CN215165764U - 适用于上软下硬地层旋挖钻机作业的双筏板体系作业平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于上软下硬地层旋挖钻机作业的双筏板体系作业平台，包括两个相互平行并间隔设置的预制平台；所述的预制平台为封闭箱型结构，并在箱顶表面沿着长度方向设置有旋挖机履带区域；所述预制平台的箱顶表面设置有泥浆通道孔，且平台本体的内腔沿着长度延伸方向设置为若干相互连通的隔仓，同时预制平台在处于长度方向的两端均设置有若干导流孔a。由此可知，本实用新型的预制平台具有低基底应力特点的同时，满足文明施工需求，另外，本实用新型还具有良好的通用性。

Description

适用于上软下硬地层旋挖钻机作业的双筏板体系作业平台

技术领域

本实用新型公开了一种适用于上软下硬地层旋挖钻机作业的双筏板体系作业平台，主要用于现场文明施工要求较高的上软下硬地层旋挖成孔作业，属于工程施工技术领域。

背景技术

随着我国城市化的日益推进，城市人口规模稳步提高，城市快速路成为解决市区交通拥堵的重要手段。国内常见的城市快速路均采用“地面道路+主线高架”，主线高架的承台位于地面道路的中央分隔带内(该区域不适合采用塘渣填筑方案，因为存在塘渣填筑、余方弃置双重成本压力)。通常情况下，城市快速路的建设规模大，钻孔灌注桩数量多，且工期长，当桩基础范围内涉及中风化岩层、圆砾层或卵石层时，旋挖成孔工艺具有较高的经济优势。

但是，我国相当部分城市位于河口三角洲区域或滨海区域(如：长三角、珠三角、环渤海城市圈)，其地层的表层通常覆盖15～20m的淤泥质粉质粘土，具有上软下硬的特点。因此，地质条件极差(一方面，表层土的承载力低，f_ak通常不超过60kPa；另一方面，表层土的压缩系数大，E_s通常超过0.5MPa^-1)，无法支承旋挖钻机作业要求(市场上广泛采用的旋挖钻机通常在100吨～150吨左右，履带基底平均应力超过100kPa)，原因在于，这种地质结构，在过大的基底反力作用下，除承载力、地基变形影响外，还会严重加剧钻孔的护壁难度(在主动土压力系数Ka一定的情况下，孔壁承担的主动土压力随孔口附加应力的增加呈线性增长，而旋挖成孔工艺为确保钻头的出入灵活性，护壁泥浆的粘度通常不超过24Pa ·s)，因此，有效控制旋挖钻机基底应力是上软下硬地层旋挖成孔工艺的核心要点。

另外，旋挖成孔工艺的文明施工挑战极大，主要体现为旋挖钻斗的进、回尺将导致泥浆反复外溢、回流。施工期间，受机械振动影响，土石方极易发生泥浆渗流，在场地内漫延——干燥状态下，泥浆固化形成扬尘；湿润状态下，泥浆与现场土、石混在一起，呈现脏、乱、差的现场风貌，严重违背文明施工要求。

举例来说，常规旋挖机钻杆直径508mm，内部套嵌4～5根内管，内管最小直径约300mm，平均壁厚2.5cm，钻孔深度按60m计，钻杆自身所需容积为1.885m³；钻头直径1.0m，高度约1.5m，所需容积为1.18m³。故泥浆外溢总量V1约3.065m³。每个钻头进尺按0.8m计， 1.0m钻孔灌注桩需补充的泥浆回流量V2为3.7m³。

因此，在钻孔平台设计时，应考虑泥浆处置方案。

未解决上述的技术问题，申请人申请了中国专利CN109356530A(实用新型名称：一种软土地基旋挖钻机平台及其施工方法)，该申请采用预制装配式混凝土结构，并已投入工程实践，取得了较好的使用效果，主要体现在以下2个方面：

1)预制装配式混凝土板块形成整体后，扩大了基底面积，有效地控制了基底应力，使原状软弱土不仅可以承担120吨旋挖钻机的荷载，而且预制平台区域的沉降控制在14mm以内；

2)内埋式导流管与周边粘土坝有效地控制了旋挖钻斗升降引起的泥浆外溢、回流，确保了现场安全文明施工状态。

但是，工程实践表明，混凝土结构面临着“通用性差”、“适用性不佳”的困境：

1)预制平台的钻孔位置相对固定，对不同桩位的适用性差；

2)预制装配式结构间采用PBL键连接，预留孔直径较销钉直径大50％的状态下，仍无法调和现场的安装误差(地基不均匀沉降、预制装配式板块的)，增加重复使用的难度。

因此，旋挖钻机作业平台应考虑重复使用的概率与重复使用的便利性。

实用新型内容

申请人针对现有技术的不足，欲提供一种上软下硬地层旋挖钻机作业平台，所述的旋挖钻机作业平台采用双筏板体系作业平台，即在目标作业钻孔灌注桩两侧各设置1个预制平台，与横梁连接组件组装配合后，以使得旋挖钻机作业平台具有低基底应力的特点，满足上软下硬地层旋挖桩孔桩的技术要求，并能够在施工作业时，存储泥浆，满足文明施工需求。由此可知，本实用新型所述的双筏板体系作业平台，是搭建上软下硬地层旋挖钻机作业平台的一个关键组成部分。

为实现上述的技术目的，本实用新型将采取如下的技术方案：

一种适用于上软下硬地层旋挖钻机作业的双筏板体系作业平台，包括两个相互平行并间隔设置的预制平台；所述的预制平台为封闭箱型结构，并在箱顶表面沿着长度方向设置有旋挖机履带区域；所述预制平台的箱顶表面设置有泥浆通道孔，且平台本体的内腔沿着长度延伸方向设置为若干相互连通的隔仓，同时预制平台在处于长度方向的两端均设置有若干导流孔a。

优选地，所述的预制平台，包括顶板、底板、内侧横隔板、外侧横隔板以及腹板，外侧横隔板的数量有两块，分别为第一、第二外侧横隔板；腹板的数量有两块，分别为外侧腹板、内侧腹板；

顶板、底板、第一外侧横隔板、第二外侧横隔板、外侧腹板、内侧腹板围合而形成箱型结构，其中：顶板、底板在高度方向相互平行并间隔设置；第一、第二外侧横隔板在长度方向相互平行并间隔设置；外侧腹板、内侧腹板在宽度方向相互平行并间隔设置；

内侧横隔板包括有若干块，沿着长度方向布置在平台本体中，每一块内侧横隔板在紧靠着下端面的位置处设置有导流孔c；

泥浆通道孔设置于顶板；导流孔a设置于外侧横隔板。

优选地，所述顶板、底板、内侧横隔板、外侧横隔板、腹板均为加劲板，其中：

腹板的内侧板面布置有加劲肋a；外侧横隔板的内侧板面布置加劲肋b；底板的上板面布置有加劲肋c；内侧横隔板的两侧板面均布置有加劲肋d；而顶板的下板面则布置有加劲肋e；

所述的预制平台，内侧横隔板在靠近上、下两端面的位置处均设置有预留过焊孔，其中，导流孔c与同侧的预留过焊孔交错设置；

顶板的各加劲肋e与内侧横隔板上侧的个预留过焊孔一一对应连接，底板的各加劲肋c 与内侧横隔板下侧的各预留过焊孔一一对应连接。

优选地，导流孔a为排孔。

优选地，所述预制平台为全钢材质，且所述外侧腹板上设置有清洗作业孔道，清洗作业孔道外侧匹配盖板。

优选地，外侧腹板、内侧腹板均为若干块短板沿着长度方向拼接而成。

根据上述的技术方案，相对于现有技术，本实用新型具有如下的优点：

1.良好的适用性：通过与横梁连接组件的组装配合，既满足单台旋挖钻机单侧履带的支承功能且不受钻孔灌注桩基础布置形式的影响，又满足公路运输尺寸要求；

2.大平台属性：通过与横梁连接组件的组装配合，增加整体承载面积，降低旋挖钻机的基底应力，缓解地基承载力、沉降及钻孔缩径的压力；

3.自存储泥浆属性：通过与横梁连接组件的组装配合，使得平台内部具备密闭的泥浆存储功能。

附图说明

图1为本实用新型所述的旋挖钻机作业平台的平面图；

图2为本实用新型所述的旋挖钻机作业平台的立体结构示意图；

图3为本实用新型所述的双筏板体系作业平台的其中一个预制平台的分解图；

图4为处于双筏板体系作业平台的两个预制平台之间的旋挖作业区域的分解图；

图5为图3中预制平台、旋挖作业区域之间连接形成泥浆循环体系的分解结构示意图；

图6是图3中横隔板的平面结构示意图；

图1-6中：Ⅰ、双筏板体系作业平台；Ⅰ-1、第一预制平台；Ⅰ-2、第二预制平台；Ⅱ、临时覆盖区域；Ⅲ、旋挖机履带区域；Ⅳ、旋挖作业区域；

1、顶板；1-1、第一顶板泥浆孔；1-2、第二顶板泥浆孔；1-3、框形结构板；1-4、焊钉；2、内侧腹板；2-1、短板；2-2、加劲肋a；3、外侧横隔板；3-1、隔板固定区；3-2、导流孔a；3-3、加劲肋b；4、汇流管；4-1、汇流接口；5、底板；5-1、加劲肋c；6、外侧腹板；6-1、检修人孔；7、横梁连接组件；7-1、腹板固定区；8、分流管；9、钢护筒； 10、内侧横隔板；10-1、导流孔c；10-2、加劲肋d；10-3、预留过焊孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)。

如图1至6所示，本实用新型公开了一种旋挖钻机作业平台。为确保预制平台的通用性，所述的旋挖钻机作业平台采用双筏板体系作业平台Ⅰ，即在目标作业钻孔灌注桩两侧各设置1个预制平台，预制平台间不设置横向联系——即双筏板体系作业平台Ⅰ为2片相对独立的“临时扩大基础”。因此，单块筏板(预制平台)尺寸需兼顾“旋挖钻机使用要求”与“公路运输要求”。

使用期间，单个预制平台应尽可能大，在同一重量的旋挖钻机作用下，基底应力越低越好；单台旋挖钻机重量按120吨考虑(单侧重量按60吨计)时，基底平均应力不超过25kPa；考虑履带作用位置偏差导致的基应力不均匀分布，其峰值反力仍具备控制在40kPa以内。因此，单块平台的面积不应小于24m²。

公路运输要求构件的宽度不超过3.0m，长度不超过12m(否则无法采用通用的挂车运载)，意味着单块平台的最大面积不超过36m²。

综上所述，单块预制平台的宽度取公路运输要求(满足旋挖机通行)上限，为3.0m；其长度依据工程实际需求确定。当桩群横桥向数目不超过3根时，平台长度取9.0m(9.0m 挂车运输)；当具有其他特殊要求时，则采用拼装式构造，扩大基底面积——拼装件宽度仍为3m，长度则分为3.0m与6.0m两个规格，可以通过拼接而形成。

本实用新型所述的双筏板体系作业平台Ⅰ，包括两个相互平行并间隔设置的预制平台；所述的两个预制平台分别为第一预制平台Ⅰ-1、第二预制平台Ⅰ-2，且第一、第二预制平台之间的间隔区域内，通过在横向两端分别布置一个横梁连接组件7，以围合形成一个封闭的目标旋挖作业区域Ⅳ；所述的横梁连接组件7与预制平台之间的连接方式为可拆卸连接方式。

以下将结合两个实施例，详细地说明本实用新型所述的旋挖钻机作业平台。

实施例1

本实施例中，所述的预制平台采用全钢箱型构造，并在箱顶表面沿着长度方向设置有旋挖机履带区域Ⅲ。

1.1.1全钢箱型构造

双筏板体系作业平台Ⅰ中，单块预制平台的面积较大，达到24～36m²，为平衡“结构刚度”与“吊装重量”，本实施例所述的预制平台采用全钢箱型结构。原因在于：

A：临时措施结构的吊装重量上限为18吨，即单台75吨汽车起重机，在6m作业半径内，可吊装的最大重量——措施结构重量突破18吨，意味着工程场地内需提高汽车起重机的规格(单块板吊装的时间较短，纯粹为该工序配置吊机，使用成本高昂)，削弱了预制平台化的经济效益；

B：若采用混凝土结构，为使吊装重量不超过18吨，单块预制平台面积按下限24m²计时，仅能做到28cm——在旋挖钻机100kPa的履带作用下，配筋率达到5％时，预制板无法作为刚体平衡软弱地基的应力分布——即预制板会出现较大的变形，不仅影响重复周转使用效果，而且结构变形导致的地基塌陷，使规划的泥浆四溢，文明施工要求崩塌。

单块筏板(预制平台)采用全钢箱型构造，箱体高0.75m～0.9m，使单个钢制作业平台总重约12～16吨，满足单台70吨汽车起重机的作业要求，大幅控制了“制造—使用”成本。原因在于：

注1：箱体高度越大，平台刚度越大，箱室内空间越大，不仅存储的泥浆数量越多，而且后期维护(主要是泥浆淤积清理)的难度也越小，但同时平台的重量也随即增加，且使用阶段平台表面土方清理量也越大(保持平台顶面略高于施工便道顶面)。依据有限元分析结果显示，在120吨旋挖钻机作用下(作用位置分别考虑典型的最不利分布状态)，75cm 厚的作业平台可确保基底应力峰值不超过40kPa，且箱体主要受力板件在2cm厚的状态下，应力接近规范容许值——意味着，此时，箱体钢结构的材料使用效率较高。

注2：板件厚度不宜低于2cm，板件过薄，加工误差、不确定的撞击作用、焊接变形对结构的整体性能影响显著。

注3：当箱体高度小于75cm时，无法满足有人状态的箱室维护，影响周转使用功能；当箱体高度超过90cm时，为确保板件的宽厚比，还需配置大量加劲肋，将大幅增加结构重量，无法满足18吨吊重要求——同时，制造成本上涨，削弱了其经济竞争价值。

注4：软土地基，临时道路的填筑高度通常为80cm左右，意味着作业平台与临时道路间的高差可忽略不计。

单个预制平台标准段长为9m，包括顶板1(或为钢制面板)、底板5、内侧横隔板10、外侧横隔板3以及腹板，外侧横隔板3的数量有两块，分别为第一、第二外侧横隔板3；腹板的数量有两块，分别为外侧腹板6、内侧腹板2。

顶板1、底板5、第一外侧横隔板、第二外侧横隔板、外侧腹板6、内侧腹板2围合而形成箱型结构，其中：顶板1、底板5在高度方向相互平行并间隔设置；第一、第二外侧横隔板在长度方向相互平行并间隔设置；外侧腹板6、内侧腹板2在宽度方向相互平行并间隔设置。

顶板1、底板5、内侧横隔板10、外侧横隔板3以及腹板均为加劲板，腹板的内侧板面布置有加劲肋a2-2；外侧横隔板3的内侧板面布置加劲肋b3-3；底板5的上板面布置有加劲肋c5-1；内侧横隔板10的两侧板面均布置有加劲肋d10-2；而顶板1的下板面则布置有加劲肋e；所述的预制平台，内侧横隔板10在靠近上、下两端面的位置处均设置有预留过焊孔10-3，其中，导流孔c10-1与同侧的预留过焊孔10-3交错设置；

顶板1的各加劲肋e与内侧横隔板10上侧的个预留过焊孔10-3一一对应连接，底板5 的各加劲肋c5-1与内侧横隔板10下侧的各预留过焊孔10-3一一对应连接

其中，预制平台的箱室内仅由内侧横隔板10将其沿长度方向分为6个隔仓，每个隔仓均近似为3.0m长、1.5m宽的空间，如图2所示。顶板1厚14mm，其加劲肋e采用L140×90×8不等边角钢加劲；底板5厚12mm，其加劲肋c5-1采用L80×60×4不等边角钢加劲，加劲肋c5-1、加劲肋e中心间距均为300mm。为确保顶、底板5的力学性能，其加劲肋c5-1、加劲肋e采用通长构造——即与内侧横隔板10相交处，在横隔板上预留过焊孔10-3，待加劲肋c5-1、加劲肋e穿过后，再将加劲肋c5-1、加劲肋e与内侧横隔板10焊接连成整体，如图6所示。此外，考虑顶板1承担较大的面荷载，在横隔板顶部、底部设置纵向加劲肋，以提高箱室横向局部抗弯承载力，并沿横隔板长度方向配置5道竖向加劲肋，确保横隔板构件的局部稳定性。两条纵向加劲肋以及位于纵向加劲肋之间的5道竖向加劲肋构成内侧横隔板10 的加劲肋c5－1或者外侧横隔板3的加劲肋b3－3。

注1：顶板1承担旋挖钻机的履带作用，面荷载逾100kPa；底板5承担基底反力作用，峰值面荷载不足40kPa，故钢箱作业平台的顶、底板5采用差别设计原则处理。

单台旋挖钻机自重120吨，单条履带分担60吨荷载。为满足旋挖钻机施工作业需求，作业平台需通过足够的基底面积使基底应力降低至一定数值，同时满足承载力与变形等2 个条件；同时作业平台结构的自身承载力、变形满足《钢结构设计标准》(GB50017-2017) 要求。

采用midas/civil程序建立施工平台，如下图所示。其中，钢制平台平面尺寸为3m(宽) ×9m(长)。

钢制作业平台采用板单元模拟，旋挖钻机履带采用面荷载模拟，地基采用土弹簧模拟。其中，土弹簧的刚度依据地基沉降特性数值确定，以宁波地区为例，市区范围地表以下30m 范围内均为淤泥质粉质粘土，各地层的压缩系数Es不超过4MPa，属于高压缩性土，故该区域为典型的软土地基(其下为中、低压缩性的粘土、卵石、圆砾及中风化岩层，地基沉降的影响较小)。其沉降相关参数如下表所示：

基底应力按平均部分假定处理，按下式确定(合计120吨，单侧60吨)：

p＝N/A＝1200kN/2×3m×9m＝22.22kPa

故地基沉降变形为：

地基土的基床系数K为：

K＝p₀/s＝22.22kPa/63.91mm＝347.68kN/m3

Midas/civil模型中，单个节点的从属面积为0.1m×0.2m，故模型中单个土弹簧的刚度k 为

k＝K·A＝347.68kN/m3·0.02m2＝6.9536kN/m

故近似取7kN/m。

旋挖钻机作用于平台中部，单点峰值反力0.42kN，基底应力21kPa。

旋挖钻机作用于平台端部，单点峰值反力0.773kN，基底应力38.65kPa。

由计算分析可知，在各类工况作用下，地基应力均低于地基承载力f_ak＝40kPa，满足要求。

旋挖钻机作用于平台中部，平台变形几乎相等，为61.82mm(6.2cm)，与理论分析相近。

旋挖钻机作用于平台端部，平台呈单侧倾斜变形，峰值变形为111.4mm(11.1cm)。

上述状态下变形均在12cm内，满足施工现场需求。

注：作业平台结构形式对基底应力及变形的影响很小，只要结构能承受的住，平台即为刚体，地基的属性就不变。

作业平台的结构构造形式，本实用新型采用横隔板支承体系，采用其他结构形式，通常性价比会大幅降低(如采用纵隔板体系，用钢量大幅增加，经济性差)。

作业平台的各板件的厚度，是由《钢结构设计标准》(GB50017-2017)规定的构造要求决定的，同时兼顾经济指标。因此，顶、底板5厚度取20mm，腹板厚度取16mm，顶板1 加劲肋采用角钢加劲(厚度为8mm)，底板5加劲肋则采用厚度t＝6mm的角钢，横隔板厚度取12mm。

注：顶板1直接承担旋挖钻机履带作用，局部面荷载大；底板5承担地基土的面荷载反力，相对较小。

作业平台结构设计的关键参数，是作业平台高度。一方面，要满足结构焊接时所需要的作业空间要求，通过顶板1应力云图可知，顶板1的峰值应力39.44MPa；通过腹板应力云图，可知腹板的峰值应力32.11MPa；通过底板5应力云图，可知底板5的峰值应力 12.81MPa；通过横隔板应力云图，可知横隔板的峰值应力32.11MPa。

注2：顶、底板5按正交异形板设计，确保其具备一定的抗弯能力。采用单角钢加劲，主要是考虑相同力学性能(与顶板1形成类工字型截面)的基础上，降低加工制作成本(型钢加工成本仅为焊接钢板的1/3)。

注3：箱体的隔仓设计，主要为了获取较大的抗扭刚度，确保长方体构造的箱体的整体性与稳定性，同时分仓用的横隔板可兼做顶、底板5的支承构造降低顶、底板5的厚度及加劲用的耗钢量。

考虑到钢箱作业平台高度限制，箱室内焊接作业难度很大，故内侧腹板/外侧腹板6均采用分块构造，以内侧腹板为例，内侧腹板为若干块短板2-1沿着长度方向拼接而成，每一块短板2-1均通过单侧坡口焊缝，与顶板1、底板5及横隔板焊接。且每一块短板的内表面均设置有两条竖向加劲肋2-2。外侧腹板6亦然。

2道钢制作业平台的端部，设置横梁连接组件7。横梁连接组件7采用焊接H型钢制造，其高度与作业平台相同。横梁连接组件7与作业平台仅通过腹板连接，翼缘不连接，即横梁连接组件7以承担剪力为主。翼缘尺寸为200mm×20mm，以加劲功能为主，腹板厚20mm，每侧各配置2道竖向加劲肋，确保其局部稳定。

横梁连接组件7与作业平台间采用高强摩擦型螺栓直接连接，不额外设置连接板。

具体地，所述的横梁连接组件7包括翼缘以及连接腹板，翼缘有两根，分别为上、下翼缘，连接腹板的上、下两端分别与上、下翼缘对应连接，而连接腹板的左、右两端则分别与第一、第二预制平台的外侧横隔板3连接；所述连接腹板在紧靠着下端的位置处对称设置两组所述的导流孔b；其中一组导流孔b顺序通过一根分流管8、一根汇流管4与第一预制平台连通；另一组导流孔b则顺序通过对应的分流管8、汇流管4与第二预制平台的导流孔b连通。汇流管4具有的汇流接口4-1数量与导流孔a3-2的数量匹配，并一一对应连通，分流管8的分流接口数量与导流孔b的数量匹配，并一一对应连通。

所述连接腹板处于横向的两端分别设置有腹板固定区7-1；所述外侧横隔板3处于横向的两端也设置有与腹板固定区7-1匹配的隔板固定区3-1；连接腹板通过一侧的腹板固定区 7-1与第一预制平台的隔板固定区3-1固定，而通过另一侧的腹板固定区7-1与第二预制平台的隔板固定区3-1固定。

3.2.3泥浆循环设计

关于泥浆循环体系，双筏板体系作业平台Ⅰ作以下几点设计：

1)双筏板体系作业平台Ⅰ与横梁连接组件7围成相对密闭空间，并采用粘土将缝隙予以封闭，确保泥浆不外溢；

2)双筏板体系作业平台Ⅰ的横隔板每道底板5加劲肋间开设50cm直径的导流孔c10-1，确保泥浆在箱式作业平台内流动；

3)双筏板体系作业平台Ⅰ的外侧横隔板3处，配置“集成式导流管”(汇流管4)，即将侧横隔板的各导流孔a3-2的泥浆汇集至汇流管4内，与翼缘区域的集成式导流管(分流管8)连接；

注1：外侧/内侧横隔板10处的导流孔仅用于泥浆流出的选择性通道，其流量由汇流管 4管径确定——考虑双筏板体系作业平台Ⅰ为刚体，施工阶段无法确定地基沉陷的低点，故在每道底板5加劲肋间均设置导流孔。

注2：受底板5加劲肋限制，导流孔只能沿作业平台长度方向开设，规避底板5加劲肋的阻隔作用——该效应将使底板5加劲顶面以下范围变成“无效容积”。

4)横梁腹板的底部，临近连接区域(在加劲肋与螺栓群区域之间)开设2个与预制平台等高的导流孔b，并同步配置“集成式导流管”(分流管8)；

注：汇流管4/分流管8与导流孔间，采用承插式连接，即导流管需穿越导流孔3～5cm，并采用焊缝将导流管与腹板/横隔板连成整体——同时确保连接部位的密封性，使泥浆不会溢出。

5)预制平台与横梁连接组件7的“集成式导流管”间采用套管连接，套管与导流主管间采用密水封胶连成整体，确保泥浆在连接节点处不发生渗漏。

6)采用埋设的钢护筒9顶标高超过作业平台顶标高10cm(确保护筒内的水头始终不会低于箱式作业平台内的泥浆蓄水水位，确保钻孔内泥浆始终保持双向流通，且不高于作业平台高程)，并在护筒临近地面处开设2个直径100mm的导流孔；

7)预制平台的顶板1，在其沿长度方向的两端，宽度方向的中点区域，开设两个直径为100mm的第一顶板泥浆孔2-1、第二顶板泥浆孔2-2，作为预制平台箱室内泥浆灌注及抽离的通道孔。

注：预制平台具有极大的立体刚度，故地基出现不均匀沉降时，箱体自身变形极小，可认作刚体。故其整体仅发生倾斜，故其某个或某2个角点会成为谷点，考虑现场实际的随机性，故在平台两端开设泥浆的加注点(峰点)或抽离点(谷点)。

综上所述，双筏板式钢制箱式旋挖钻机作业平台的泥浆渗流路线为：

1)旋挖钻斗下放时，泥浆外溢，泥浆沿“护筒—目标旋挖作业区域Ⅳ—分流管8—汇流管4—预制平台”流动；

2)当旋挖钻扣上提时，泥浆回流，沿“预制平台—汇流管4—分流管8—目标旋挖作业区域Ⅳ—护筒”流动。

钻斗没提升1次，钻孔内的空腔体积扩大一次，需补充的泥浆数量也随即上涨。此时，箱式作业平台内存储的泥浆逐渐予以补充。单个箱式作业平台的有效容积超过30m³，2个平台合计存储泥浆总量达60m³，可供普通1枚60m长、直径1.0m钻孔桩的泥浆供应。

因此，在钻孔开始前，需通过顶板1孔道向作业平台内灌注新鲜泥浆，在该区域钻孔完成后，需采用水泵将泥浆抽离至废浆池内。

注1：抽离泥浆作业仅在作业平台移位期间发生，否则，泥浆自重过大，常规的作业机械无法完成吊装任务。

注2：若钻孔所需泥浆超出箱式作业平台的有效容积时，选择在期间加注一次泥浆，并在混凝土灌注阶段，将多余泥浆通过泥浆泵转移至废浆池内，待沉淀、除砂后再抽回使用。

3.2.4清洗条件设计

钢制箱型作业平台作为旋挖成孔施工期间的泥浆储存设备，随着泥浆循环时间的增加，部分泥浆胶体固结沉降于箱室底部，既缩减了箱室的有效库容，又增大了箱体重量(泥浆固化物容重约1.2，每积累10cm，箱体重量增加3.2吨)，严重影响钢制箱式作业平台的周转使用效率。

因此，密封箱室需开设冲洗通道，通道设计需考虑以下几点因素：

1)按进人考虑；

注：箱室高度仅80cm，无法容纳常规清洗设备，故清洗阶段采用高压水枪冲击淤积的泥浆固化物，使其形成悬浮液，由导流孔排出箱室外。该操作必须由人完成，至少人手持操作设备进入箱室内部，且高压水枪具备足够的旋转操作空间。

2)每个隔仓均设置进人通道，横隔板则不预留人孔；

注：箱室高度仅80cm，人的操作空间有限，且箱室内泥浆淤积，不适合在舱室内久留，更不宜在舱室内穿梭。

3)在隔仓的一侧腹板(外侧腹板)处开设60cm直径的作业孔道(义同检修人孔)，并沿作业孔道布置12～18枚Φ30螺栓孔，同时配置75cm直径的盖板。盖板与外侧腹板间采用高强螺栓连接。盖板与外侧腹板间设置10cm厚密封橡胶垫块，防止箱室内泥浆外溢。

注1：外侧腹板开孔面积过大，影响外侧腹板的使用性能，故选用高强螺栓连接，使外侧腹板应力可以通过螺栓经盖板传递，缓解开孔区域应力阻断影响——普通螺栓的应力传递效率远低于高强螺栓；

注2：作业孔道(主要作为清洗使用)具有临时性(依据工程实践经验，通常100～120 枚桩基础钻孔后清洗一次)，高强螺栓一次性使用(更换)所需的分摊成本较低。

4)仅在外侧腹板设置作业孔道——作业孔道主要提供一个操作面，考虑到操作深度仅 3m，在高压水枪的作业半径内，故无需双侧开设——最大程度上减少孔道开设对结构整体性的影响。

4使用方法

1)单个钢制箱式作业平台(预制平台)运抵现场，采用70吨汽车起重机安放就位(以外横隔板的螺栓孔作为吊装卸扣设置点)；

2)安装横梁连接组件7，形成双筏板式作业平台体系，同时，采用汇流管4、分流管8将横梁段(目标旋挖作业区域Ⅳ)与箱室段(预制平台)连接成整体；

3)在双筏板式作业平台体系的四周，尤其是横梁连接组件7所在平面内，填筑少许粘土作为密封带，并采用挖机压实；

4)采用旋挖钻机埋设钻孔用钢护筒9，此时，护筒顶标高超出平台顶标高10cm；

5)通过预制平台的顶板1预留孔往预制平台的箱室内注入新鲜泥浆，旋挖钻机开始成孔作业；

6)混凝土灌注阶段，当钻孔体积小于箱室容积时，无需处理；当钻孔体积超过箱室容积时，采用泥浆泵将多溢出的泥浆排至废浆池内

7)对于前者，在下一枚钻孔桩作业时，无需特殊处理；对于后者，在下一枚钻孔桩作业前，通过平台顶板1孔道补充差额的泥浆，泥浆源自废浆池内已完成沉淀的泥浆(废浆池可调整为主蓄浆池)。

8)待平台内的钻孔桩均完成插打后，将作业范围的所有泥浆，由泥浆泵输送至废浆池内，拆除横梁连接组件7与预制平台间的联系，采用汽车起重机将预制平台移位至下一作业状态。

Claims (6)

1.一种适用于上软下硬地层旋挖钻机作业的双筏板体系作业平台，其特征在于，包括两个相互平行并间隔设置的预制平台；所述的预制平台为封闭箱型结构，并在箱顶表面沿着长度方向设置有旋挖机履带区域；所述预制平台的箱顶表面设置有泥浆通道孔，且平台本体的内腔沿着长度延伸方向设置为若干相互连通的隔仓，同时预制平台在处于长度方向的两端均设置有若干导流孔a。

2.根据权利要求1所述的适用于上软下硬地层旋挖钻机作业的双筏板体系作业平台，其特征在于，所述的预制平台，包括顶板、底板、内侧横隔板、外侧横隔板以及腹板，外侧横隔板的数量有两块，分别为第一、第二外侧横隔板；腹板的数量有两块，分别为外侧腹板、内侧腹板；

顶板、底板、第一外侧横隔板、第二外侧横隔板、外侧腹板、内侧腹板围合而形成箱型结构，其中：顶板、底板在高度方向相互平行并间隔设置；第一、第二外侧横隔板在长度方向相互平行并间隔设置；外侧腹板、内侧腹板在宽度方向相互平行并间隔设置；

内侧横隔板包括有若干块，沿着长度方向布置在平台本体中，每一块内侧横隔板在紧靠着下端面的位置处设置有导流孔c；

泥浆通道孔设置于顶板；导流孔a设置于外侧横隔板。

3.根据权利要求2所述的适用于上软下硬地层旋挖钻机作业的双筏板体系作业平台，其特征在于，所述顶板、底板、内侧横隔板、外侧横隔板、腹板均为加劲板，其中：

腹板的内侧板面布置有加劲肋a；外侧横隔板的内侧板面布置加劲肋b；底板的上板面布置有加劲肋c；内侧横隔板的两侧板面均布置有加劲肋d；而顶板的下板面则布置有加劲肋e；

所述的预制平台，内侧横隔板在靠近上、下两端面的位置处均设置有预留过焊孔，其中，导流孔c与同侧的预留过焊孔交错设置；

顶板的各加劲肋e与内侧横隔板上侧的个预留过焊孔一一对应连接，底板的各加劲肋c与内侧横隔板下侧的各预留过焊孔一一对应连接。

4.根据权利要求3所述的适用于上软下硬地层旋挖钻机作业的双筏板体系作业平台，其特征在于，导流孔a为排孔。

5.根据权利要求4所述的适用于上软下硬地层旋挖钻机作业的双筏板体系作业平台，其特征在于，所述预制平台为全钢材质，且所述外侧腹板上设置有清洗作业孔道，清洗作业孔道外侧匹配盖板。

6.根据权利要求4所述的适用于上软下硬地层旋挖钻机作业的双筏板体系作业平台，其特征在于，外侧腹板、内侧腹板均为若干块短板沿着长度方向拼接而成。

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