[发明专利]一种用于沉井及围堰类结构整体下沉辅助设备及施工方法

说明书

本发明公开了一种用于沉井及围堰类结构整体下沉辅助设备及施工方法，包括行走机构、全方位自行式高压喷射取土设备和监测系统，全方位自行式高压喷射取土设备设置于行走机构上，行走机构布置于沉井或围堰内壁，全方位自行式高压喷射取土设备的下端伸入至沉井或围堰的下方，沉井或围堰的下端布设有压力传感器，监测系统与压力传感器连接。将切削后的土体混合后变成泥浆从钻杆内吸出，从而使沉井、围堰结构快速下沉；实时监测和控制施工参数，实现智能化作业，尤其适用于土层软硬不均、强度差异很大的地层，避免发生结构倾斜、移位甚至翻覆等安全事故，提高了工程施工的安全性。

技术领域

本发明涉及桥梁施工技术领域，具体涉及一种用于沉井及围堰类结构整体下沉辅助设备及施工方法。

背景技术

近年来，随着我国基础设施领域的快速发展，各种大型跨江、跨海桥梁层出不穷。作为大型桥梁基础施工的关键环节——沉井、围堰的施工成为了不可或缺的环节。

现阶段，沉井、围堰等结构的下沉，主要靠结构自重配合空气吸泥机、绞吸泵等吸泥、吸砂设备辅助，边吸边沉，逐渐到达设计标高。这种方法在河底浅层软土或砂土层中应用时，效果比较好，施工效率基本能达到预期要求。但是随着下沉深度的不断增加，结构底部的土层强度越来越高，四周的侧摩阻力不断增大，导致结构的下沉系数不断减小，结构下沉越来越慢，甚至出现无法下沉到设计位置的情况，严重影响施工进度，增加施工成本。特别是遇到结构底部土层软硬不均、强度差异很大的地层时，极易发生结构倾斜、移位甚至翻覆等难以预料的安全事故，给工程施工带来极大的安全风险。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种用于沉井及围堰类结构整体下沉辅助设备及施工方法，将切削后的土体混合后变成泥浆从钻杆内吸出，从而使沉井、围堰结构快速下沉；实时监测和控制施工参数，实现智能化作业，尤其适用于土层软硬不均、强度差异很大的地层，避免发生结构倾斜、移位甚至翻覆等安全事故，提高了工程施工的安全性。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种用于沉井及围堰类结构整体下沉辅助设备，包括行走机构、全方位自行式高压喷射取土设备和监测系统，全方位自行式高压喷射取土设备设置于行走机构上，行走机构布置于沉井或围堰内壁，全方位自行式高压喷射取土设备的下端伸入至沉井或围堰的下方，沉井或围堰的下端布设有压力传感器，监测系统与压力传感器连接。

按照上述技术方案，全方位自行式高压喷射取土设备包括钻杆、空压机、动力装置和泥浆泵，钻杆的下端设有前端开槽设备，动力装置与前端开槽设备连接，前端开槽设备用于切削沉井或围堰下方的土体，压力传感器设置于前端开槽设备处，钻杆内部设有排浆通道、射水孔和主气孔，空压机与主气孔连接，射水孔连接有高压水泵，将空压机注入的高压空气和射水孔射出的水充分混合并通过射水孔射出，喷射出的高压水与被切削的土体混合后形成泥浆，泥浆泵与排浆通道连接，将泥浆通过排浆管道中吸至场外。

按照上述技术方案，钻杆内部还设有排浆口、排浆进水孔和排浆进气孔，排浆口、排浆进水孔和排浆进气孔与排浆通道连通；通过排浆进水孔和排浆进气孔向排浆通道注入水和空气，将从排浆口吸入的泥浆从排浆管道排至外部。

按照上述技术方案，钻杆外部设有切土孔道。

按照上述技术方案，压力传感器设置于全方位自行式高压喷射取土设备的下端。

按照上述技术方案，监测系统用于接收压力传感器的传输数据并进行处理。

按照上述技术方案，行走机构包括导轨和驱动装置，导轨沿沉井或围堰内壁横向布置，导轨上设有滑块，滑块与全方位自行式高压喷射取土设备连接；

驱动装置包括链轮、链条和驱动电机，链轮布置于导轨的两端，链轮之间通过链条连接，滑块与链条连接，驱动电机与其中一个链轮连接；驱动电机驱动链轮转动，通过链条带动全方位自行式高压喷射取土设备通过滑块沿导轨来回移动。