[实用新型]一种运用于板结土体结构的水刀吸泥设备

说明书

技术领域

本实用新型属于水下清淤施工的技术领域，具体涉及一种运用于板结土体结构的水刀吸泥设备。

背景技术

随着国家经济的发展，国家基础建设项目的大规模上马，跨越大江大河的桥梁也越来越多，桥梁基础修建的技术也得到了很大的发展和提高。而我国幅员辽阔，水文、地质复杂多变，水下基础工程施工不可预见因素多，施工难度大，因而复杂水文地质条件下的桥梁水下基础施工技术已经成为大型跨江、跨河桥梁施工中的关键技术。钢围堰是深水基础施工常用结构，工艺成熟，结构刚度好，安全性好，能满足多种地质情况的施工。使用钢围堰配合施工的目的，就是在堰内施工和修建基础时，使堰外的水和土不至于大量涌进堰内，并且待基础、墩台修筑出水面后又可将其拆除，避免堵塞水流和航道。

钢围堰施工一般采用垂直下沉的方法将其安装到位，刃角需进入河床一定深度，故需要对围堰内部及刃角进行吸泥处理，清除封底混凝土及以上部位的土体。

在某些地质条件差，但基于施工安全考虑又不得不使用钢围堰施工时，围堰的吸泥下沉成为施工中的重点和难点。例如某市政公路工程，地貌单元为淮河冲击平原，具河漫滩及河间平底微地貌，地势较平坦。地质报告显示，主航道桥主墩附近区域标高4.2~1.3m为软塑性粉质粘土，夹粉砂薄层；1.3~-0.9m为含锰铁结核的粉土，局部夹粉质粘土薄层；-0.9~-6.4m为可塑、坚硬含锰铁结核的粉质粘土，-6.4m以下为中砂地质。双壁钢围堰采用矩形结构，围堰壁厚2.0m，总高度24.176m，底节8m，中节8m，顶节8.176m，周长方向分14块，合计42块。围堰底节加工完成后在钻孔平台处拼装成整体，接高钻孔桩四角钢护筒并安装吊挂系统，整体起吊下放，逐节接高、下沉至河床，井壁内注混凝土和水，水下吸泥，灌注封底混凝土，在封底混凝土上浇筑承台。该工程桥位处水深12m，施工完成后围堰进入河床超过10m。

对该桥位河床进行吸泥试验，发现河床为板结土体。普通吸泥设备主要动力设备为高功率水泵，在土体具有流动性的情况下，土体伴随流动的水流被抽出。但本工程河床地质具体表现为岩层板结、塑性强、流动性差、具很强粘聚性。所以采用普通吸泥设备时的吸泥效率低下，只能清除河床淤泥，土体未发生变化，难以保证围堰下沉施工顺利进行。若采用大范围的挖泥清淤的施工方法，将投入大量成本及时间，并且在水流的作用下回淤现象将无法避免。

发明内容

本实用新型为了解决板结土体的钢围堰下沉区域因河床为粘土或粉土等流动性差的地质，导致普通吸泥措施效率低下的问题，提供了一种运用于板结土体结构的水刀吸泥设备。

本实用新型采用如下技术方案：

一种运用于板结土体结构的水刀吸泥设备，包括排泥管，所述排泥管的下段外围设有水压系统和气压系统，所述水压系统底部设有高压水出口，所述气压系统设置有向上倾斜的与排泥管内部连通的高压气出口，排泥管上下两端为开口结构。

所述的气压系统包括设置于排泥管外围的气压室，气压室顶部通过高压气管与空气压缩机连接，气压室底部封闭，所述高压气出口为沿排泥管管壁均匀设置的气压喷嘴。

所述的水压系统包括设置于排泥管外围的水压室，水压室顶部过高压水管与水压泵连接，高压水出口为设置于水压室底部、绕排泥管中心环形阵列设置的若干水压喷嘴。

所述的气压室是由排泥管的外壁以及套设于排泥管下段外围的气压管的内壁所形成的腔体，腔体顶部通过高压气管与空气压缩机连接，腔体底部封闭，腔体通过若干出口向上倾斜设置的气压喷嘴与排泥管连通。或者，所述的气压室是由若干均匀设置于排泥管外壁的气压管内腔构成，各气压管顶部通过高压气管与空气压缩机连接，各气压管底部封闭，各气压管通过出口向上倾斜设置的气压喷嘴与排泥管连通。

所述的水压室是由气压管的外壁以及套设于气压管外围的水压管的内壁所形成的腔体，腔体顶部通过高压水管与水压泵连接，腔体底部设有绕排泥管中心环形阵列设置的水压喷嘴。或者，所述的水压室是由若干均匀设置于排泥管外围的水压管内腔构成，各水压管顶部通过高压水管与水压泵连接，各水压管底部设有水压喷嘴。

所述运用于板结土体结构的水刀吸泥设备底部还设有支撑用的稳定架腿。

对应不同土质，所述水压室内的水压力和气压室内的气压力选用要求为：

本实用新型具有如下有益效果：