钢管柱水中沉桩施工中的吸污水装置及方法与流程

本发明涉及桥梁施工技术领域，特别涉及一种钢管柱水中沉桩施工中的吸污水装置及方法。

背景技术：

桥梁围堰工程作为桥梁基础施工的重要组成部分，具有举足轻重的作用，在桥梁围堰的施工过程中，通常利用钢管桩围堰作为基坑开挖时挡水、挡土的围护设施，将多个钢管桩依次吊至插点处进行沉桩施工，但是，在钢管桩的锤击过程中会产生大量污水，对周边水域造成严重污染。

技术实现要素：

针对桥梁围堰施工过程中，钢管桩锤击过程产生的大量污水对周边水域造成污染的问题，本发明的目的是提供一种钢管柱水中沉桩施工中的吸污水装置及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：钢管柱水中沉桩施工中的吸污水装置，它包括：

吸污水槽，其横截面呈u形，所述吸污水槽套设于钢管桩外侧，所述吸污水槽外侧设有多个排污口，且每个所述排污口均与潜水泵连通；

钢管桩夹具，设置于所述吸污水槽的敞口端，所述钢管桩夹具用于紧固已压入钢管桩；

钢管桩卡扣件，设置于所述吸污水槽的内侧并与所述钢管桩夹具同轴，所述钢管桩卡扣件与待压入钢管桩的锁扣卡紧固定。

本发明的钢管柱水中沉桩施工中的吸污水装置，包括套设于钢管桩外侧且横截面呈u形的吸污水槽，设置于吸污水槽敞口端的钢管桩夹具，及设置于吸污水槽内侧的钢管桩卡扣件，将待压入钢管桩与已压入钢管桩锁扣连接并放置就位，将吸污水装置的钢管桩夹具套设于已压入钢管桩，钢管桩卡扣件与待压入钢管桩锁扣连接，待吸污水装置和待压入钢管桩底部平齐后，插打待压入钢管桩，沉桩过程中产生的污水由吸污水槽围合以防外逸，并由与吸污水槽连通的潜水泵抽出，从而防止污水对周边水域造成污染。

更进一步，所述钢管桩夹具由两个相对设置的夹紧件组成，每个所述夹紧件包括相连接的夹片和连杆，所述连杆的一端固接于夹片，所述连杆的另一端固接于吸污水槽内壁，两个所述夹片之间的净距与钢管桩的外径相适应。

更进一步，所述夹片的弧形截面与钢管桩外表面的弧度相适应。

更进一步，所述夹紧件还包括多个平行且间隔设置的加劲肋，所述加劲肋分别与夹片、连杆及吸污水槽固接。

更进一步，所述钢管桩卡扣件包括相对设置的两个连接板，连接板的横截面呈l形，两个连接板端部的间隙与钢管桩阳锁扣的连杆相适应，使得钢管桩的阳锁扣能够卡扣于两个连接板构成的卡槽内。

更进一步，两个连接板构成的卡槽内腔还设有多个平行且间隔设置的肋板，且肋板的一端设有凹槽，使得插入卡槽的钢管桩阳锁扣能够穿过凹槽。

更进一步，所述吸污水槽的内壁具有光滑过渡表面。

更进一步，所述吸水污槽是由双层侧壁构成的纵截面呈u形的闭合沟槽，所述沟槽的敞口端朝向水面，且所述沟槽的内壁光滑过渡，所述钢管桩夹具和钢管桩卡扣件连接于沟槽的内壁，多个排污口设置于沟槽外壁。

另外，本发明还提供了一种钢管柱水中沉桩施工中的吸污水方法，步骤如下：

插打第一根钢管桩，将待压入第二根钢管桩的阴锁扣插入已压入第一根钢管桩的阳锁扣，并使待压入第二根钢管桩下沉至河床表面；

将钢管柱水中沉桩施工中的吸污水装置套设于待压入第二根钢管桩外侧，使吸污水装置的两个钢管桩夹具夹紧于已压入第一根钢管桩，使钢管桩卡扣件套设于待压入第二根钢管桩的阳锁扣，将吸污水装置下沉至河床表面并与待压入第二根钢管桩底部平齐；

使待压入第二根钢管桩沉桩至设计要求标高，同时启动潜水泵将沉桩过程产生的污水抽出并排入污水处理装置，关闭潜水泵，将吸污水装置吊出河面；

如此反复，依次完成多个钢管桩的沉桩施工。

本发明的钢管柱水中沉桩施工中的吸污水方法，在完成第一根钢管桩的沉桩施工后，将待压入钢管桩的阴锁扣插入已压入钢管桩的阳锁扣并下沉至河床表面，安装吸污水装置使其两个钢管桩夹具夹紧于已压入钢管桩，使钢管桩卡扣件套设于待压入第二根钢管桩的阳锁扣，吸污水装置下沉至河床表面并与已压入钢管桩底部平齐后，使待压入钢管桩沉桩至设计要求标高，并通过潜水泵将沉桩过程产生的污水抽出并排入污水处理装置，沉桩过程中产生的污水由吸污水槽围合以防外逸，从而防止污水对周边水域造成污染，解决了钢管桩水中沉桩施工中引起的水污染问题。

更进一步，在待压入第二根钢管桩沉桩施工之前，将钢丝绳的中部套设于已压入第一根钢管桩顶部，将钢丝绳的两端分别连接于吸污水装置的两侧。

附图说明

图1为本发明一实施例的桥梁围堰的污水排放处理系统的结构示意图；

图2为图1的a-a剖面图；

图3为本发明一实施例的桥梁围堰的污水排放处理系统中阻水层卷曲后的示意图；

图4为本发明的钢管柱水中沉桩施工中的吸污水装置一实施例的结构示意图；

图5为图4的b-b剖面图；

图6为图4的c-c剖面图；

图7为利用本发明一实施例的钢管柱水中沉桩施工中的吸污水装置实施沉桩施工的示意图；

图8和图9为本发明的钢管柱水中沉桩施工中的吸污水方法一实施例的示意图。图中标号如下：

桥梁1；河岸2；水域3；缓冲区5；河床6；桥梁围堰10；阻水隔离带20；钢管桩21；阳锁扣21a；阴锁扣21b；防水卷材24；卷轴25；污水处理装置30；潜水泵60；抽水管道32；隔离池34；一级沉淀池35；二级沉淀池36；吸污水装置50；吸污水槽51；排污口52；夹片53；连杆54；加劲肋55；连接板56；卡槽56a；肋板57；潜水泵60；钢丝绳70。

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。需说明的是，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。

结合图1至图3说明桥梁围堰的污水排放处理系统，它包括：桥梁围堰10、阻水隔离带20、及污水处理装置30，阻水隔离带20间隔设置于桥梁围堰10的外侧，阻水隔离带20的两端与河岸2连接，阻水隔离带20、桥梁围堰10及位于两者之间的河岸2部分共同围合成一缓冲区5，缓冲区5用于汇集桥梁围堰10内排出的污水及河道渗入的水流，污水处理装置30用于抽取并净化处理缓冲区5的污水。基于常规的桥梁围堰基础，在桥梁围堰10外围上下游河道的适当位置增设阻水隔离带20，使得桥梁围堰10、阻水隔离带20和两者之间的河岸2部分共同围合成污水的缓冲区5，桥梁围堰10施工过程中排出的污水和河道渗入的水流共同进入缓冲区5，污水处理装置30抽取缓冲区5的污水并进行净化处理，防止污水进入河道对周边水域3造成污染，并且，污水处理不再占用桥梁围堰10的施工空间，有利于桥梁围堰10施工的顺利进行，处理后的水源根据现场情况重新进入河道或另作安排，实现了污水的净化再利用。

如图1和图2所示，阻水隔离带20包括连续排列的钢管桩21，及连接于钢管桩21的阻水层，钢管桩21的底端锚固于河床，其顶端高于河道平常水位，展开后的阻水层敷设于钢管桩21的内侧(内侧指靠近缓冲区5的一侧)，阻水层的一端固接于钢管桩21顶端，阻水层的另一端位于缓冲区5底部河床。在钢管桩21内侧设置阻水层，能够防止缓冲区5的污水进入周边水域3，同时周边水域3的清水能够进入缓冲区5而达到稀释污水的效果，施工完毕后，阻水隔离带20可回收再利用，降低了施工成本，本实施例中，钢管桩21的型号需根据现场施工情况以及当地环境水质质量要求进行选择。

如图2和图3所示，上述阻水层由防水卷材24及连接于防水卷材24一端的卷轴25组成，防水卷材24的一端固定于钢管桩21，防水卷材24的另一端随卷轴25沉至缓冲区5底部河床，防止缓冲区5污水进入周边水域3，并允许部分周边水域3的清水进入缓冲区5以达到稀释污水的目的，且卷轴25的设置便于收起防水卷材24，拆装方便，便于回收再利用；上述卷轴25可为实心或空心，空心的卷轴25内腔设有用于增重的填充材料，填充材料可为混凝土等，使得防水卷材24能够紧密贴合钢管桩21，避免防水卷材24在水流的冲击下与钢管桩21分离而丧失其隔水阻水作用。

如图2所示，防水卷材24的一端包覆于钢管桩21顶端，增强了防水卷材24与钢管桩21之间的连接强度。

桥梁围堰的污水排放处理系统还包括设置于缓冲区5内的水质检测装置(图中未示出)，用于检测缓冲区5内污水的水质状况，根据缓冲区5污水的重金属、有机污染物等参数判断桥梁围堰10施工过程中产生的污水的水质质量等级。

如图1所示，污水处理装置30包括潜水泵60、抽水管道32、隔离池34、一级沉淀池35和二级沉淀池36，多个潜水泵60沿缓冲区5的河岸2设置并与缓冲区5的水体连通，多个潜水泵60通过抽水管道32与隔离池34连通，且隔离池34与一级沉淀池35、二级沉淀池36连通，利用上述水质检测装置获取的检测信息判断污水质量等级，同时根据当地的水环境质量规范对缓冲区5的污水进行净化处理，使其满足当地的水环境质量要求。

更进一步，桥梁围堰的污水排放处理系统还包括，设置于缓冲区5内的水位监测器(图中未示出)，用于监测缓冲区5内与缓冲区5外部水域3的水头差数据，根据水头差数据控制污水处理装置30的潜水泵60抽水速率，桥梁围堰10内的污水排入缓冲区5后，利用潜水泵60对缓冲区5水位进行调整，使得缓冲区5水位位于河道水位与设计最低通航水位之间的一个合适区段，再利用潜水泵60将缓冲区5内的污水泵送排入隔离池34及沉淀池进行沉淀处理，防止缓冲区5内污水进入河道。

实施例1

结合图4至图7说明本发明的钢管柱水中沉桩施工中的吸污水装置50，它包括：

吸污水槽51，其横截面呈u形，吸污水槽51套设于阻水隔离带20的钢管桩21外侧，吸污水槽51外侧设有多个排污口52，且每个排污口52均与潜水泵60连通；

钢管桩夹具，设置于吸污水槽51的敞口端，钢管桩夹具用于紧固已压入钢管桩；

钢管桩卡扣件，设置于吸污水槽51的内侧并与钢管桩夹具同轴，钢管桩卡扣件与待压入钢管桩的锁扣卡紧固定。

本发明的钢管柱水中沉桩施工中的吸污水装置50，包括套设于钢管桩21外侧且横截面呈u形的吸污水槽51，设置于吸污水槽51敞口端的钢管桩夹具，及设置于吸污水槽51内侧的钢管桩卡扣件，将待压入钢管桩与已压入钢管桩锁扣连接并放置就位，将吸污水装置50的钢管桩夹具套设于已压入钢管桩，钢管桩卡扣件与待压入钢管桩锁扣连接，待吸污水装置50和待压入钢管桩底部平齐后，插打待压入钢管桩，沉桩过程中产生的污水由吸污水槽51围合以防外逸，并由与吸污水槽51连通的潜水泵60抽出，从而防止污水对周边水域造成污染。

如图4至图6所示，钢管桩夹具由两个相对设置的夹紧件组成，每个夹紧件包括相连接的夹片53和连杆54，连杆54的一端固接于夹片53，连杆54的另一端固接于吸污水槽51内壁，两个夹片53之间的净距与钢管桩21的外径相适应。通过钢管桩夹具夹紧已压入钢管桩，有利于吸污水装置50的准确定位，而且，利用u形的吸污水槽51与已压入钢管桩共同围合成的空间容纳沉桩过程产生的污水，从而防止污水外逸。

请继续参考图4，夹片53的弧形截面与钢管桩21外表面的弧度相适应，使得夹片53与钢管桩21紧密贴合，提高了钢管桩夹具的握紧力，而且能够避免污水由两者之间的缝隙逸出。

更进一步，夹紧件还包括多个平行且间隔设置的加劲肋55，加劲肋55分别与夹片53、连杆54及吸污水槽51固接，增强了夹紧件与吸污水槽51之间的连接强度。

如图4至图6所示，钢管桩卡扣件包括相对设置的两个连接板56，连接板56的横截面呈l形，两个连接板56端部的间隙与钢管桩21阳锁扣21a的连杆54相适应，使得钢管桩21的阳锁扣21a能够卡扣于两个连接板56构成的卡槽56a内，实现吸污水装置50与待压入钢管桩之间的锁扣连接。

更进一步，为增强钢管桩卡扣件的结构强度，两个连接板56构成的卡槽56a内腔还设有多个平行且间隔设置的肋板57，且肋板57的一端设有凹槽，使得插入卡槽56a的钢管桩阳锁扣21a能够穿过凹槽。

如图4所示，吸污水槽51的内壁具有光滑过渡表面，能够促进吸污水槽51内的污水快速流动，避免产生死角。

实施例2

请继续参考图4，与实施例1不同的是，吸水污槽是由双层侧壁构成的纵截面呈u形的闭合沟槽，沟槽的敞口端朝向水面，且沟槽的内壁光滑过渡，钢管桩夹具和钢管桩卡扣件连接于沟槽的内壁，多个排污口52设置于沟槽外壁，当沉桩产生的污水流入沟槽，u形的沟槽对污水起到导流作用，且污水通过潜水泵60排入污水处理装置。

实施例3

结合图7至图9说明本发明的钢管柱水中沉桩施工中的吸污水方法，具体步骤如下：

如图7、图8和图9所示，插打第一根钢管桩21，将待压入第二根钢管桩的阴锁扣21b插入已压入第一根钢管桩21的阳锁扣21a，并使待压入第二根钢管桩下沉至河床表面；

将如实施例1或2所述的钢管柱水中沉桩施工中的吸污水装置50套设于待压入第二根钢管桩外侧，使吸污水装置50的两个钢管桩夹具夹紧于已压入第一根钢管桩21，使钢管桩卡扣件套设于待压入第二根钢管桩的阳锁扣21a，将吸污水装置50下沉至河床表面并与待压入第二根钢管桩底部平齐；

使待压入第二根钢管桩沉桩至设计要求标高，同时启动潜水泵60将沉桩过程产生的污水抽出并排入污水处理装置，关闭潜水泵60，将吸污水装置50吊出河面；

如此反复，依次完成多个钢管桩的沉桩施工。

本发明的钢管柱水中沉桩施工中的吸污水方法，在完成第一根钢管桩21的沉桩施工后，将待压入钢管桩的阴锁扣21b插入已压入钢管桩21的阳锁扣21a并下沉至河床表面，安装吸污水装置50使其两个钢管桩夹具夹紧于已压入钢管桩，使钢管桩卡扣件套设于待压入第二根钢管桩的阳锁扣21a，吸污水装置50下沉至河床表面并与已压入钢管桩底部平齐后，使待压入钢管桩沉桩至设计要求标高，并通过潜水泵60将沉桩过程产生的污水抽出并排入污水处理装置，沉桩过程中产生的污水由吸污水槽51围合以防外逸，从而防止污水对周边水域造成污染，解决了钢管桩水中沉桩施工中引起的水污染问题。

上述步骤还包括，在待压入第二根钢管桩沉桩施工之前，将钢丝绳70的中部套设于已压入第一根钢管桩顶部，将钢丝绳70的两端分别连接于吸污水装置50的两侧，对吸污水装置50起到支撑作用。

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，均属于权利要求范围。