本发明专利技术提供了一种电蚀桩芯用于盾构直接始发与到达的工法，包括如下步骤：挡土墙上设置桩芯；桩芯和设置在桩芯内的铜棒与电源正负极相连；电蚀桩芯，产生的氢气收集起来，产生的沉淀物过滤之后，重新利用电解质溶液；电蚀工作完成后，切削挡土墙中的混凝土结构。本发明专利技术所要解决的技术问题是，提供了一种电蚀桩芯用于盾构直接始发与到达的工法，将桩芯材料作为阳极，通过施加大电流将挡土墙的中的强度很高的桩芯材料快速溶解，剩余桩体材料采用盾构机直接切削的工法。省略了地基加固、人工拆除挡土墙等工序，同时桩芯的材料可以回收利用并能产生额外的氢气，提高安全性的同时也节省了工程成本。程成本。程成本。
【技术实现步骤摘要】
一种电蚀桩芯用于盾构直接始发与到达的工法
[0001]本专利技术是一种用于盾构直接始发与到达的工法，涉及工程
，具体涉及电蚀桩芯用于盾构直接始发与到达的工法分析领域。
技术介绍
[0002]目前盾构机的始发与到达为防止土体坍塌常规的做法是在工作井的始发到达侧预先做大面积、大深度的地基加固处理。待地基加固达到设计强度以后，采用人工等方式拆除挡土墙结构，打开土层让盾构机或顶管机进入。该工法地基加固及拆除挡土墙结构的时间长、风险很高。
技术实现思路
[0003]本专利技术所要解决的技术问题是，提供了一种电蚀桩芯用于盾构直接始发与到达的工法，将桩芯材料作为阳极，通过施加大电流将挡土墙的中的强度很高的桩芯材料快速溶解，剩余桩体材料采用盾构机直接切削的工法。省略了地基加固、人工拆除挡土墙等工序，同时桩芯的材料可以回收利用并能产生额外的氢气，提高安全性的同时也节省了工程成本。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0005]一种电蚀桩芯用于盾构直接始发与到达的工法，包括如下步骤：
[0006]步骤1：在挡土墙上设置若干垂直方向的桩芯，所述桩芯内部空心，所述桩芯上设有上下两处绝缘层，上下两处所述绝缘层将桩芯隔断成相互不接触的三部分，上下两处所述绝缘层分别位于供盾构机通过的待溶解区域的上方和下方；
[0007]步骤2：上下两处所述绝缘层之间的所述桩芯通过电缆与设置在地面的电源的阳极相连，所述桩芯内设有铜棒，所述铜棒通过所述电缆与所述电源的阴极相连，接通所述电源，电蚀所述桩芯，电蚀过程产生沉淀物氢氧化铁和氢气；
[0008]步骤3：在每个所述桩芯的底部均放置循环泵，所述循环泵抽取所述桩芯内的混有氢氧化铁的电解质调解液后，将混有氢氧化铁的电解质调解液通过循环管路经地面的氢氧化铁分离站分离氢氧化铁后，进入电解质调解池，所述电解质调解池的电解质调解液通过溢流管路伸入到桩芯内，循环利用电解质调解液；
[0009]步骤4：所述桩芯的顶部设有氢气收集管路，所述氢气收集管路与地面的氢气压缩装置相连，将桩芯中产生的氢气压缩瓶装；
[0010]步骤5：电蚀工作完成后，关闭所述电源，回收所述桩芯中的电解质调解液；
[0011]步骤6：盾构机切削挡土墙中的混凝土结构，完成盾构始发或到达施工。
[0012]优选的，所述桩芯的形状为圆柱体或立方体。
[0013]优选的，步骤1中所述绝缘层与所述桩芯相熔接。
[0014]其中，步骤2中电蚀的电化学式为：
[0015]2Fe+6H2O
→
2Fe(OH)3↓
+3H2↑
(1)。
[0016]优选的，步骤2电蚀过程进行之前为防止电蚀过程中土体可能发生坍塌，先将盾构机顶入，与挡土墙紧密贴合。
[0017]优选的，步骤2中所述铜棒上套上若干个绝缘环，发生碰撞时，绝缘环与所述桩芯先接触，避免所述铜棒的导电性受影响。
[0018]优选的，步骤3中所述循环泵抽取所述桩芯内的混有氢氧化铁的电解质调解液的过程中，通过地面的空压机向所述桩芯的底部通气，加速电解质溶液的循环并使沉淀物氢氧化铁翻滚，以利于混有氢氧化铁的电解质调解液便于被所述循环泵抽取。
[0019]进一步的，电解质调解液包括金属离子、金属阴离子，所述金属阳离子包括钠离子、钾离子中的任意一种或两种，所述阴离子包括氯离子、醋酸根离子和硫酸根离子中的任意一种或几种。
[0020]进一步的，为了电蚀过程均匀进行，在电蚀过程中采用距离调整公式动态调整铜棒与桩芯的距离。
[0021]其中，距离调整公式为：
[0022](1)电蚀进行时间t≤电蚀初始阶段t1时，
[0023][0024]其中，Li表示第i个桩芯中铜棒与桩芯之间的距离，i为1～n之间的任一自然数，h1表示两个绝缘体之间的桩芯高度，h2表示铜棒高度，t1为电蚀初始阶段所需要的时间，为常数，t表示当前电蚀所进行的时间；
[0025](2)电蚀初始阶段t1＜电蚀进行时间t＜电蚀尾声阶段t2时，
[0026][0027][0028][0029]其中，
△
Vi表示在
△
t时间段内第i个桩芯中铜棒与桩芯之间的电压变化，表示
△
t时间段内所有桩芯中铜棒与桩芯之间的电压变化的平均值，K1表示电压变化预设下限比例，为常数，K2表示电压变化预设上限比例，为常数，t2为电蚀尾声阶段所需要的时间，为常数；
[0030](3)电蚀进行时间t≥电蚀尾声阶段t2时，
[0031][0032]本专利技术的有益效果：
[0033]本专利技术所要解决的技术问题是，提供了一种电蚀桩芯用于盾构直接始发与到达的工法，将桩芯材料作为阳极，通过施加大电流将挡土墙的中的强度很高的桩芯材料快速溶
解，剩余桩体材料采用盾构机直接切削的工法。省略了地基加固、人工拆除挡土墙等工序，同时桩芯的材料可以回收利用并能产生额外的氢气，提高安全性的同时也节省了工程成本。
[0034]1、本专利技术提出的通过施加大电流将挡土墙的中的强度很高的桩芯材料快速溶解，剩余桩体材料采用盾构机直接切削的工法，大大提高了盾构机切削的工作效率，节省了成本。
[0035]2、本专利技术通过铜棒上增加绝缘环，可以避免铜棒和桩芯发生碰撞，而对铜棒的导电性能并不会产生较大影响。
[0036]3、本专利技术增加了空压机向桩芯底部通气，加速电解质溶液的循环，通过地面的空压机向所述桩芯的底部通气，加速电解质溶液的循环并使沉淀物氢氧化铁翻滚，以利于混有氢氧化铁的电解质调解液便于被所述循环泵抽取。
[0037]4、本专利技术通过距离调整公式动态调整铜棒与桩芯的距离，促进电蚀过程更加均匀有效的进行。
附图说明
[0038]图1是本专利技术的挡土墙结构示意图；
[0039]图2是本专利技术的一个桩芯的电蚀结构示意图；
[0040]图3是本专利技术的一个桩芯和上下绝缘层的结构示意图；
[0041]图4是本专利技术的一个桩芯的俯视结构图。
[0042]1‑
挡土墙、2
‑
桩芯、3
‑
待溶解区域、4
‑
绝缘层、5
‑
循环泵、6
‑
循环管路、7
‑
氢氧化铁分离站、8
‑
电解质调解池、9
‑
溢流管路、10
‑
氢气压缩装置、11
‑
氢气收集管路、12
‑
电缆、13
‑
电源、14
‑
铜棒。
具体实施方式
[0043]下面结合附图以及具体实施例对本专利技术一种电蚀桩芯用于盾构直接始发与到达的工法作进一步详细说明。
[0044]实施例1
[0045]如图1
‑
图4所示，一种电蚀桩芯用于盾构直接始发与到达的工法，包括如下步骤：<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电蚀桩芯用于盾构直接始发与到达的工法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：在挡土墙(1)上设置若干垂直方向的桩芯(2)，所述桩芯(2)内部空心，所述桩芯(2)上设有上下两处绝缘层(4)，上下两处所述绝缘层(4)将桩芯(2)隔断成相互不接触的三部分，上下两处所述绝缘层(4)分别位于供盾构机通过的待溶解区域(3)的上方和下方；步骤2：上下两处所述绝缘层(4)之间的所述桩芯(2)通过电缆(12)与设置在地面的电源(13)的阳极相连，所述桩芯(2)内设有铜棒(14)，所述铜棒(14)通过所述电缆(12)与所述电源(13)的阴极相连，接通所述电源(13)，电蚀所述桩芯(2)，电蚀过程产生沉淀物氢氧化铁和氢气；步骤3：在每个所述桩芯(2)的底部均放置循环泵(5)，所述循环泵(5)抽取所述桩芯(2)内的混有氢氧化铁的电解质调解液后，将混有氢氧化铁的电解质调解液通过循环管路(6)经地面的氢氧化铁分离站(7)分离氢氧化铁后，进入电解质调解池(8)，所述电解质调解池(8)的电解质调解液通过溢流管路(9)伸入到桩芯(2)内，循环利用电解质调解液；步骤4：所述桩芯(2)的顶部设有氢气收集管路(11)，所述氢气收集管路(11)与地面的氢气压缩装置(10)相连，将桩芯(2)中产生的氢气压缩瓶装；步骤5：电蚀工作完成后，关闭所述电源(13)，回收所述桩芯(2)中的电解质调解液；步骤6：盾构机切削挡土墙中的混凝土结构，完成盾构始发或到达施工。2.根据权利要求1所述的一种电蚀桩芯用于盾构直接始发与到达的工法，其特征在于，所述桩芯(2)的形状为圆柱体或立方体。3.根据权利要求1所述的一种电蚀桩芯用于盾构直接始发与到达的工法，其特征在于，步骤1中所述绝缘层(4)与所述桩芯(2)相熔接。4.根据权利要求1所述的一种电蚀桩芯用于盾构直接始发与到达的工法，其特征在于，步骤2中电蚀的电化学式为：2Fe+6H2O
→
2Fe(OH)3↓
+3H2↑ꢀꢀꢀꢀ
(1)。5.根据权利要求l所述的一种电蚀桩芯用于盾构直接始发与到达的工法，其特征在于，步骤2电蚀过程进行之前为防止电蚀过程中土体可能发生坍塌，先将盾...
【专利技术属性】
技术研发人员：解萍，杨旭明，杨启双，曹磊，曹健，
申请(专利权)人：江苏旭睿重工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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