[发明专利]沉井的刃脚正下方土体水下爆破取土装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁基础施工技术领域，具体涉及一种沉井的刃脚正下方土体水下爆破取土装置及其方法。

背景技术

沉井作为桥梁基础结构，具有承载力高、刚度大、整体性好等特点。随着中国“一带一路”伟大战略构想的实施，我国将修建一批沿海或跨海大桥，但是沿海地区地质条件一般是坚硬黏土层，其基岩埋深深，不适合采用群桩基础而适合于采用沉井基础。

沉井基础一般需要下沉到设计的土层中，并满足沉井自身重量与沉井所受阻力(包括侧面摩阻和正面阻力)的比值即下沉系数大于1.15的要求。在沉井下沉过程中，如能采用排水法下沉施工(即沉井井孔内可以达到无水作业环境)，即使遇到坚硬土层，也可考虑人工直接清除刃脚下方土体，或采用刃脚侧面人工钻孔爆破方式，来减少其侧面和正面阻力。

但是当沉井无法采用排水下沉且下沉过程中遇到坚硬土层时，一是无法采用人工直接(或人工钻孔爆破辅助)清除沉井刃脚正下方的土体；二是由于沉井井壁及刃脚设计有一定的宽度，刃脚正下方的土体无法采用常规水下垂直吸泥设备取土。上述原因导致沉井刃脚下方的坚硬土层取出困难或无法取出，沉井在侧面摩阻和正面阻力的共同作用下，使得沉井下沉困难或无法继续下沉。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种沉井的刃脚正下方土体水下爆破取土装置，该装置当沉井的刃脚采用不排水下沉且遇到坚硬土层时，仍能方便取出刃脚正下方的土体。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种沉井的刃脚正下方土体水下爆破取土装置，包括沉井，所述沉井包括沉井井壁，所述沉井井壁的一端设有刃脚，所述沉井设有多个导向孔，所述导向孔贯穿所述沉井井壁的顶端和刃脚，所述沉井井壁的顶端设有牛腿支架，所述沉井的刃脚正下方土体水下爆破取土装置还包括爆破区，所述沉井压持在所述爆破区上，所述爆破区设有爆破孔，所述爆破孔位于所述刃脚下方且与所述导向孔连通，且所述爆破区还设有贴近所述沉井井壁内侧的爆破槽。

在上述技术方案的基础上，所述沉井为圆形沉井，所述导向孔沿所述沉井的圆周方向均匀分布，所述导向孔垂直于所述沉井井壁的顶端，且所述爆破槽为圆环形。

在上述技术方案的基础上，所述沉井为矩形沉井，所述导向孔等距离间隔设置，所述导向孔垂直于所述沉井井壁的顶端，且所述爆破槽为矩形环。

在上述技术方案的基础上，所述沉井上设有多圈沿所述沉井的圆周方向均匀分布的导向孔。

在上述技术方案的基础上，所述沉井上设有多圈沿所述沉井井壁端面等距离间隔设置的导向孔。

在上述技术方案的基础上，所述导向孔为所述沉井内预埋的PVC管或钢管。

在上述技术方案的基础上，所述沉井还包括设置在沉井井壁内侧的隔墙，所述隔墙一端也设有所述刃脚，所述隔墙也设有多个所述导向孔，所述隔墙上的导向孔贯穿所述隔墙的顶端和刃脚。

与此同时，本发明还提供一种利用上述沉井的刃脚正下方土体水下爆破取土装置的取土方法，该方法能方便效率取出刃脚正下方的坚硬土体。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种利用上述沉井的刃脚正下方土体水下爆破取土装置的取土方法，该方法包括如下步骤：

S1.待沉井下沉进入坚硬黏土层后，沿沉井井壁内侧挖爆破槽；

S2.穿过导向孔在刃脚下方的爆破区上钻爆破孔；

S3.通过导向孔将震源药柱放入爆破孔内；

S4.引爆震源药柱；

S5.利用吸泥设备清理爆破后沉井井孔内的土。

在上述技术方案的基础上，所述步骤S1中爆破槽由吸泥设备挖成。

在上述技术方案的基础上，所述步骤S4中以所述沉井的井孔中心线为轴对称引爆所述震源药柱。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明中的沉井的刃脚正下方土体水下爆破取土装置，其在沉井井壁内设置多个导向孔，通过导向孔在刃脚正下方钻爆破孔，从而方便将震源药柱通过导向孔放入爆破孔内，避免了潜水作业。