本发明属于基坑施工技术领域，具体涉及一种用于基坑工程的土方运输系统及施工方法。
背景技术：
随着城市建设的发展，高层建筑和大型公用建筑逐渐增多，而城市建筑密集区域进行基坑土方开挖却受场地狭小和污染环境等负面因素的制约，为工程建设的成本和工期带来巨大的挑战。尤其是城市核心区域的建设项目，例如（半）盖挖法施工时，由于场地受限，土方提升、转运的空间极小，大型取土设备难以作业，严重阻碍施工进度；同时，常规的土方挖运模式在市区造成的巨大灰尘和雾霾也给城市环保带来新的问题。因此，急需发明一种适用性强、高效环保的土方运输装置和方法来解决当前情况下基坑土方挖运的难题。
技术实现要素：
本发明的目的就在于为了克服现有技术中存在的上述缺陷，提供一种用于基坑工程的土方运输系统及施工方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种用于基坑工程的土方运输系统，该系统包括钢护筒、动力装置、浆液分离装置、导管、输气管、防堵管装置、气液混合器和固定支撑结构。
钢护筒埋设于土中，筒内充满泥浆、土方混合液；所述动力装置为空气压缩机，通过输气管为整个系统提供动力；所述浆液分离装置由泥浆管、泥浆泵和泥浆分离器组成，主要完成泥浆的分离，用于保证泥浆的使用性能和循环利用；所述导管分为竖向部分和水平部分，竖向导管插入钢护筒中，水平导管铺设于地面并固定。
输气管的起始端与动力装置相连，竖向与导管固定连接插入钢护筒中，末端连接气液混合器，固定于导管的出口附近，主要用于将动力装置提供的压缩空气注入气液混合器，使压缩空气与导管内的浆液混合从而在导管内外形成压力差，在压力差的作用下将混合浆液沿导管输出至场外指定地点。
防堵管装置包含高压射水枪、振动仪，高压射水枪埋设在护筒内壁、液面以下位置，用于搅动沉入护筒中的土方，防止其沉淀；振动仪布置于输送管道内，防止长期使用情况下护筒内附着大量泥浆导致运输管道堵塞。
上述技术方案中，所述钢护筒分节通过法兰拼装为整体，单节钢护筒由多段圆弧形钢板组成。
上述技术方案中，所述竖向部分的导管底端距离钢护筒的底部2m-3m，上端与固定支撑结构连接固定。
本发明在使用时，主要通过以下步骤来完成基坑内部土方的运输施工作业，具体施工方法为：
a．在施工场地内临近基坑水平支撑结构附近开挖埋设钢护筒的钻孔，钻孔深度不得小于基坑开挖深度50m；
b．将钢护筒整体拼装后吊入钻孔中，孔底采用混凝土填封密实；
c．在施工场地内布置动力装置、浆液分离装置、导管和输气管等部件；
d．对各部件的连接位置进行检查，并上电调试，进行输送系统的试运行；
e．随着土方开挖的进行，将导管和输气管竖向固定于附近的固定支撑结构上，同时逐节拆除钢护筒，保证钢护筒的顶面超过基坑土方开挖面50cm以上；
f．将基坑开挖的土方运入钢护筒中，开启运输系统，将土方沿导管运输至场内地面指定位置进行分离，筛分后的土方经晾晒处理后运出场外，浆液通过浆液分离装置补充后重复使用；
g．基坑开挖至坑底设计标高后，拆除装置，将钻孔内剩余部分的钢护筒拔出后回收，钻孔采用素混凝土回填。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，可以达到以下有益效果：
1、利用该运输系统进行基坑土方运输所需场地较小，成功解决了常规取土设备占用场地面积大的问题，适合在城市密集区域内进行基坑土方施工；
2、通过该方法进行基坑土方运输受周围环境影响较小，除去设备检修时间，可24小时不间断作业，保证施工进度高效进行；
3、整个运输施工过程中，土方全程处于导管之中，大大降低常规转运方法带来的灰尘和雾霾，具有极高的环境保护价值。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细的说明，其中：
图1为本发明一种用于基坑工程的土方运输系统的整体结构示意图；
图2为本发明所述钢护筒、导管和输气管的相对位置关系示意图；
图3为本发明一种用于基坑工程的土方运输系统的施工运输作业前状态示意图；
图4为本发明一种用于基坑工程的土方运输系统的施工运输作业状态示意图；
图5为本发明一种用于基坑工程的土方运输系统的施工运输作业完成后状态示意图；
图中：1-钢护筒，2-动力装置，3-浆液分离装置，4-导管，5-输气管，6-防堵管装置，7-气液混合器，8-固定支撑结构。
具体实施方式
如图1所示，为本发明一种用于基坑工程的土方运输系统的整体结构示意图，该系统包括钢护筒1、动力装置2、浆液分离装置3、导管4、输气管5、防堵管装置6、气液混合器7和固定支撑结构8。
钢护筒1埋设于土中，筒内充满泥浆、土方混合液，为整个运输系统提供安全稳定的运行环境，后期随着土方开挖逐渐拆除。
动力装置2为空气压缩机，通过输气管5与运输系统连接，为整个系统提供运输所需要的动力。
浆液分离装置3由泥浆管、泥浆泵和泥浆分离器组成，主要完成泥浆的分离，用于保证泥浆的使用性能和循环利用。
导管4分为竖向部分和水平部分，竖向导管插入钢护筒1中，水平导管铺设于地面并固定。
输气管5的起始端与动力装置2相连，竖向与导管4固定连接插入钢护筒1中，末端连接气液混合器7，固定于导管4的出口附近，主要用于将动力装置2提供的压缩空气注入气液混合器7，使压缩空气2与导管4内的浆液混合从而在导管4内外形成压力差，在压力差的作用下将混合浆液沿导管4输出至场外指定地点，如图2所示，为钢护筒1、导管4和输气管5在孔内的相对位置关系示意图。
防堵管装置6包含高压射水枪、振动仪，高压射水枪埋设在钢护筒1内壁、液面以下位置，用于搅动沉入钢护筒1中的土方，防止其沉淀；振动仪布置于输送管道内，防止长期使用情况下钢护筒1内附着大量泥浆导致运输管道堵塞。
作为本发明的一种技术优化方案，所述钢护筒1分节通过法兰拼装为整体，单节钢护筒1由多段圆弧形钢板组成。
作为本发明的一种技术优化方案，所述竖向部分的导管4底端距离钢护筒1的底部2m-3m，上端与固定支撑结构8连接固定。
本发明在使用时，主要通过以下步骤来完成基坑内部土方的运输施工作业，具体施工方法为：
步骤一：在施工场地内临近基坑水平支撑结构附近开挖埋设钢护筒1的钻孔，钻孔深度不得小于基坑开挖深度50m；
步骤二：将钢护筒1整体拼装后吊入钻孔中，孔底采用混凝土填封密实；
步骤三：在施工场地内布置动力装置2、浆液分离装置3、导管4和输气管5等部件；
步骤四：对各部件的连接位置进行检查，并上电调试，进行输送系统的试运行，施工作业开始前的状态如图3所示；
步骤五：随着土方开挖的进行，将导管4和输气管5竖向固定于附近的固定支撑结构8上，同时逐节拆除钢护筒1，保证钢护筒1的顶面超过基坑土方开挖面50cm以上；
步骤六：将基坑开挖的土方运入钢护筒1中，开启运输系统，将土方沿导管运输至场内地面指定位置进行分离，筛分后的土方经晾晒处理后运出场外，浆液通过浆液分离装置3补充后重复使用，施工过程中浆液循环过程如图4所示；
步骤七：基坑开挖至坑底设计标高后，拆除装置，将钻孔内剩余部分的钢护筒1拔出后回收，钻孔采用素混凝土回填，施工完成后如图5所示。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。