一种既有原位金属管井氧化腐蚀清障方法及装置与流程

本发明属于地下清障领域，尤其涉及一种既有原位金属管井氧化腐蚀清障方法及装置。

背景技术：

城市更新过程中，施工场地遗留大量的地下障碍物，地下障碍物的位置、形状、大小、埋深等信息复杂也具有不可确定性，给施工清除工作带来了困难。基坑工程施工前，必须要对施工场地内地下不明障碍物清除破碎，以防止在围护结构施工过程中出现大量障碍物，影响施工进度。

在目前建筑施工技术领域中遇到较深的地下障碍物主要有混凝土桩、金属管、木桩等，这些障碍物的清除一般有以下两种方法：(1)旋挖钻机清障：对环境要求不高区域的障碍物，如钻孔灌注桩等，障碍物较为复杂，采用旋挖钻机清除，虽有较为成熟的技术，但施工噪音大；(2)振动沉拔桩机：对于环境要求高区域的障碍物，我们通常采用振动沉拔桩机的方式进行障碍物清除，简单快捷有效，施工噪音较小，但有振动，且成本较高；

在目前施工技术工法、专利中，对于埋较较深、横截面小的金属管井等地下障碍物清除，尚无较好方法。采用现有旋挖钻机技术进行施工，因地下障碍物较深，对环境影响大，易对施工产生不利因素；如采用振动沉拔桩机技术进行清障，因障碍物的横截面小，易拔断，施工效果差，且此方法施工成本高，不经济。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种既有原位金属管井氧化腐蚀清障方法及装置，具有实用性，可操作性，解决了清除地下障碍物过程产生较大周边环境影响及较大生产费用等难题。原位氧化腐蚀利用金属电化学反应来加速锈蚀降低基本结构的强度，使其质地疏松后与挖土一起清除，减少使用振动沉拔桩机、旋挖钻机等相应设备震动及噪声，操作方便、快捷、安全。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种既有原位金属管井氧化腐蚀清障方法，包括如下步骤：

步骤一，对金属管井上部的覆土进行清除，使得金属管井的顶部暴露出土壤；

步骤二，腐蚀金属管井；

步骤三，金属管井腐蚀至疏松破碎后形成金属管井残留物，利用挖机挖土时一起挖出。

优选的，在上述的既有原位金属管井氧化腐蚀清障方法中，还包括步骤四，利用电磁法分拣出所挖出土中的金属管井残留物。

优选的，在上述的既有原位金属管井氧化腐蚀清障方法中，所述步骤二中，在金属管井内填入海水砂，所述海水砂的湿度大于等于65％且小于等于85％，利用海水砂自然腐蚀金属管井。

优选的，在上述的既有原位金属管井氧化腐蚀清障方法中，所述步骤二中，在金属管井内填入含有3～4％重量百分比氯化钠的淡水砂，且所述淡水砂的湿度大于等于65％且小于等于85％。

优选的，在上述的既有原位金属管井氧化腐蚀清障方法中，所述步骤二中，还包括利用电极加速腐蚀法腐蚀金属管井，所述利用电极加速腐蚀法是指，在金属管井内插入一根金属棒作为负电极，金属管井作为正极，金属棒与金属管井分别通过导线与电源连接。

优选的，在上述的既有原位金属管井氧化腐蚀清障方法中，所述电源为36v，所述金属棒为的钢筋。

优选的，在上述的既有原位金属管井氧化腐蚀清障方法中，所述金属管井的外径d小于300mm，壁厚≤4mm。

优选的，在上述的既有原位金属管井氧化腐蚀清障方法中，步骤一中，使得金属管井的顶部暴露出土壤至少10cm。

本发明还公开了一种既有原位金属管井氧化腐蚀清障装置，包括填充于金属管井内的海水砂。

优选的，在上述的既有原位金属管井氧化腐蚀清障装置中，还包括插置于金属管井内的金属棒以及电源，所述电源分别通过导线与金属管井的管壁以及金属棒的上端连接。

优选的，在上述的既有原位金属管井氧化腐蚀清障装置中，所述海水砂的湿度大于等于65％且小于等于85％。

优选的，在上述的既有原位金属管井氧化腐蚀清障装置中，所述金属管井的顶部暴露出土壤至少10cm。

由以上公开的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明提供的既有原位金属管井氧化腐蚀清障方法，通过对金属管井上部的覆土进行清除，使得金属管井的顶部暴露出土壤；通过腐蚀金属管井，使得金属管井疏松破碎后形成金属管井残留物，然后利用挖机挖土时一起挖出，完成清障作业，具有实用性，可操作性，解决了清除地下障碍物过程产生较大周边环境影响及较大生产费用等难题，原位腐蚀金属管井，使其质地疏松脱落后与挖土一起清除，减少使用振动沉拔桩机、旋挖钻机等相应设备震动及噪声，操作方便、快捷、安全。

本发明提供的既有原位金属管井氧化腐蚀清障装置，通过在金属管井内填充海水砂，这些海水砂中含有大量的酸性物质，如二氧化碳、二氧化硫、硫化氢、氯化钠等与海水砂中的潮气接触，形成能够与海酸性电解质，这些酸性电解质会逐渐腐蚀金属管井，使得金属管井逐渐破碎分解。其工作原理简单，操作简洁；其无机械作业，无震动，无噪声，对周边环境影响小；其所需材料和设备简单，成本较低，便于推广应用。

附图说明

图1为本发明一实施例的既有原位金属管井氧化腐蚀清障装置的结构示意图；

图2为本发明另一实施例的既有原位金属管井氧化腐蚀清障方法的结构示意图。

图中：1-金属管井、2-海水砂、3-金属棒、4-电源。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。以下将由所列举之实施例结合附图，详细说明本发明的技术内容及特征。需另外说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本发明技术方案的限制。

实施例一

请参阅图1，本实施例公开了一种既有原位金属管井1氧化腐蚀清障方法，包括如下步骤：

步骤一，对金属管井1上部的覆土进行清除，使得金属管井1的顶部暴露出土壤；

步骤二，腐蚀金属管井1；

步骤三，金属管井1腐蚀至疏松破碎后形成金属管井1残留物，利用挖机挖土时一起挖出。

本发明提供的既有原位金属管井1氧化腐蚀清障方法，通过对金属管井1上部的覆土进行清除，使得金属管井1的顶部暴露出土壤；通过腐蚀金属管井1，使得金属管井1疏松破碎后形成金属管井1残留物，然后利用挖机挖土时一起挖出，完成清障作业。该方法具有较高的实用性和可操作性，解决了清除地下障碍物过程产生较大周边环境影响及较大生产费用等难题，通过原位腐蚀金属管井1，使其质地疏松脱落后与挖土一起清除，减少使用振动沉拔桩机、旋挖钻机等相应设备震动及噪声，操作方便、快捷、安全。

优选的，在上述的既有原位金属管井1氧化腐蚀清障方法中，还包括步骤四，利用电磁法分拣出所挖出土中的金属管井1残留物，从而是实现金属管井1残留物的回收再利用。

优选的，在上述的既有原位金属管井1氧化腐蚀清障方法中，所述步骤二中，在金属管井1内填入海水砂2，所述海水砂2的湿度大于等于65％且小于等于85％，利用海水砂2自然腐蚀金属管井1。该方法为自然腐蚀法：金属管井1中填入含电解质的海水砂2。海水砂2中含有大量的酸性物质，如二氧化碳、二氧化硫、硫化氢、氯化钠等与空气中的潮气接触，形成酸性电解质。这些酸性电解质会逐渐腐蚀金属管井1，使得金属管井1逐渐破碎分解。当金属管井1的金属表面在湿度为65％以上时容易生锈，反之湿度在65％以下时不容易生锈，所以湿度高低是直接影响金属表面的锈蚀重要原因。但是，如果海水砂2的湿度太大，砂颗粒会沉积在金属管井1的下半段，水份反而都离析在金属管井1的上半段，使得腐蚀反应不均匀，导致整体腐蚀进程变慢。

经试验可知，上述自然腐蚀法，腐蚀速度1mm/周。

当然所述步骤二中，也可以在金属管井1内填入含有3～4％重量百分比氯化钠的淡水砂，且所述淡水砂的湿度大于等于65％且小于等于85％，也具有较好的腐蚀效果。经试验可知，该自然腐蚀法，腐蚀速度也有将近1mm/周。

优选的，在上述的既有原位金属管井1氧化腐蚀清障方法中，所述金属管井1的外径d小于300mm，壁厚≤4mm。该既有原位金属管井1氧化腐蚀清障方法对于外径d小于300mm，壁厚≤4mm的金属管井1具有显著的腐蚀效果。

优选的，在上述的既有原位金属管井1氧化腐蚀清障方法中，步骤一中，使得金属管井1的顶部暴露出土壤至少10cm，以便观察金属管井1的情况，如下面的材质，腐蚀情况等，并可以方便确定障碍物的具体位置及截面大小，方便操作。

实施例二

请参阅图2，本实施例与实施一的区别在于，在实施一的基础上，在所述步骤二中，还包括利用电极加速腐蚀法腐蚀金属管井1，所述利用电极加速腐蚀法是指，在金属管井1内插入一根金属棒3作为负电极，金属管井1作为正极，金属棒3与金属管井1分别通过导线与36v电源4连接，也就是说金属棒3与金属管井1之间连接电源4，金属管井1接电源4的正极，金属棒3接电源4的负极。由于海水砂2中含有电解质，通过接上电源4，海水砂2中的电解质，比如钠离子等转移，和金属管井1相接触，进而腐蚀金属管井1。电解是一种非常强有力的促进氧化还原反应的手段，许多很难进行的氧化还原反应，都可以通过电解来实现。此外，空气中的灰尘散落在金属表面，也极易吸附空气中的潮气形成碱性水膜。以上这些物质与水份相结合，都是很强的电解质，加速金属表面的电化学腐蚀速度。一旦金属表面生成质地疏松、多孔的铁锈，铁锈是不可能隔绝金属与氧气、金属表面与潮气继续接触，反而极易吸附潮气，使锈蚀不断继续发展，而且铁锈的体积会不断膨胀直至疏松脱落。

经试验可知，上述电极加速腐蚀法，腐蚀速度2mm/周。

实施例三

请继续参与图1和图2，本实施例公开了一种既有原位金属管井1氧化腐蚀清障装置，包括填充于金属管井1内的海水砂2。

本发明提供的既有原位金属管井1氧化腐蚀清障装置，如图1所示，通过在金属管井1内填充海水砂2，利用海水砂2原位腐蚀金属管井1。该方法为自然腐蚀法：金属管井1中填入含电解质的海水砂2。这些海水砂2中含有大量的酸性物质，如二氧化碳、二氧化硫、硫化氢、氯化钠等与空气即海水砂2中的潮气接触，形成酸性电解质，这些酸性电解质会逐渐腐蚀金属管井1，使得金属管井1逐渐破碎分解，随后可以随挖土施工一起清除。其工作原理简单，操作简洁；其无机械作业，无震动，无噪声，对周边环境影响小；其所需材料和设备简单，成本较低，便于推广应用。

优选的，在上述的既有原位金属管井1氧化腐蚀清障装置中，所述海水砂2的湿度大于等于65％且小于等于85％。金属管井1的金属表面在海水砂2的湿度为65％以上时容易生锈，反之在海水砂2的湿度位于65％以下时不容易生锈，所以海水砂2的湿度高低是直接影响金属表面的锈蚀重要原因。但是，如果海水砂2的湿度过大，超过85％，砂颗粒会沉积在金属管井1的下半段，水份都离析在金属管井1的上半段，使得腐蚀反应不均匀，导致整体腐蚀进程变慢。

优选的，在上述的既有原位金属管井1氧化腐蚀清障装置中，如图2所示，还包括插置于金属管井1内的金属棒3以及电源4，所述电源4分别通过导线与金属管井1的管壁以及金属棒3的上端连接。由于海水砂2中含有电解质，通过接上电源4，海水砂2中的电解质，比如钠离子等转移，和金属管井1相接触，进而腐蚀金属管井1。电解是一种非常强有力的促进氧化还原反应的手段，许多很难进行的氧化还原反应，都可以通过电解来实现。此外，空气中的灰尘散落在金属表面，也极易吸附空气中的潮气形成碱性水膜。以上这些物质与水份相结合，都是很强的电解质，加速金属表面的电化学腐蚀速度。一旦金属表面生成质地疏松、多孔的铁锈，铁锈是不可能隔绝金属与氧气、金属表面与潮气继续接触，反而极易吸附潮气，使锈蚀不断继续发展，而且铁锈的体积会不断膨胀直至疏松脱落。

优选的，在上述的既有原位金属管井1氧化腐蚀清障装置中，所述金属管井1的顶部暴露出土壤至少10cm。以便观察金属管井1的情况，如下面的材质，腐蚀情况等，并可以方便确定障碍物的具体位置及截面大小，方便操作。

本发明适用于各种土层较深的地下小型截面金属管井1障碍物清除，其具有如下优点：

一、其是一种工作原理简单，操作简洁的清除地下小型金属障碍物的工具；

二、其无机械作业，无震动，无噪声，对周边环境影响小；

三、其所需材料和设备简单，如果不计时间成本的话，只需要海水砂2就可以慢慢自然腐蚀；如果为了提高清除效率，也只是增加了一根金属棒3、一个电源4和相应的导线，因此成本较低，便于推广应用。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。