一种地下连续墙刚性接头处泥浆清除装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种地下建筑工程技术领域中的施工方法和装置，具体地，涉及一种地下连续墙刚性接头处泥浆清除装置及方法。
【背景技术】
[0002]地下连续墙各单元槽段间的接头形式及质量直接影响地下连续墙的工作性能。常见的接头形式有刚性接头和柔性接头两种，目前在地下连续墙施工中，刚性接头的使用占据主导地位。由于地下连续墙采取分槽段施工的流程，往往导致在先期形成的槽段侧面粘有大量夹泥及绕流混凝土，需要采用特制的清泥装置进行清刷，一般需要清洁10次以上，才能保证接头处的新老混凝土墙结合紧密，否则将会在两幅槽段之间产生夹泥，最终导致混凝土地下连续墙出现渗漏现象，影响工程的使用。而目前地下连续墙接头的清理方式是借助于开挖槽的成槽抓斗来实现，工程成本偏高且不经济适用。针对如何减少清泥次数，提高清泥质量及施工效率，降低工程成本，已成为地下连续墙施工中的难点之一。
[0003]经对现有技术文献的检索发现，专利申请号为:CN201420178666.9，公开(公告)号为:CN203846483U，该专利提供了一种地下连续墙H型钢刷壁器，“该刷壁器能全方位紧贴H型钢进行刷壁工作，不留死角，无残余附着物，同时更换钢丝刷方便，且操作简单，加工成本低。”然而，该专利所阐述的接触钢板的下端并未直接与H型钢接触，造成某些吸附力极强的附着物无法直接被切下，从而大大增加钢丝刷的清泥难度，甚至导致钢丝刷的毛刷出现堵塞现象，需要反复拆装并清洗钢丝刷才能继续清泥，降低施工效率。该专利所阐述的装置与成槽抓斗通过高强螺栓连接，继而通过控制成槽抓斗的提升及下降完成清泥工作，工程成本偏高，不经济适用，而且成槽抓斗的宽度大于接头的长度，成槽抓斗端部呈弧形，与接头的形状不匹配，因此无法彻底清理掉接头上的绕流混凝土和夹泥。
【发明内容】
[0004]针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种地下连续墙刚性接头处泥浆清除装置及方法，无需借用成槽机械提供动力支持，可以全方位、高效率的处理刚性接头处夹泥及绕流混凝土，同时降低工程成本。
[0005]根据本发明的一个方面，提供一种地下连续墙刚性接头处泥浆清除装置，所述清除装置包括:固定模块、除泥模块、平衡模块、水洗滚动清泥模块、吊环，其中:吊环均匀分布在固定模块的顶部；除泥模块设置于固定模块一侧，且除泥模块的位置靠近固定模块的底部，除泥模块与固定模块固定连接；水洗滚动清泥模块与除泥模块同侧，且水洗滚动清泥模块的位置靠近固定模块的顶部，该水洗滚动清泥模块与固定模块相连；平衡模块设置于固定模块另一侧，且平衡模块的位置靠近固定模块的底部，平衡模块与固定模块相连。
[0006]优选地，所述固定模块为20mm-40mm厚的钢板，其长度为地下连续墙基槽深度的1/10-1/8、宽度小于地下连续墙槽段间刚性接头构件的内部净尺寸。
[0007]优选地，所述除泥模块包括:固定安装板和可拆卸刮片，其中:固定安装板为一变截面钢板，其截面宽的一端与固定模块固定连接、截面窄的一端与内螺纹套筒固定连接；可拆卸刮片的一端与螺栓固定连接，该螺栓的规格与固定安装板截面窄端的内螺纹套筒相匹配，且该螺栓与固定安装板截面窄端的内螺纹套筒连接。
[0008]更优选地，所述固定安装板与所述固定模块所呈夹角为30° -45°。
[0009]优选地，所述平衡模块是由尺寸相同的钢板焊接而成的未封顶箱体，该未封顶箱体固定连接在固定模块底部；每块钢板的厚度为5mm-10mm、长度及高度均等于固定模块宽度的 1/5-1/3。
[0010]优选地，所述水洗滚动清泥模块包括:滚动钢丝刷、固定板、高压喷水管、滚动轴、电动马达及内齿轮，其中:若干个高压喷水管均匀分布在固定模块上且高压喷水管位于滚动钢丝刷的上方；两块固定板的规格相同且平行设置，并固定在固定模块上；滚动钢丝刷的两侧设有滚动轴，滚动轴可保证滚动钢丝刷绕轴旋转，滚动轴的一端与固定板固定连接、另一端设置凸起部分，该凸起部分可防止滚动钢丝刷在滚动过程中沿着轴向滑脱；滚动钢丝刷内部设有电动马达及内齿轮，且电动马达的转子上设置外齿轮，内齿轮的外直径与滚动钢丝刷的内侧壁的直径相等，该内齿轮的外壁与滚动钢丝刷的内侧壁固定连接，且内齿轮的轮齿与电动马达的转子上的外齿轮的轮齿相啮合，该连接保证电动马达驱动内齿轮绕轴旋转，进而内齿轮驱动滚动钢丝刷绕轴旋转，起到主动除泥的作用。
[0011]更优选地，所述滚动钢丝刷的直径为800mm-1000mm、长度小于两块固定板的净距。
[0012]根据本发明的另一个方面，提供一种地下连续墙刚性接头处泥浆清除方法，所述方法包括以下步骤:
[0013]第一步、待地下连续墙刚性接头处的工字钢的一侧已浇筑混凝土的地下连续墙的强度达到60% -80%后，在该工字钢另一侧，通过塔吊设备，初步定位地下连续墙刚性接头处泥浆清除装置；
[0014]第二步、根据实际地质情况确定地下连续墙刚性接头处泥浆清除装置的下放速度；
[0015]第三步、根据实际地质情况确定地下连续墙刚性接头处泥浆清除装置的高压喷水管的喷水压力；
[0016]第四步、开启地下连续墙刚性接头处泥浆清除装置中的高压喷水管，按照第三步确定该高压喷水管的喷水压力，以第二步中确定的下放速度下放地下连续墙刚性接头处泥浆清除装置，至地下连续墙刚性接头处泥浆清除装置下放到地下连续墙基槽最底部，从而完成地下连续墙刚性接头的清泥工作。
[0017]优选地，所述第一步，具体步骤如下:
[0018]I)将塔吊设备的吊钩与地下连续墙刚性接头处泥浆清除装置的顶部的若干个吊环相连接，然后将地下连续墙刚性接头处泥浆清除装置吊起；
[0019]2)调节地下连续墙刚性接头处泥浆清除装置中平衡模块的重量，保证地下连续墙刚性接头处泥浆清除装置中的固定模块与水平地面保持垂直；
[0020]3)利用塔吊设备垂直下放地下连续墙刚性接头处泥浆清除装置，使地下连续墙刚性接头处泥浆清除装置的水洗滚动清泥模块中的滚动钢丝刷紧贴在工字钢的垂直侧壁上；至此，初步定位地下连续墙刚性接头处泥浆清除装置完毕。
[0021]更优选地，步骤2)中，调节所述地下连续墙刚性接头处泥浆清除装置的平衡模块的重量是指:通过向所述平衡模块的箱体内添加钢板的方式来增大所述平衡模块的重量。
[0022]优选地，所述第二步中，具体的:
[0023]当所述清除装置穿过的土层为粗砂、中砂、细砂时，所述清除装置的下放速度为1-2m/s ；
[0024]当所述清除装置穿过的土层为粉砂、粉细砂时，所述清除装置的下放速度为0.8-lm/s ；
[0025]当所述清除装置穿过的土层为粘土、粉质粘土、砂质粘土时，所述清除装置的下放速度为 0.6-0.8m/s ；
[0026]当所述清除装置穿过的土层为淤泥质粉质粘土、淤泥质土时，所述清除装置的下放速度为0.2-0.6m/so
[0027]优选地，所述第三步中，具体的:
[0028]当所述清除装置穿过的土层为粗砂、中砂、细砂时，所述清除装置的喷水压力为0.2-0.6Mpa ；
[0029]当所述清除装置穿过的土层为粉砂、粉细砂时，所述清除装置的喷水压力为0.6-0.8Mpa ；
[0030]当所述清除装置穿过的土层为粘土、粉质粘土、砂质粘土时，所述清除装置的喷水压力为 0.8-1.0Mpa ；
[0031]当所述清除装置穿过的土层为淤泥质粉质粘土、淤泥质土时，所述清除装置的喷水压力为1.0-1.2Mpa。
[0032]本发明的工作原理和过程:在固定模块通过塔吊设备起吊时，可通过平衡模块控制整个装置的垂直度，保证施工过程中时刻与地面保持垂直状态；通过控制地下连续墙刚性接头处泥浆清除装置的下放速度及调整所述地下连续墙刚性接头处泥浆清除装置中高压喷水管的喷水压力，展现所述地下连续墙刚性接头处泥浆清除方法的节能性和环保性两大优点；在整个清泥过程中，除泥模块负责清理吸附力极强的大型附着物，且可随时更换可拆卸刮片，保证除泥模块除泥的质量；滚动钢丝刷一方面通过内部设有电动马达，使其转子上的外齿轮与滚动钢丝刷内部设有的内齿轮固定啮合，带动内齿轮绕轴旋转，而内齿轮又与滚动钢丝刷内侧壁固定连接，最终得以驱动滚动钢丝刷绕轴旋转，起到主动除泥的作用；另一方面，滚动钢丝刷在高压水流的喷射下，既可以清理刚性接头处的中小型且易处理附着物，又可以处理依附在滚动钢丝刷上的夹泥，大大减小了滚动钢丝刷的堵塞率。
[0033]与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果:
[0034]本发明无需借用成槽机械提供动力支持，且在清理夹泥