泥浆气举反循环清渣装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种泥浆气举反循环清渣装置，其特征在于：连续墙槽段内竖直插入导管，导管底部敞开，导管顶部通过导管帽密封，导管帽顶部设有橡胶风管接头和回浆管接头，导管帽底部设有与橡胶风管接头相连通的钢风管接头，空压机通过橡胶风管连接橡胶风管接头，钢风管接头与钢风管一端连接，钢风管另一端连接气液混合器，回浆管一端通过回浆管接头与导管帽固定，回浆管另一端连接泥浆分离器进口，泥浆分离器出口通过送浆管连接连续墙槽段内腔。本套装置适用于砂质地层地铁车站深基坑围护结构地下连续墙及类似工程施工中应用，操作简单、可靠性强，浇筑质量得到提高；墙体接头的止水效果显著提高。
【专利说明】泥浆气举反循环清渣装置
[【技术领域】]
[0001]本实用新型属于轨道交通工程技术科学领域，主要涉及地铁围护结构地下连续墙槽段泥浆气举反循环清理沉渣的装置。
[【背景技术】]
[0002]随着国内经济的迅速发展，大中城市轨道交通建设网络化，地下车站深基坑主要围护结构——地下连续墙建设技术越来越重要，现已从单一的围护结构向围护与承重双重结构发展。因此，随着墙体厚度增加，深度加深，其施工技术要求和标准也越来越高，在施工过程中，其槽底沉渣能否被彻底清除对于避免槽段间产生不均匀沉降和基础整体沉降量过大至关重要，它不仅影响到地下连续墙混凝土的浇筑质量，对于其上部结构的施工质量也将带来直接的影响。
[0003]现有技术中，地下连续墙清底主要有以下2种方法:1、潜水泵清底法；2、抓斗清底法。第一种方法需要将潜水泵放入槽段的底部，由于排渣管为软管、且其长度过大，泥浆的循环通道难以形成，而且潜水泵在下放过程中对槽壁的负面影响也较大；第二种方法是在地下连续墙成槽完成后，经过一段时间的沉淀再用抓斗对槽段底部的沉渣重新抓除清底，其工艺比较原始、技术落后。同时，它们还共同存在清底效果差，满足不了设计要求，清底效率低下，直接影响施工进度和工程总工期。
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【发明内容】
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[0004]本实用新型的目的在于克服现有技术存在的技术缺陷，提供一种新型结构的泥浆气举反循环清渣装置。
[0005]为实现上述目的，设计一种泥浆气举反循环清渣装置，其特征在于:由导管8、导管帽4、空压机1、橡胶风管2、钢风管9、气液混合器10、回浆管5、泥浆分离器7以及送浆管6构成，连续墙槽段内竖直插入导管，所述导管底部敞开，所述导管顶部通过导管帽4密封，所述导管帽4顶部设有橡胶风管接头和回浆管接头，导管帽4底部设有与橡胶风管接头相连通的钢风管接头，空压机I通过橡胶风管2连接橡胶风管接头，钢风管接头与钢风管9 一端连接，钢风管9另一端连接气液混合器10，回浆管5 —端通过回浆管接头与导管帽4固定，回浆管5另一端连接泥浆分离器进口，泥浆分离器出口通过送浆管6连接连续墙槽段内腔。
[0006]地下连续墙钢筋笼安装就位后，将泥浆气举反循环清渣装置连接好，启动空压机，压缩空气从风管底部通过气液混合器排出后与泥浆混合，在导管内形成一种密度小于泥浆的浆气混合物，浆气混合物因其比重小而上升，在气液混合器底端形成负压，下面的泥浆在负压的作用下上升，并在气压动量的联合作用下，不断补浆，槽内泥浆、空气、沉渣的三相流沿导管向上运行至回浆管，排入泥浆分离器，过滤出泥浆中的沉渣，合格泥浆又重新进入槽段内，反复循环直至槽底沉渣厚度及泥浆质量满足设计要求。
[0007]在上述结构中，泥浆气举反循环清渣装置的核心为导管帽4，空压机I与导管帽4通过橡胶风管2连接，其产生的压缩空气经导管帽4后进入钢风管9，再通过气液混合器10排出；泥浆分离器7与导管帽4通过回浆管5连接，过滤出沉渣的合格泥浆再通过送浆管6不断补充到槽段中，导管8通过导管固定架3进行安装下放。
[0008]所述导管帽4由导管盖13、回浆管接头11、橡胶风管接头12、钢风管接头15以及导管连接帽14组成，所述导管盖13采用圆柱形，所述导管盖13内设有两组纵向通孔，第一通孔的顶部焊接有回浆管接头11，第二通孔的顶部焊接有橡胶风管接头12，第二通孔的底部焊接有钢风管接头15，所述导管盖13的外侧壁还嵌套固定有一环形导管连接帽14。
[0009]导管帽4是在导管盖13上焊接各种连接接头，成为压缩空气和泥浆回收的中转通道，导管盖13外径为250mm，壁厚1mm;回浆管接头11采用镀锌钢管DN80制作，外径为88.5mm,壁厚4mm,高度为220mm,中心距离导管盖边80mm进行焊接牢固；橡胶风管接头12、钢风管接头15均采用镀锌钢管DN25制作，外径为33.5mm,壁厚3.25mm,橡胶风管接头12高度为100mm，钢风管接头15高度为350mm，两管中心距离导管盖边55mm进行同心焊接牢固。
[0010]所述气液混合器10连接于钢风管9尾部，采用镀锌钢管DN50制作，长80cm，外径为6cm,壁厚3.8mm,沿长度每隔1cm设置一组排气孔16,孔径为3mm,角度为逆时针45° ,每排均布5个。
[0011]导管8通过导管固定架3进行安装下放入连续墙槽段内，所述导管外径250_，壁厚10mm，通过导管固定架3的导管口将导管分节下放，丝扣连接，导管接长时通过两根活动卡扣悬挂、逐段吊装接长，导管8垂直沉放直至底部距沉渣顶部30?50cm。
[0012]所述橡胶风管2与橡胶风管接头12通过管卡绑扎牢固；回浆管5套在回浆管接头11上，用管卡固定牢固；导管8与导管帽4的连接采用丝扣连接。
[0013]技术效果
[0014]1、本套装置适用于砂质地层地铁车站深基坑围护结构地下连续墙及类似工程施工中应用，操作简单、可靠性强；
[0015]2、经过置换后的泥浆比重降低，浇筑环境改善，使水下混凝土浇筑阻力减小，浇筑质量得到提闻;
[0016]3、槽段底部沉渣的彻底清除，克服了地下连续墙槽段间的不均匀沉降，避免了接头错位等问题的出现，同时，随着接头夹泥的减少，墙体接头的止水效果显著提高。
[【专利附图】
【附图说明】]
[0017]图1为泥浆气举反循环清渣装置示意图
[0018]图2为导管帽示意图
[0019]图3为导管帽剖面图
[0020]图4为气液混合器示意图
[0021]图5为导管放置平面图
[0022]1-空压机2-橡胶风管3-导管固定架4-导管帽5-回浆管6_送浆管7_泥浆分离器8-导管9-钢风管10-气液混合器11-回浆管接头12-橡胶风管接头13-导管盖14-导管连接帽15-钢风管接头16-排气孔。[【具体实施方式】]
[0023]本专利试验于苏州市轨道交通4号线及支线工程土建施工项目(第四批)IV-TS-11标工程，为两站两区间，两车站分别为江陵西路站和花港路站。其中，江陵西路车站位于江陵西路和鲈乡北路交汇处，沿鲈乡北路布置，为地下二层岛式车站，车站主体围护结构采用800mm厚地下连续墙施工，共计105幅地墙，最大深度为31.5m。由于本车站地墙穿越粉砂质地层，每幅墙成槽完成后，泥浆质量都较差，沉渣厚度也较大，故运用本专利进行泥浆气举反循环清渣。
[0024]本泥浆气举反循环清渣装置，由导管8、导管帽4、空压机1、橡胶风管2、钢风管9、气液混合器10、回浆管5、泥浆分离器7以及送浆管6构成，其安装步骤如下:
[0025]1、导管安装:钢筋笼下放完成后，进行导管8连接，连续墙槽段内竖直插入导管，所述导管底部敞开，导管8通过导管固定架3进行安装下放入连续墙槽段内，导管外径250mm,壁厚10mm，通过导管固定架3的导管口将导管分节下放，丝扣连接，导管接长时通过两根“〖”字钢加工而成的活动卡悬挂、逐段吊装接长，导管8垂直沉放直至底部距沉渣顶部30~50cm，以便吸走沉渣。导管放置示意图见图5，导管下放前，必须进行气密性检查，导管、钢风管连接时需加止水密封圈，确保接头密封、不漏水；
[0026]2、钢风管安装:钢风管9采用橡胶密封圈螺纹连接，安放时，首先将一节钢风管沿导管8中心下放，待钢风管上口下放到导管口位置时，用吊车吊起导管帽4，用管钳将钢风管与导管帽4连接牢固，然后将连接好的钢风管提出导管口，同样方法下放第二节钢风管，逐节接长，最底 节安装带有气液混合器10的钢风管，然后将连接好的钢风管9沿导管8垂直下放。钢风管9伸入导管8内的高度以气液混合器10顶端计，其伸入高度L根据现场实际情况确定，经验计算公式L =槽深X (0.65~0.75)，本实施例中气液混合器10顶端距离导管帽高度为24m。
[0027]3、风管、导管与回浆管连接:橡胶风管2、钢风管9、导管8及回浆管5的连接通过导管帽4进行连接。所述导管帽4由导管盖13、回浆管接头11、橡胶风管接头12、钢风管接头15以及导管连接帽14组成，所述导管盖13采用圆柱形，所述导管盖13内设有两组纵向通孔，第一通孔的顶部焊接有回浆管接头11，第二通孔的顶部焊接有橡胶风管接头12，第二通孔的底部焊接有钢风管接头15，所述导管盖13的外侧壁还嵌套固定有一环形导管连接帽14，导管顶部通过导管帽4密封。
[0028]导管帽4是在导管盖13上焊接各种连接接头，成为压缩空气和泥浆回收的中转通道，导管盖13外径为250mm，壁厚1mm;回浆管接头11采用镀锌钢管DN80制作，外径为88.5mm,壁厚4mm,高度为220mm,中心距离导管盖边80mm进行焊接牢固；橡胶风管接头12、钢风管接头15均采用镀锌钢管DN25制作，外径为33.5mm，壁厚3.25mm，橡胶风管接头12高度为100mm，钢风管接头15高度为350mm，两管中心距离导管盖边55mm进行同心焊接牢固。
[0029]所述气液混合器10连接于钢风管9尾部，采用镀锌钢管DN50制作，长80cm，外径为6cm,壁厚3.8mm,沿长度每隔1cm设置一组排气孔16,孔径为3mm,角度为逆时针45° ,每排均布5个。
[0030]将橡胶风管2 —端与导管帽4连接，连接时用管卡将橡胶风管2和橡胶风管接头12绑扎牢固，另一端与空压机I连接，空压机I型号为GRF-30D-8 ;回浆管5 —端套在导管帽4的回浆管接头11上，用管卡固定牢固，回浆管5另一端连接泥浆分离器进口，泥浆分离器型号为ZX200，泥浆分离器出口通过送浆管6连接连续墙槽段内腔；导管8与导管帽4的连接采用丝扣连接。
[0031]至此泥浆气举反循环清渣装置安装完成。
[0032]4、启动空压机:泥浆气举反循环清渣装置安装完成后，启动空压机1，并打开送气阀门，压缩空气经钢风管9从气液混合器10喷出后即与导管8内的泥浆相混合，导管内外液柱产生密度差，形成压力差。在压力差作用下，泥浆反循环，槽底泥浆通过导管向上抽吸，抽至导管顶的泥浆经回浆管5流入泥浆分离器7，过滤出泥浆中的沉渣后，合格泥浆通过送浆管6重新进入槽段内，确保槽段内泥浆水头。反复循环直至孔底沉渣厚度及泥浆质量达到规范要求后，先关闭空压机1，后停止泥浆泵，再拆除导管帽4、钢风管9、橡胶风管2、回浆管5、送浆管6等。注意空压机的正确启动，送风时风量、风压应由小到大，防止导管的瞬时上浮和钢风管的破裂，并注意空压机的日常维护，特别注意润滑剂的添加；导管帽、钢风管等材料要轻拿轻放、集中管理。
[0033]江陵西路车站应用本专利进行槽段泥浆清理后，泥浆质量改善，沉渣厚度达到设计要求，混凝土浇筑质量提高，地墙接头干净，墙体开挖后无明显的渗漏水，止水效果好，施工中没有发生任何安全、质量事故，施工始终处于快速可控的状态，得到业主和设计单位的好评。
【权利要求】
1.一种泥浆气举反循环清渣装置，其特征在于:由导管(8)、导管帽(4)、空压机(I)、橡胶风管(2)、钢风管(9)、气液混合器(10)、回浆管(5)、泥浆分离器(7)以及送浆管(6)构成，连续墙槽段内竖直插入导管，所述导管底部敞开，所述导管顶部通过导管帽(4)密封，所述导管帽(4)顶部设有橡胶风管接头和回浆管接头，导管帽(4)底部设有与橡胶风管接头相连通的钢风管接头，空压机(I)通过橡胶风管(2)连接橡胶风管接头，钢风管接头与钢风管(9) 一端连接，钢风管(9)另一端连接气液混合器(10)，回浆管(5) —端通过回浆管接头与导管帽(4)固定，回浆管(5)另一端连接泥浆分离器进口，泥浆分离器出口通过送浆管(6)连接连续墙槽段内腔。
2.如权利要求1所述的一种泥浆气举反循环清渣装置，其特征在于:所述导管帽(4)由导管盖(13)、回浆管接头(11)、橡胶风管接头(12)、钢风管接头(15)以及导管连接帽(14)组成，所述导管盖(13)采用圆柱形，所述导管盖(13)内设有两组纵向通孔，第一通孔的顶部焊接有回浆管接头(11)，第二通孔的顶部焊接有橡胶风管接头(12)，第二通孔的底部焊接有钢风管接头(15)，所述导管盖(13)的外侧壁还嵌套固定有一环形导管连接帽(14)。
3.如权利要求2所述的一种泥浆气举反循环清渣装置，其特征在于:所述导管盖(13)外径为250mm，壁厚1mm;回浆管接头(11)采用镀锌钢管DN80制作，外径为88.5mm，壁厚4mm，高度为220mm，中心距离导管盖边80mm进行焊接牢固；橡胶风管接头(12)、钢风管接头(15)均采用镀锌钢管DN25制作，外径为33.5mm，壁厚3.25mm，橡胶风管接头(12)高度为100mm,钢风管接头(15)高度为350mm,两管中心距离导管盖边55mm进行同心焊接牢固。
4.如权利要求1所述的一种泥浆气举反循环清渣装置，其特征在于:所述气液混合器(10)连接于钢风管(9)尾部，采用镀锌钢管DN50制作，长80cm，外径为6cm，壁厚3.8mm，沿长度每隔1cm设置一组排气孔(16)，孔径为3mm，角度为逆时针45°，每排均布5个。
5.如权利要求1所述的一种泥浆气举反循环清渣装置，其特征在于:导管(8)通过导管固定架(3)进行安装下放入连续墙槽段内，所述导管外径250mm，壁厚10mm，通过导管固定架(3)的导管口将导管分节下放，丝扣连接，导管接长时通过两根活动卡扣悬挂、逐段吊装接长，导管(8)垂直沉放直至底部距沉渣顶部30?50cm。
6.如权利要求1所述的一种泥浆气举反循环清渣装置，其特征在于:所述橡胶风管(2)与橡胶风管接头(12)通过管卡绑扎牢固；回浆管(5)套在回浆管接头(11)上，用管卡固定牢固；导管(8)与导管帽(4)的连接采用丝扣连接。
【文档编号】E02D5/18GK203821373SQ201420243845
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月13日 优先权日:2014年5月13日
【发明者】王伟, 吕志利, 刘显红, 钱琨 申请人:中铁上海工程局集团有限公司, 中铁上海工程局集团华海工程有限公司