一种清洁环保的高栈桥施工平台反循环成桩系统的制作方法

本发明属于道路桥梁领域，涉及高栈桥施工，具体涉及一种清洁环保的高栈桥施工平台反循环成桩系统。

背景技术：

水中平台钻孔灌注桩反循环钻进的施工，传统方法是先搭设好施工栈桥作为施工平台，在栈桥上搭设钻孔设备，埋设护筒后利用气举式反循环钻机进行钻进。钻进过程中泥浆从钻杆与孔壁间的间隙流入孔内，当钻头在孔底削切钻进时，钻渣和泥浆一起利用吸抽泵从钻头吸入经钻杆排出沉淀池，钻渣沉淀而泥浆流入泥浆池循环使用，沉淀后的钻渣由运渣车运走。

传统方法的常见弊端是：①泥浆循环和钻渣清理的过程中栈桥施工平台的环保问题达不到要求，钻孔场地污泥遍布。②会占用过多的施工平台空间，影响施工运输车辆和混凝土的灌注工作。③泥浆池、沉淀池等没有系统合理的空间布置，导致多个钻机同时钻进时，泥浆循环管道布置交错复杂或出现站位冲突而出现钻机闲置的情况。④沉淀池中钻渣沉淀速度过慢，泥浆回流速度较慢。⑤护筒中高水位形成的高水压在砂卵地层中易造成砂卵石压出而漏浆。因此，水中高栈桥施工平台反循环钻进施工过程中如何在满足清洁环保要求的情况下进行合理、高效的泥浆循环及钻渣排放是解决传统方法弊端的关键。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足与缺陷，本发明的目的在于提供一种清洁环保的高栈桥施工平台反循环成桩系统，解决现有技术中高栈桥施工过程中的环保问题严重的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案予以实现：

一种清洁环保的高栈桥施工平台反循环成桩系统，包括主栈桥和设置在主栈桥一侧的支栈桥，所述的支栈桥上布设有多个反循环成桩单元；

每个反循环成桩单元中包括钢护筒组，钢护筒组中包括多个钢护筒；所述的钢护筒通过第一连通管与钻渣沉淀过滤箱的进渣口相连通，钻渣沉淀过滤箱一侧的出渣槽与封闭式钻渣储蓄箱的进渣管道相连通，钻渣沉淀过滤箱一侧的排污泥口与封闭式钻渣储蓄箱的进污泥管道相连通，钻渣沉淀过滤箱的另一侧的出浆口通过除砂器与泥浆池相连，泥浆池通过第二连通管与钢护筒相连通；

所述的封闭式钻渣储蓄箱的出渣口和污泥排出管均位于主栈桥与支栈桥的连接处；

所述的钻渣沉淀过滤箱包括封闭的箱体，箱体的顶部设置有进渣口，箱体内设置有振动过滤筛，振动过滤筛一侧的箱体侧壁上设置有出渣槽，振动过滤筛下方的箱体内设置有泥浆导流斗，泥浆导流斗通过连接软管与泥浆分离器相连，泥浆分离器设置在箱体底部，泥浆分离器的一端与箱体侧壁上的排污泥口相连通，泥浆分离器的另一端与箱体侧壁上的出浆口相连通；

本发明还具有如下技术特征：

所述的封闭式钻渣储蓄箱包括通过隔板隔开的钻渣储蓄箱体和污泥储蓄箱体，钻渣储蓄箱体位于污泥储蓄箱体的上方；

所述的钻渣储蓄箱体的一侧靠近顶部设置有进渣管道，所述的钻渣储蓄箱体的另一侧靠近底部设置有出渣口；

所述的钻渣储蓄箱体内靠近隔板设置有转动底板，转动底板的一端转动式安装在靠近出渣口的隔板端部，转动底板的另一端与钻渣储蓄箱体的弧形内壁接触式密封，隔板上靠近弧形内壁的位置安装有第一油缸的底端，第一油缸的顶端与转动底板铰接，第一油缸推动转动底板转动过程中转动底板的另一端始终与弧形内壁接触式密封；

所述的钻渣储蓄箱体内靠近出渣口的位置设置有升降闸门，升降闸门通过安装在钻渣储蓄箱体顶部的第二油缸和第三油缸带动升降，出渣口所在的钻渣储蓄箱体内壁上设置有多个垫块，多个垫块与升降闸门接触；

所述的污泥储蓄箱体的一侧靠近顶部设置有进污泥管道，所述的污泥储蓄箱体的另一侧靠近底部设置有污泥排出管，污泥排出管上安装有污泥排出阀门。

所述的第一连通管能够与钢护筒组中的每个钢护筒相连；所述的第二连通管能够与钢护筒组中的每个钢护筒相连。

所述的主栈桥上还布设有运渣车。

所述的振动过滤筛倾斜设置，与箱体底面的夹角为10°～20°，振动过滤筛的低端一侧的箱体侧壁上设置有出渣槽。

所述的振动过滤筛的筛孔孔径为10mm～15mm。

所述的振动过滤筛上方的箱体内壁上安装有高压气泵头，高压气泵头与设置在箱体外壁上的高压气泵相连。

所述的振动过滤筛和高压气泵分别与设置在箱体外壁上的控制面板相连。

所述的箱体上设置有第一人行梯。

所述的弧形内壁上设置有导轨，转动底板的另一端上设置有导向轮，导向轮与导轨配合且能够在导轨中运动。

所述的隔板水平设置，所述的污泥储蓄箱体的底板沿着进污泥管道至污泥排出管的方向向下倾斜设置。

所述的进渣管道和进污泥管道位于封闭式钻渣储蓄箱的同一侧，所述的出渣口和污泥排出管位于封闭式钻渣储蓄箱的同一侧。

所述的钻渣储蓄箱体上安装有第二人行梯，所述的污泥储蓄箱体底部设置有第二支腿。

本发明与现有技术相比，有益的技术效果是：

(ⅰ)本发明的反循环成桩系统在整个泥浆循环过程中钻渣、污泥和泥浆均在封闭的管路中输送循环，保证了施工场地的清洁性和环保性。该系统采用科学的泥浆循环系统空间布置，各组泥浆循环系统互不干扰，钻孔过程中各钻机之间不冲突，节省了施工平台空间，提供了施工效率，降低了施工成本。

(ⅱ)本发明的钻渣沉淀过滤箱，钻渣沉淀过滤箱上层的振动筛可有效、迅速将钻渣分离并排出到钻渣储蓄箱，下层配有泥浆分离器，可有效地分离出泥浆和泥沙。钻渣沉淀过滤箱集沉渣和除泥除砂等多种功能为一身，且整个装置便于移动和搬运，有效降低了循环泥浆的含砂率，减少清孔时间，从钻孔中排出的泥浆能够及时补回，工作效率高，降低施工成本。

(ⅲ)本发明的封闭式钻渣储蓄箱能在不间断施工的条件下，对钻渣进行清洁环保的储层及运输。钻渣始终在在封闭的环境中，保证了施工场地的清洁性。储蓄箱还节省了施工平台空间，沉渣即时储存即时运输，提供了施工效率，降低了施工成本。本发明通过两个封闭型等空间沉渣箱的转换，实现不间断施工，工作效率高。

附图说明

图1是反循环成桩系统的整体结构示意图。

图2是钻渣沉淀过滤箱外部的整体结构示意图。

图3是钻渣沉淀过滤箱内部的正视结构示意图。

图4是钻渣沉淀过滤箱内部的侧视结构示意图。

图5是钻渣沉淀过滤箱与封闭式钻渣储蓄箱的连接示意图。

图6是封闭式钻渣储蓄箱内部的正视结构示意图。

图中各个标号的含义为：1-主栈桥，2-支栈桥，3-反循环成桩单元，4-钢护筒组，5-钢护筒，6-第一连通管，7-钻渣沉淀过滤箱，8-封闭式钻渣储蓄箱，9-除砂器，10-泥浆池，11-第二连通管，12-运渣车；

701-箱体，702-进渣口，703-振动过滤筛，704-出渣槽，705-泥浆导流斗，706-连接软管，707-泥浆分离器，708-排污泥口，709-出浆口，710-高压气泵头，711-高压气泵，712-控制面板，713-第一人行梯；

801-隔板，802-钻渣储蓄箱体，803-污泥储蓄箱体，804-进渣管道，805-出渣口，806-转动底板，807-弧形内壁，808-第一油缸，809-升降闸门，810-第二油缸，811-第三油缸，812-垫块，813-进污泥管道，814-污泥排出管，815-污泥排出阀门，816-导轨，817-导向轮，818-第二人行梯，819-第二支腿，820-进渣板。

以下结合附图和实施例对本发明的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。

实施例1：

遵从上述技术方案，本实施例给出一种用于高栈桥施工平台反循环成桩系统的钻渣沉淀过滤箱，如图2至图4所示，包括封闭的箱体701，箱体701的顶部设置有进渣口702，箱体701内设置有振动过滤筛703，振动过滤筛703一侧的箱体701侧壁上设置有出渣槽704，振动过滤筛703下方的箱体701内设置有泥浆导流斗705，泥浆导流斗705通过连接软管706与泥浆分离器707相连，泥浆分离器707设置在箱体701底部，泥浆分离器707的一端与箱体701侧壁上的排污泥口708相连通，泥浆分离器707的另一端与箱体701侧壁上的出浆口709相连通。

作为本实施例的一种优选方案，振动过滤筛703倾斜设置，与箱体701底面的夹角为10°～20°，振动过滤筛703的低端一侧的箱体侧壁上设置有出渣槽704。振动过滤筛703的筛孔孔径为10mm～15mm。振动过滤筛703采用现有技术中成熟的振动筛技术加工制造即可。

作为本实施例的一种优选方案，振动过滤筛703上方的箱体701内壁上安装有高压气泵头710，高压气泵头710与设置在箱体701外壁上的高压气泵711相连。通过高压气体和振动相配合，可以使得钻渣更好地筛分。

作为本实施例的一种优选方案，振动过滤筛703和高压气泵711分别与设置在箱体701外壁上的控制面板712相连。控制面板712用于控制振动过滤筛703的启停和高压气泵711的启停，也可以进一步控制振动过滤筛703的振动强度和高压气泵711的气流速度和压力。

作为本实施例的一种优选方案，箱体701上设置有第一人行梯713。便于技术人员的施工或维修。

本实施例中，用于高栈桥施工平台反循环成桩系统的钻渣沉淀过滤箱的整体尺寸为长×宽×高＝5m×3.5m×4.5m。

实施例2：

遵从上述技术方案，本实施例给出一种用于高栈桥施工平台反循环成桩系统的钻渣储蓄箱，如图5和图6所示，包括通过隔板801隔开的钻渣储蓄箱体802和污泥储蓄箱体803，钻渣储蓄箱体802位于污泥储蓄箱体803的上方；

钻渣储蓄箱体802的一侧靠近顶部设置有进渣管道804，钻渣储蓄箱体802的另一侧靠近底部设置有出渣口805；

钻渣储蓄箱体802内靠近隔板801设置有转动底板806，转动底板806的一端转动式安装在靠近出渣口805的隔板801端部，转动底板806的另一端与钻渣储蓄箱体802的弧形内壁807接触式密封，隔板801上靠近弧形内壁807的位置安装有第一油缸808的底端，第一油缸808的顶端与转动底板806铰接，第一油缸808推动转动底板806转动过程中转动底板806的另一端始终与弧形内壁807接触式密封；

钻渣储蓄箱体802内靠近出渣口805的位置设置有升降闸门809，升降闸门809通过安装在钻渣储蓄箱体802顶部的第二油缸810和第三油缸811带动升降，出渣口805所在的钻渣储蓄箱体802内壁上设置有多个垫块812，多个垫块812与升降闸门809接触；

污泥储蓄箱体803的一侧靠近顶部设置有进污泥管道813，污泥储蓄箱体803的另一侧靠近底部设置有污泥排出管814，污泥排出管814上安装有污泥排出阀门815。

作为本实施例的一种优选方案，弧形内壁807上设置有导轨816，转动底板806的另一端上设置有导向轮817，导向轮817与导轨816配合且能够在导轨816中运动。通过导向轮817与导轨816的配合能够使得转动底板806与弧形内壁807的接触密封在运动过程中更平稳，导向轮817与导轨816的设置以不影响密封性为基本原则。

作为本实施例的一种优选方案，隔板801水平设置，污泥储蓄箱体803的底板沿着进污泥管道813至污泥排出管814的方向向下倾斜设置。便于污泥的排出。

作为本实施例的一种优选方案，进渣管道804和进污泥管道813位于封闭式钻渣储蓄箱的同一侧，出渣口805和污泥排出管814位于封闭式钻渣储蓄箱的同一侧。使得设备更加紧凑，减少占地面积。

作为本实施例的一种优选方案，钻渣储蓄箱体802上安装有第二人行梯818，污泥储蓄箱体803底部设置有第二支腿819。第二人行梯818便于技术人员的施工或维修。第二支腿819将钻渣储蓄箱支撑起来，便于运渣车13装料。

作为本实施例的一种优选方案，进渣管道804上设置有抽拉式的进渣板820，用于作为挡板开启或者关闭进渣管道804。

本实施例中，用于高栈桥施工平台反循环成桩系统的钻渣储蓄箱的整体尺寸为长×宽×高＝6m×5m×2.5m。

实施例3：

遵从上述技术方案，本实施例给出一种清洁环保的高栈桥施工平台反循环成桩系统，如图1至图6所示，包括主栈桥1和设置在主栈桥1一侧的支栈桥2，支栈桥2上布设有多个反循环成桩单元3；

每个反循环成桩单元3中包括钢护筒组4，钢护筒组4中包括多个钢护筒5；钢护筒5通过第一连通管6与钻渣沉淀过滤箱7的进渣口702相连通，钻渣沉淀过滤箱7一侧的出渣槽704与封闭式钻渣储蓄箱8的进渣管道804相连通，钻渣沉淀过滤箱7一侧的排污泥口708与封闭式钻渣储蓄箱8的进污泥管道813相连通，钻渣沉淀过滤箱7的另一侧的出浆口709通过除砂器9与泥浆池10相连，泥浆池10通过第二连通管11与钢护筒5相连通；

封闭式钻渣储蓄箱8的出渣口805和污泥排出管814均位于主栈桥1与支栈桥2的连接处；

钻渣沉淀过滤箱7采用实施例1中的用于高栈桥施工平台反循环成桩系统的钻渣沉淀过滤箱。

封闭式钻渣储蓄箱8采用实施例2中的用于高栈桥施工平台反循环成桩系统的钻渣储蓄箱。

作为本实施例的一种优选方案，第一连通管6能够与钢护筒组4中的每个钢护筒5相连；第二连通管11能够与钢护筒组4中的每个钢护筒5相连。便于泥浆循环。

作为本实施例的一种优选方案，主栈桥1上还布设有运渣车13。运渣车13从主栈桥1将钻渣和污泥运出。主栈桥1和支栈桥2均为已知的成熟栈桥。主栈桥1和支栈桥2的主梁均由贝雷梁搭设，贝雷梁上铺筑一层钢筋混凝土桥面板。

作为本实施例的一种优选方案，封闭式钻渣储蓄箱8为多个。可以交替使用。

本实施例的清洁环保的高栈桥施工平台反循环成桩系统使用时可以通过现有的自动化控制方法进行控制，也可以采用传统的手动控制方法进行控制。

本实施例的清洁环保的高栈桥施工平台反循环成桩系统使用时的具体操作步骤如下：

步骤一，设置主栈桥：在桩位处旁设置主栈桥1，用于施工设备的运输，也是后期桥梁上部结构施工的施工便道。

步骤二，设置支栈桥：两个支栈桥2垂直于主栈桥1设置在主栈桥1的同侧，并在两个支栈桥2之间搭设钻孔施工平台。

步骤三，设置钢护筒：在两个支栈桥2之间按每排4个钢护筒5的形式布置4排钢护筒，4排钢护筒分布在两个反循环成桩单元3内。

步骤四，设置泥浆循环系统：泥浆池10设置在远离主栈桥1的一侧，钻渣沉淀过滤箱7和钻渣储蓄箱8设置在两个支栈桥2上并在16个钢护筒5两侧对称布置，钻渣沉淀过滤箱7在支栈桥2跨中处而钻渣储蓄箱8设置在靠近主栈桥1处以方便运渣车12拉走钻渣。钢护筒5与第一连接管6及第二连接管11组成闭合回路。

步骤五，钻孔施工：钻架设置于钻孔桩的上方而钻机在钻孔桩中钻进施工，泥浆和钻渣通过吸抽泵的抽吸作用由钻杆输送到钻孔桩孔口，再通过与钻杆相接的外接软管从进渣口702进入钻渣沉淀过滤箱7。在钻渣沉淀过滤箱7中，泥浆和钻渣先经过一层振动过滤筛703将钻渣遗留在筛网上经出渣口掉入钻渣储蓄箱8中。通过钻渣沉淀过滤箱7筛选下的碎石经过进渣管道804，在进渣管道804上滑落进入钻渣储蓄箱体802，钻渣储蓄箱体802内的转动底板806与隔板801构成10°的倾角。待钻渣储蓄箱体802内灌入足量碎石，触发转动底板806底部压力传感器设定阈值，也可以根据情况手动操作。此时通过第二油缸810、第三油缸811顶升升降闸门809，顶升至露出出渣口805。其中升降闸门809与箱壁之间设置若干垫块812，保证升降闸门809上升过程中的垂直度。这之后调整第一油缸808，对转动底板806进行旋转抬升，加快钻渣储蓄箱体802的出渣速度。出渣结束后，释放第二油缸810与第三油缸811，使得升降闸门809落下挡住出渣口805。这期间工人通过第二人行梯818到达箱体顶部，提拉或下放进渣板820，对钻渣储蓄箱体802的进渣进行控制，保证一个钻渣储蓄箱体802出渣时另一个箱体进渣，完成不间断施工的要求。泥垢的储蓄排除功能与碎石较为类似，在污泥储蓄箱体803中进行。而通过筛网的泥浆因重力作用和振动作用落入设置在钻渣沉淀过滤箱7内下部的泥浆分离器707中，分离出砂和泥后泥浆从出浆口经过出浆口709进入泥浆池10中，泥浆池10中的泥浆利用泥浆泵第二连接管11流入与泥浆池10相连的钢护筒5中，最终流入正在施工的钻孔桩内，实现泥浆的循环使用。而分离出的污泥则经过排污泥口708进入钻渣储蓄箱8中的污泥储蓄箱体803。直至压力传感器达到设定阈值，关闭通道，，也可以根据情况手动操作。之后打开污泥排出阀门815，通过泥垢排出管814排往工程车。每个钻渣储蓄箱8包含两个布置在排污泥口708两侧的污泥储蓄箱体803，并分别与排污泥口708相连，排污泥口708两侧设置阀门。先开启一侧阀门，泥垢从排污泥口708进入泥垢储蓄箱803,直至压力传感器达到设定阈值，关闭阀门。之后打开污泥排出阀门815，通过泥垢排出管814排往工程车。在关闭一侧阀门时，打开排污泥口708另一侧的阀门，继续进行储蓄，完成不间断施工的要求。

当完成一个钢护筒5的施工后，移动第一连通管6与第二连通管11到下一个钢护筒5。继续进行施工。