一种公路绿色降尘环保施工结构及其施工方法与流程

本发明属于道路工程技术领域，具体地说，涉及一种公路绿色降尘环保施工结构及其施工方法。

背景技术：

建筑施工过程中，通常需要对施工地区的岩石进行清除，目前，大多数采用岩石静态爆破方式对岩石进行爆破清除。岩石静态爆破是在爆破岩体中钻设孔洞，将调配好的液态静爆剂灌注在孔洞内，静爆剂经过水化作用后会产生膨胀压力，该膨胀压力大于岩石的抗拉强度，岩石将被胀裂，从而达到破除岩石的目的。对于静态爆破孔钻凿，一般采用简易的人工手提式钻机，在现场钻凿时会产生较大的粉尘，对操作人员身心健康和周边环境影响较大，现场文明作业条件差，因此需要进行降尘措施。

目前，对于静爆孔钻凿产生的粉尘降尘措施主要有高压喷水降尘，其工作原理是利用动力设备给水提供高压，直接将水雾化喷射至作业出现高空，喷射出来的水雾与空气中弥漫的粉尘相结合，粉尘在水雾重力的作用下慢慢沉淀，从而起到降尘的作用。但是该方法喷射水雾范围小，且受风向风力大小影响大，使用效果较差；例如：中国专利号为201310056888.6的中国专利文件就存在上述的问题，其公开了一种水雾喷射机，主要由喷射装置，支撑装置、控制器、转动机构、平台、底座、水泵和送水管组成，该方案利用文氏管原理，第一喉管和第二喉管在高速气流的作用下，在其腔体内形成负压，产生虹吸现象，将水从第一喷水口、第二喷水口和第三喷水口吸入第一喉管和第二喉管，吸入的水在高速气流的撞击下产生雾化，形成均匀细密的水雾从喷口喷出。

为了解决上述问题，中国专利号为201510454212.1的中国专利文件，其公开了一种岩石静爆孔钻凿降尘装置，包括用于吸附岩石静爆孔钻凿处粉尘的吸附装置及用于依序分类过滤吸附装置吸进来的粉尘的过滤装置；吸附装置包括管口对齐静爆钻孔孔口处的吸附管及使过滤装置内形成负压的动力源，吸附管与过滤装置连接，动力源形成在过滤装置内，通过动力源提供动力，利用吸附管放置在静爆钻孔孔口处进行吸附粉尘，传输到过滤装置处进行过滤分类收集，解决岩石静爆孔钻凿时产生的粉尘污染，保证现场作业人员处于良好工作环境，减少施工对周边环境的污染，实现绿色施工，结构简单，实用性强，降尘效果好，操作简便，有利于现场安全文明施工并且使用成本低；但是，该方案依然存在一些缺陷：由于钻头在工作时，会产生大量的灰尘，因此，降尘将显得尤为重要，而本方案适用于钻好的静爆孔遗留的灰尘处理，而对于钻孔进行时产生的灰尘处理效果却不好，尤其采用螺纹钻头时，会使大量的灰尘沿着钻头的螺纹槽排出，吸附管只能吸收一侧的灰尘，吸尘效果受到影响，而且，通风机与吸附管之间的工作距离过远，会导致通风机的功率要求过大，增加生产成本；而如果通过提高通风机的功率来提高吸尘效果，则会导致制造成本更一步上升，因此，灰尘处理效果不太理想，难以对现场作业的灰尘进行有效的处理；此外，由于吸附管吸取的灰尘比较多，而夹在粗颗粒灰尘之间的细颗粒灰尘在粗颗粒灰尘的作用下，落入沉淀箱中，因此，过滤精度不高，可靠性难以达到要求。

技术实现要素：

1、要解决的问题

针对现有技术存在的降尘效果较差、制造成本过高、过滤精度不高以及可靠性比较低的问题，本发明提供一种公路绿色降尘环保施工结构及其施工方法，在钻静爆孔时，缓冲管端部的弹性边缘能够与钻头周围的岩石面进行紧密的连接，能够避免灰尘进入到空气中，此外，还具有制造成本低、过滤精度高以及可靠性高等优点。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种公路绿色降尘环保施工结构，包括钻头和中间设有可让钻头自由插入的通孔的第一支板；所述的第一支板的一侧设有内径和通孔相同的进气管；所述的进气管一端连接在第一支板的通孔上，进气管另一端连接有缓冲管，所述的缓冲管另一端连接有弹性边缘；所述的进气管的外侧套接有推环；所述的推环用于推动弹性边缘；还包括吸尘装置，所述的吸尘装置与进气管的内部空间接通。

优选地，所述的推环与弹性边缘之间的连接是通过设在进气管外侧的空心筒；所述的空心筒的内部插接有柱体；其中，柱体的一端通过压缩弹簧与空心筒连接，另一端与弹性边缘连接。

优选地，所述的空心筒的数量为9～12个。

优选地，还包括第二支板和筛筒；所述的第二支板与第一支板平行设置；所述的筛筒的一端与第一支板转动连接，另一端穿过第二支板并通过外侧设置的齿牙与设置在第二支板相对安装的齿轮啮合连接。

优选地，还包括集料装置；集料装置的内部为空心结构；所述的筛筒位于集料装置的内部；沿着第一支板向第二支板的方向，筛筒的侧面依次设有第一筛孔和第二筛孔；筛筒内部相对第一筛孔设有推料螺旋；所述的集料装置的内部通过隔板形成第一集料腔和第二集料腔；其中，第一集料腔与第一筛孔对应设置，第二集料腔与第二筛孔对应设置。

优选地，所述的第一集料腔的一侧设有第三集料腔；所述的第一集料腔的侧壁的顶端设有气口；所述的吸尘装置位于第三集料腔靠近气口位置处。

优选地，所述的吸尘装置为通风机。

优选地，所述的第二筛孔的尺寸大于第一筛孔的尺寸。

优选地，所述的筛筒的内部相对第二集料腔设有止挡体；所述的止挡体为圆筒形结构；所述的止挡体的一端与筛筒的端部固定；所述的止挡体的内壁与钻头之间具有间隙。

一种公路绿色降尘环保施工结构的施工方法，其步骤为：

a.采用上述现对一侧面凸凹不平的岩石进行作业，推环推动弹性边缘与岩石的侧面紧密接触，其中，弹性边缘与岩石的未接触面积的比例小于15％；

b.钻头对岩石进行钻孔作业，吸尘装置将钻孔时产生的粉尘吸进进气管并进入到筛筒中，筛筒转动，推料螺旋将灰尘往第二支板的方向推去，细颗粒通过第一筛孔落入第一集料腔中，筛筒的旋转有助于将灰尘中的极细颗粒分离出来，吸尘装置通过风力将极细颗粒收集进第三集料腔中，粗颗粒通过第二筛孔进入到第二集料腔中；

c.步骤b中的推料螺旋的螺距与筛筒的内径的比例范围为(1:3)～(1:5)，筛筒的转速为5～10rad/min。

3、有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明采用的缓冲管与钻头相配合，在钻静爆孔时，缓冲管端部的弹性边缘能够与钻头周围的岩石面进行紧密的连接，能够避免灰尘进入到空气中，达到降尘的效果；与现有技术相比，其具有制造成本低、过滤精度高以及可靠性高等优点；

(2)本发明采用的推环能够驱使弹性边缘向岩石面靠近，岩石面由于不平整，与弹性边缘之间的接触势必存在间隙，如果间隙过大，就会影响钻孔产生的灰尘进入到进气管中，导致降尘效果不明显；而本发明采用的空心筒与柱体的配合设计，根据弹性边缘反馈的接触信息，通过空心筒与柱体的弹性连接，能够将弹性边缘与岩石的未接触面积的比例控制在15％以下，大大减小弹性边缘与岩石面之间的间隙，通过进气管中产生的负压，基本上能够将灰尘全部吸入进气管中，大大提高了降尘效果；此外，环形支板的设计能够固定弹性边缘的径向位置，进而避免缓冲管与钻头接触而导致损坏的发生，避免了意外损失；

(3)本发明采用的筛筒为圆筒形设计，通风机将灰尘吸至筛筒中时，筛筒能够将灰尘按照颗粒大小筛选分类，通风机能够将极细颗粒的灰尘直接吸至第三集料腔，分类效果可靠；而且通风机与缓冲管端部的距离不大，因此，对于通风机的功率要求不高，降低生产成本，筛筒的内部设有推料螺旋，能够将灰尘推至下一目标位置，同时，推料螺旋的设计也有助于灰尘的翻滚，将夹在内部的极细颗粒的灰尘扬出，有利于通风机将其吸入第三集料腔，大大提高了装置的可靠性和过滤精度；筛筒转动过快，难以将灰尘中的细颗粒灰尘筛选干净，影响筛选效果；筛筒转动过慢，将会导致工作效率降低，同时，也会造成灰尘翻滚中的扬尘效果不明显，造成极细颗粒的灰尘没有被筛选处理，进而穿过钻头与止挡体之间的间隙，对钻头的使用造成不利影响；而将筛筒的转速控制在5～10rad/min，能够避免上述两种情况的发生，提高了过滤精度和钻头的使用寿命；

(4)本发明采用的止挡体为圆筒形结构，由于细颗粒的灰尘已经在前一工序中分别筛选收集，粗颗粒的灰尘比较难以进入到钻头与止挡体之间的间隙中，能够避免灰尘颗粒进入到装置内部而产生的对钻头使用寿命的不利影响，结构布局合理，大大提高了钻头的使用寿命。

附图说明

图1为本发明中公路绿色降尘环保施工结构的结构示意图；

图2为本发明中公路绿色降尘环保施工结构的俯视图；

图3为本发明中公路绿色降尘环保施工结构图2中a-a的剖视图；

图4为本发明中公路绿色降尘环保施工结构的前视图；

图5为本发明中公路绿色降尘环保施工结构图4中b-b的剖视图；

图6为本发明中空心筒与柱体的结构示意图。

图中：1、第一支板；

2、第二支板；

3、集料装置；301、第一集料腔；302、第二集料腔；303、第三集料腔；

4、钻头；

5、筛筒；501、止挡体；502、推料螺旋；

6、通风机；

7、进气管；701、缓冲管；702、推环；703、弹性边缘；704、空心筒；705、柱体；706、环形支板；707、推杆。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明进一步进行描述。

实施例1

如图1和图2所示，一种公路绿色降尘环保施工结构，包括钻头4、吸尘装置和中间设有可让钻头4自由插入的通孔的第一支板1，第一支板1作为支撑平台，其一侧设有内径和通孔相同的进气管7，进气管7一端连接在第一支板1的通孔上，进气管7另一端连接有缓冲管701，缓冲管701可以为软管，缓冲管701另一端连接有弹性边缘703，进气管7的外侧套接有推环702，推环702用于推动弹性边缘703，吸尘装置与进气管7的内部空间接通；本实施例中，动力装置带动推环702横向移动，推环702能够驱使弹性边缘703向岩石面靠近，进而使弹性边缘703与岩石面紧密接触，在钻头4进行钻孔作业时，在吸尘装置的作用下，进气管中产生的负压，基本上能够将灰尘全部吸入进气管7中，进而达到降尘的效果，有利于施工场地的环保，同时将收集到的灰尘颗粒进行处理进行再利用，也符合绿色施工的要求。

由于岩石面不平整，与弹性边缘703之间的接触势必存在部分间隙，如果间隙过大，就会影响钻孔产生的灰尘进入到进气管7中，导致降尘效果不明显；因此，还需要克服上述缺陷，如图1、图2、图3、图4和图6所示，推环702与弹性边缘703之间的连接是通过设在进气管7外侧的空心筒704，空心筒704的内部插接有柱体705；其中，柱体705的一端通过压缩弹簧与空心筒704连接，另一端与弹性边缘703连接，空心筒704的数量为9～12个，本实施通过空心筒704与柱体705的弹性配合设计，在弹性边缘703与岩石面接触时，岩石面的凸起区会与弹性边缘703的对应部位接触，但是，岩石面的下凹区与弹性边缘703的对应部位还有间隙，推环702继续驱使弹性边缘703向岩石面运动，弹性边缘703与岩石面的凸起区接触的对应部位会驱使压缩弹簧进一步压缩，直至弹性边缘703与岩石面的下凹区的对应部位与岩石面的下凹区接触，进而将弹性边缘703与岩石的未接触面积的比例控制在15％以下，提高了降尘效果；通过空心筒704与柱体705的弹性连接，能够将大大减小弹性边缘703与岩石面之间的间隙，进而减少漏出的灰尘颗粒；此外，推环702与弹性边缘703之间设有环形支板706，环形支板706套接在进气管7的侧面上，环形支板706的设计能够通过固定空心筒704的端部，进而控制弹性边缘703的径向位置，避免缓冲管701与钻头4接触而导致损坏的发生，避免了意外损失。

实施例2

同实施例1，所不同的是：如图3和图5所示，还设置有第二支板2、筛筒5和集料装置3，第二支板2与第一支板1平行设置，作为支撑平台，筛筒5的一端与第一支板1转动连接，另一端穿过第二支板2并通过外侧设置的齿牙与设置在第二支板2相对安装的齿轮啮合连接；集料装置3的内部为空心结构，筛筒5位于集料装置3的内部，沿着第一支板1向第二支板2的方向，筛筒5的侧面依次设有第一筛孔和第二筛孔，第二筛孔的尺寸大于第一筛孔的尺寸，筛筒5内部相对第一筛孔设有推料螺旋502，集料装置3的内部通过隔板形成第一集料腔301和第二集料腔302；其中，第一集料腔301与第一筛孔对应设置，第二集料腔302与第二筛孔对应设置；第一集料腔301的一侧设有第三集料腔303，第一集料腔301的侧壁的顶端设有气口，吸尘装置位于第三集料腔303靠近气口位置处。

现有技术中存在一种用于超长混凝土结构施工的膨胀混凝土，其在超长混凝土结构在建筑施工过程中可避免留置后浇带，加快施工进度，缩短工期，无结构裂缝提高结构的整体稳定性，并能保证工程的防水质量，因此具有无可比拟的优越性，而将岩石中的灰尘颗粒收集并分类能够作为该混凝土的原材料，经过实验发现，当使用粒径颗粒为2～8mm之间的灰尘颗粒作为上述混凝土的原材料时，效果最好；但是，由于灰尘颗粒中存在大量的极细颗粒的灰尘，如果不能将其筛选出来直接将其用作上述混凝土的原料，将极大破坏其组分含量的配比，进而对该混凝土的性能造成不利影响，本实施例中采用的筛筒5为圆筒形设计，吸尘装置为通风机6，将灰尘吸至筛筒5中时，筛筒5能够将灰尘按照颗粒大小筛选分类，通风机6能够将极细颗粒(即粒径颗粒为2mm以下的碎石灰尘)的灰尘直接吸至第三集料腔303，分类效果可靠；由于气口位于第一集料腔301的侧壁的顶端，存在一定的高度差，导致细颗粒的灰尘难以进入到第三集料腔303中，而且相比于现有技术，通风机6与缓冲管701端部的距离不大，因此，对于通风机6的功率要求不高，降低生产成本；筛筒5的内部设置的推料螺旋502，能够将灰尘推至下一目标位置，同时，推料螺旋502的设计也有助于灰尘的翻滚，将夹在内部的极细颗粒的灰尘扬出，有利于通风机6将其吸入第三集料腔303，大大提高了装置的可靠性和过滤精度，基于上述方案，灰尘中的极细颗粒灰尘的99％以上都能被收集进第三集料腔303。

需要说明的是，筛筒5转动过快，难以将灰尘中的细颗粒灰尘筛选干净，影响筛选效果；筛筒5转动过慢，将会导致工作效率降低，同时，也会造成灰尘翻滚中的扬尘效果不明显，造成极细颗粒的灰尘没有被筛选处理，对钻头的动力部造成不利影响；此外，第二筛孔的孔径与第一筛孔的孔径的大小也直接影响细颗粒灰尘的粒径，为了将灰尘中的过大颗粒筛选出来进而收集到满足使用要求的灰尘颗粒，发明人经过大量的实验发现，推料螺旋502的螺距与筛筒5的内径的比例范围为(1:3～1:5)，筛筒5的转速为5～10rad/min，第二筛孔的孔径与第一筛孔的孔径的比值为(3～5)：1，其中第一筛孔的孔径取7～8cm；能够避免上述两种情况的发生，避免了灰尘对钻头4动力部的不利影响，提高了过滤精度和钻头的使用寿命；本实施例中的推料螺旋502的螺距与筛筒5的内径的比例为1：4，筛筒5的转速为6rad/min，第二筛孔的孔径与第一筛孔的孔径的比值为3：1，其中第一筛孔的孔径取7cm；通过对收集到的极细颗粒的灰尘、细颗粒灰尘和粗颗粒灰尘进行分析，在满足较高工作效率的前提下，其筛选精度提高了25％；最为重要的是，第一集料腔301中收集到的细颗粒灰尘中，粒径在2～8mm之间的灰尘颗粒占比高达98.8％以上，不用任何处理，即可作为上述混凝土的生产原料。

此外，筛筒5的内部相对第二集料腔302设有止挡体501，止挡体501为圆筒形结构，止挡体501的一端与筛筒5的端部固定，止挡体501的内壁与钻头4之间具有间隙；由于细颗粒的灰尘已经在前一工序中分别筛选收集，粗颗粒的灰尘比较难以进入到钻头4与止挡体501之间的间隙中，能够避免灰尘颗粒进入到装置内部而产生的对钻头使用寿命的不利影响，结构布局合理。

实施例3

一种公路绿色降尘环保施工结构的施工方法，采用实施例2中的公路绿色降尘环保施工结构，下面是对桥隧相接段深基坑支护结构的具体施工说明。

一种公路绿色降尘环保施工结构的施工方法，其步骤为：

a.现对一侧面凸凹不平的岩石进行作业，推环702推动弹性边缘703与岩石的侧面紧密接触，其中，弹性边缘703与岩石的未接触面积的比例小于15％；

b.钻头4对岩石进行钻孔作业，吸尘装置将钻孔时产生的粉尘吸进进气管7并进入到筛筒5中，筛筒5转动，推料螺旋502将灰尘往第二支板2的方向推去，细颗粒通过第一筛孔落入第一集料腔301中，筛筒5的旋转有助于将灰尘中的极细颗粒分离出来，吸尘装置通过风力将极细颗粒收集进第三集料腔303中，粗颗粒通过第二筛孔进入到第二集料腔302中；

c.步骤b中的推料螺旋502的螺距与筛筒5的内径的比例范围为1:4，筛筒5的转速为8rad/min。

由此可见，此种施工方法能够满足满足绿色环保的施工要求，尤其，对于岩石面凸凹不平的情况，尤为适用，而且具有施工效率高、降尘效果好和筛选集料精度高等优点。

本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。