管(3)的下端安装有助吸器(7)，吸泥管(3)的上端通过泥浆管(5)连接吸泥泵(6)，振动锤(4)带动吸泥管(3)振动使得吸泥管(3)下沉，同时吸泥泵(6)通过吸泥管(3)将吸泥管(3)周围的松散泥土吸出，使得双壁钢围堰(1)能够继续下沉；
双壁钢围堰(1)就位：吸泥管(3)和吸泥泵(6)逐层吸出双壁钢围堰(1)内及下方的泥土，直至双壁钢围堰(1)下沉到设计标高；
所述助吸器(7)包括管体(71)和尖头(72)，所述管体(71)的一端连接所述吸泥管(3)的下端，所述尖头(72)的一端固定于所述管体(71)远离所述吸泥管(3)的一端；
所述管体(71)的外壁上固定连接有多块翼刃(73)，多块所述翼刃(73)沿所述管体(71)的圆周分布，所述翼刃(73)朝向所述尖头(72)的一端呈尖锐状；
所述管体(71)通过转接头(8)转动连接所述吸泥管(3)，所述转接头(8)的一端固定连接所述吸泥管(3)，所述转接头(8)的另一端转动连接所述管体(71)；
所述管体(71)内安装有多块导向板(74)，多块所述导向板(74)的一端相互固定连接，所述导向板(74)的另一端固定于所述管体(71)的内壁上，所述导向板(74)能够改变通过的流体的方向；
所述导向板(74)扭转设置且多块所述导向板(74)的扭转方向均沿所述管体(71)的横截面的顺时针方向或均沿所述管体(71)的横截面的逆时针方向；
所述导向板(74)能够限制进入到所述吸泥管(3)的泥块的大小，减少所述吸泥管(3)被堵塞的情况，同时泥土和水通过所述导向板(74)时会被改变方向再进入到所述吸泥管(3)，所述导向板(74)受到反作用力，对所述管体(71)施加了旋转力，使所述管体(71)旋转，所以在所述吸泥管(3)振动下沉和吸泥的过程中，所述助吸器(7)会逐渐发生转动，使得所述翼刃(73)的活动范围更大，对土体的振散效果和吸泥的效果更好。
2.根据权利要求1所述的一种大型双壁钢围堰振动吸泥下沉工艺，其特征在于：所述尖头(72)包括多根尖杆，多根所述尖杆围绕成锥状，多根所述尖杆的一端相互固定连接，所述尖杆的另一端固定于所述管体(71)上，相邻两根所述尖杆之间固定有加强杆。
3.根据权利要求1所述的一种大型双壁钢围堰振动吸泥下沉工艺，其特征在于：所述吸泥管(3)包括端管和若干根拓展管，所述端管和若干根所述拓展管依次连接，所述端管的管口处的一侧设有吸泥口，所述吸泥口通过泥浆管(5)连接吸泥泵(6)，所述吸泥口和所述端管的管口之间安装有密封板。
4.根据权利要求1所述的一种大型双壁钢围堰振动吸泥下沉工艺，其特征在于：施工平台(2)上安装有位置调节装置，所述位置调节装置上安装有移动小车(95)，所述移动小车(95)上安装有葫芦吊(96)，所述葫芦吊(96)连接振动锤(4)。
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