一种运用于板结土体结构的水刀吸泥设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于水下清渺施工的技术领域，具体设及一种运用于板结±体结构的水刀 吸泥设备。
【背景技术】
[0002] 随着国家经济的发展，国家基础建设项目的大规模上马，跨越大江大河的桥梁也 越来越多，桥梁基础修建的技术也得到了很大的发展和提高。而我国幅员迂阔，水文、地质 复杂多变，水下基础工程施工不可预见因素多，施工难度大，因而复杂水文地质条件下的桥 梁水下基础施工技术已经成为大型跨江、跨河桥梁施工中的关键技术。钢围堪是深水基础 施工常用结构，工艺成熟，结构刚度好，安全性好，能满足多种地质情况的施工。使用钢围堪 配合施工的目的，就是在堪内施工和修建基础时，使堪外的水和±不至于大量涌进堪内，并 且待基础、墳台修筑出水面后又可将其拆除，避免堵塞水流和航道。
[0003] 钢围堪施工一般采用垂直下沉的方法将其安装到位，刃角需进入河床一定深度， 故需要对围堪内部及刃角进行吸泥处理，清除封底混凝±及^上部位的±体。
[0004] 在某些地质条件差，但基于施工安全考虑又不得不使用钢围堪施工时，围堪的吸 泥下沉成为施工中的重点和难点。例如某市政公路工程，地貌单元为淮河冲击平原，具河漫 滩及河间平底微地貌，地势较平坦。地质报告显示，主航道桥主墳附近区域标高4. 2~1. 3m 为软塑性粉质粘±，夹粉砂薄层；1. 3~-0. 9m为含儘铁结核的粉±，局部夹粉质粘±薄 层；-0. 9~-6. 4m为可塑、坚硬含儘铁结核的粉质粘±，-6. 4mW下为中砂地质。双壁钢围堪 采用矩形结构，围堪壁厚2.Om，总高度24. 176m，底节8m，中节8m，顶节8. 176m，周长方向分 14块，合计42块。围堪底节加工完成后在钻孔平台处拼装成整体，接高钻孔粧四角钢护筒 并安装吊挂系统，整体起吊下放，逐节接高、下沉至河床，井壁内注混凝±和水，水下吸泥， 灌注封底混凝±，在封底混凝±上诱筑承台。该工程桥位处水深12m，施工完成后围堪进入 河床超过10m。
[0005] 对该桥位河床进行吸泥试验，发现河床为板结±体。普通吸泥设备主要动力设备 为高功率水累，在上体具有流动性的情况下，上体伴随流动的水流被抽出。但本工程河床地 质具体表现为岩层板结、塑性强、流动性差、具很强粘聚性。所W采用普通吸泥设备时的吸 泥效率低下，只能清除河床渺泥，±体未发生变化，难W保证围堪下沉施工顺利进行。若采 用大范围的挖泥清渺的施工方法，将投入大量成本及时间，并且在水流的作用下回渺现象 将无法避免。
【发明内容】
[0006] 本发明为了解决板结±体的钢围堪下沉区域因河床为粘±或粉±等流动性差的 地质，导致普通吸泥措施效率低下的问题，提供了一种运用于板结±体结构的水刀吸泥设 备。
[0007] 本发明采用如下技术方案： 一种运用于板结±体结构的水刀吸泥设备，包括排泥管，所述排泥管的下段外围设有 水压系统和气压系统，所述水压系统底部设有高压水出口，所述气压系统设置有向上倾斜 的与排泥管内部连通的高压气出口，排泥管上下两端为开口结构。
[0008] 所述的气压系统包括设置于排泥管外围的气压室，气压室顶部通过高压气管与空 气压缩机连接，气压室底部封闭，所述高压气出口为沿排泥管管壁均匀设置的气压喷嘴。
[0009] 所述的水压系统包括设置于排泥管外围的水压室，水压室顶部过高压水管与水压 累连接，高压水出口为设置于水压室底部、绕排泥管中屯、环形阵列设置的若干水压喷嘴。
[0010] 所述的气压室是由排泥管的外壁W及套设于排泥管下段外围的气压管的内壁所 形成的腔体，腔体顶部通过高压气管与空气压缩机连接，腔体底部封闭，腔体通过若干出口 向上倾斜设置的气压喷嘴与排泥管连通。或者，所述的气压室是由若干均匀设置于排泥管 外壁的气压管内腔构成，各气压管顶部通过高压气管与空气压缩机连接，各气压管底部封 闭，各气压管通过出口向上倾斜设置的气压喷嘴与排泥管连通。
[0011] 所述的水压室是由气压管的外壁W及套设于气压管外围的水压管的内壁所形成 的腔体，腔体顶部通过高压水管与水压累连接，腔体底部设有绕排泥管中屯、环形阵列设置 的水压喷嘴。或者，所述的水压室是由若干均匀设置于排泥管外围的水压管内腔构成，各水 压管顶部通过高压水管与水压累连接，各水压管底部设有水压喷嘴。
[0012] 所述运用于板结±体结构的水刀吸泥设备底部还设有支撑用的稳定架腿。
[0013] 对应不同±质，所述水压室内的水压力和气压室内的气压力选用要求为：
[0014] 本发明具有如下有益效果： 1、 本发明增设了水压系统和气压系统，首先是通过水压系统的水压室喷出的高速水流 将板结±体结构切割成适于排出的碎块或泥浆，达到了破坏板结±体结构的目的，再通过 气压系统的气压室射出的气流形成压力差将碎块或泥浆通过排泥管抽出，对粘±性质的河 床地质更有针对性，还能将粘上层中夹杂的铁儘结核也可清理排出； 2、 与增加普通吸泥设备或机械挖泥清渺方法相比，本发明所述的水刀吸泥设备投入的 机械设备和人工较少，吸泥效率得到了大大提高，钢围堪的下沉速度也相应的加快，缩短了 钢围堪吸泥下沉所用的时间，保证了钢围堪的施工进度，减小了水下吸泥的施工成本，同时 能避免回渺现象，对整个工程的施工进度和成本管理产生了积极影响； 对于相同的工程，使用水刀吸泥设备与普通吸泥设备每日投入的人工数量虽然相同， 但水刀吸泥设备可将围堪范围内河床面下降20~30cm，而普通吸泥设备仅可将河床面下降 2cm，如遇无法清除的±体还需使用潜水工进行水下清理作业。通过对比发现：水刀吸泥设 备是普通吸泥设备效率的20倍，相应的人工费也仅为普通吸泥设备的1/20; 使用机械挖泥时经常出现回渺现象，30天降低河床面1. 5m，平均每天下降5cm，其效率 仅为水刀吸泥效率的1/5。且机械挖泥清渺需投入旋挖钻机、装载机各1台，而水刀吸泥设 备仅需一辆吊车，单日机械费用减小1/3。故与相比，水刀吸泥设备的施工总成本仅为机械 挖泥清渺的1/15 ; 3、该设备是通过一次加工成型，结构简单、易于加工，只需卡控加工时的焊缝质量，其 故障率较低，有效保证了施工的连续性，适于在类似的工程中大量推广应用。
【附图说明】
[0015] 图1为本发明的结构示意图； 图2为横剖视图； 图中：1-排泥管、2-高压气管、3-盖板、4-水压管、5-水压室、6-气压管、7-气压室、8-水压喷嘴、9-底板、10-气压喷嘴、11-稳定架腿、12-高压水管。
【具体实施方式】
[0016] 结合附图，对本发明的【具体实施方式】作进一步说明： 一种运用于板结±体结构的水刀吸泥设备，包括排泥管1，所述排泥管1的下段外围设 有水压系统和气压系统，所述水压系统底部设有高压水出口，所述气压系统设置有向上倾 斜的与排泥管1内部连通的高压气出口，排泥管1上下两端为开口结构。
[0017] 如图1所示，所述的气压系统包括设置于排泥管1外围的气压室7,气压室7顶部 通过高压气管2与空气压缩机连接，气压室7底部封闭，所述高压气出口为沿排泥管1管壁 均匀设置的气压喷嘴10。所述的气压室7是由排泥管1的外壁W及套设于排泥管1下段外 围的气压管6的内壁所形成的腔体，腔体顶部通过高压气管2与空气压缩机连接，腔体底部 封闭，腔体通过若干出口向上倾斜设置的气压喷嘴10与排泥管1连通。所述的气压室7也 可W由若干均匀设置于排泥管1外壁的气压管6内腔构成，各气压管6顶部通过高压气管 2与空气压缩机连接，各气压管6底部封闭，各气压管6通过出口向上倾斜设置的气压喷嘴 10与排泥管1连通。即可W采用单个气压室，也可W采用多个并联气压室结构。
[0018] 所述的水压系统包括设置于排泥管1外围的水压室5,水压室5顶部过高压水管 12与水压累连接，高压水出口为设置于水压室5底部、绕排泥管1中屯、环形阵列设置的若干 水压喷嘴8。所述