CN104480937B - 灌浆连接段装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种灌浆连接段装置及其使用方法，灌浆连接段装置包括灌浆主体、注浆管及环形的灌浆分配管，所述灌浆主体具有腔室；所述注浆管及环形的灌浆分配管均设置于所述灌浆主体的腔室内，所述灌浆分配管连接于灌浆主体的内壁，所述灌浆分配管具有多个开口，所述灌浆主体具有与所述灌浆分配管的开口数量相等的通孔，所述灌浆分配管的开口对应连通所述灌浆主体的通孔，所述注浆管的一端连通所述灌浆分配管。本发明公涉及的灌浆连接段装置，灌浆多重保证、均匀分配灌浆、构造简单、易于施工。
Description
技术领域
本发明涉及海洋工程领域，特别是涉及一种灌浆连接段装置及其使用方法。
背景技术
目前，海上风电因其清洁、安全、开发效率高等优势在新能源领域发展迅速，而海上风机与测风塔的基础设计是其中一个重要内容。目前各种风机基础形式中，单桩、导管架、水下三桩和水上三桩基础型式均存在灌浆连接段，灌浆连接段通常为两个同心圆钢管中间填充高强灌浆料。从受力上讲，它是承上启下的关键部位；从施工上讲，它是承前启后的关键工序。根据国外的经验，风机基础的灌浆连接设计对于保证风机正常运行事关重要。如果灌浆失效，直接影响进度，所做的补救措施将花费大量费用。国外海上风电已出现一些问题与灌浆连接段密切相关，目前的灌浆连接段对施工质量控制并不完善，受力并不合理。
发明内容
基于此，有必要提供一种均匀分配灌浆、构造简单、多重保障、易于快速施工的灌浆连接段装置。
一种灌浆连接段装置，包括灌浆主体、注浆管及环形的灌浆分配管，所述灌浆主体具有腔室；
所述注浆管及环形的灌浆分配管均设置于所述灌浆主体的腔室内，所述灌浆分配管连接于灌浆主体的内壁，所述灌浆分配管具有多个开口，所述灌浆主体具有与所述灌浆分配管的开口数量相等的通孔，所述灌浆分配管的开口对应连通所述灌浆主体的通孔，所述注浆管的一端连通所述灌浆分配管。
在其中一个实施例中，所述注浆管的数量及环形的灌浆分配管的数量均为两个，两个所述灌浆分配管位于所述灌浆主体的腔室内且处于上下位置，两个所述灌浆分配管之间具有预定的间隔，两个所述灌浆分配管分别连通有所述注浆管。
在其中一个实施例中，还包括面板，所述面板位于所述灌浆主体的上方，所述面板具有注浆孔，所述注浆管连接于所述注浆孔。
在其中一个实施例中，还包括多个第一导向板，所述第一导向板连接于所述灌浆主体的外壁，所述第一导向板平行于所述灌浆主体的中心轴，且所述第一导向板呈环状分布于所述灌浆主体的外壁。
在其中一个实施例中，多个所述第一导向板均匀分布于所述灌浆主体的外壁。
在其中一个实施例中，还包括多个第二导向板，所述第二导向板连接于所述灌浆主体的底部，所述第二导向板平行于所述灌浆主体的中心轴。
在其中一个实施例中，所述第二导向板为8个，8个第二导向板均匀分布于所述灌浆主体的底部，相邻的第二导向板之间呈45°夹角。
在其中一个实施例中，所述第二导向板由所述灌浆主体的顶部至底部方向上的尺寸逐渐收拢。
在其中一个实施例中，还包括第一环向板、第二环向板及加劲肋，所述第一环向板、第二环向板呈上下位置套设连接于所述灌浆主体的外侧，所述第二环向板位于所述灌浆分配管的上方，所述加劲肋位于所述第一环向板、第二环向板之间，所述第一环向板、第二环向板沿竖直方向对应设有多个通道形成应急灌浆孔。
本发明的另一目的在于提供一种灌浆连接段装置的使用方法。
一种灌浆连接段装置的使用方法，包括如下步骤：
将灌浆主体由底部位置插入管桩内，调整灌浆主体的外壁与管桩的内壁之间的间隔；
将注浆管的端部连接至注浆机，注浆机通过注浆管将浆液灌注至灌浆分配管中，并由灌浆分配管的开口及灌浆主体的通孔灌注至灌浆主体与管桩的内壁之间的间隔内。
本发明涉及的灌浆连接段装置，通过灌浆主体、注浆管及环形的灌浆分配管之间的配合，通过注浆管及环形的灌浆分配管实现了均匀分配灌浆材料的灌浆，通过2层灌浆分配管与多个应急灌浆孔，实现了具有多重保障的灌浆，能够用于海上风机或测风塔的基础结构中，具有均匀分配灌浆、构造简单、多重保障、易于施工等优点。
本发明涉及的灌浆连接段装置，设置两个灌浆分配管，两个灌浆分配管分2层焊接在灌浆主体的内侧，第一层灌浆分配管(下方位置的灌浆分配管)用于形成灌浆主体部分；若灌浆密封发现存在缺陷，它还可用于形成封底浆体，有助于灌浆密封；第二层灌浆分配管用于对第一层灌浆的补充，当第一层灌浆已经满足要求时，第二层可忽略；或者当第一层灌浆分配管用于形成灌浆塞时，第二层灌浆分配管可用于形成灌浆主体部分。
本发明涉及的灌浆连接段装置，采用面板的设计，在面板上设有灌浆孔，面板须位于水面以上，根据施工船舶的操作平台高程，选择合适的安置位置，或在基础主平台或在基础中间休息平台。面板包含了注浆管的端口(若有多个注浆管，则对应多个端口)，且须对端口进行编号，如竖向以灌浆分配管的层数来定义，用阿拉伯数字表示，例如两层灌浆分配管，即1#、2#；横向表示灌浆主体的个数，用大写字母表示，例如四个灌浆主体，即A、B、C、D。灌浆施工时，可直接在面板上快速选择端口，无需水下连接，方便快速。
本发明涉及的灌浆连接段装置，采用多个第一导向板及第二导向板的设计，第一导向板与第二导向板沿灌浆主体均匀设置，不仅有施工时的导向作用，还可以控制灌浆的环向厚度，使之能满足最小厚度要求。
本发明涉及的灌浆连接段装置，包括第一环向板、第二环向板及加劲肋，在所述第一环向板、第二环向板沿竖直方向对应设有多个通道，加劲肋有利于荷载的均匀分布与传递以及施工的调平；另外，当注浆管无法进行灌浆时，可从第一环向板、第二环向板的多个通道(应急灌浆孔)内插入应急灌浆管(钢管)进行灌浆。多个通道(应急灌浆孔)的平面布置方位要与第一导向板错开，防止应急灌浆管(钢管)无法插入；当第一层与第二层灌浆分配管都失效时，可利用应急灌浆孔进行灌浆。
本发明涉及的灌浆连接段装置，是一种具有多重灌浆保障与快速均匀灌浆性能的灌浆连接段结构，灌浆分配管分2层焊接在灌浆主体的内侧，并设有应急浆孔(通孔)，为灌浆提供多重保障。灌浆分配管及对应位置处的灌浆主体均匀设置3～6个圆孔或方孔，使浆体均匀溢出；本发明为海上灌浆提供多重安全保障。
附图说明
图1为本发明实施例灌浆连接段装置示意图；
图2为本发明实施例面板示意图；
图3为图1中A-A视图；
图4为图1中B-B视图；
图5为图1中C-C视图；
图6为图1中D-D视图。
附图标记说明
10、灌浆主体；11、通孔；12、剪切键；20、注浆管；30、31、灌浆分配管；40、塞子；50、第一导向板；60、第二导向板；70、第一环向板；80、第二环向板；90、加劲肋；100、垫块；110、面板；111、注浆孔；120、应急灌浆孔。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
一种灌浆连接段装置，参见图1-图6所示，包括灌浆主体10、注浆管20及环形的灌浆分配管30、31，所述灌浆主体10呈圆筒状，圆筒内部构成所述灌浆主体10的腔室；
所述注浆管20及环形的灌浆分配管30、31均设置于所述灌浆主体10的腔室内，所述灌浆分配管30、31连接于灌浆主体10的内壁，所述灌浆分配管30、31具有3～6个圆孔或方孔开口(本实施例为6个圆孔)，所述灌浆主体10具有与所述灌浆分配管30、31的开口数量相等的圆形的通孔11，所述灌浆分配管30、31的开口对应连通所述灌浆主体10的通孔11，所述注浆管20的一端连通所述灌浆分配管30、31，注浆管20的另一端用于连接灌浆机进行灌浆。
在本实施例中，所述注浆管20的数量及环形的灌浆分配管30、31的数量均为两个(根据实际施工需要可以设置多个)，两个所述灌浆分配管30、31位于所述灌浆主体10的腔室内且处于上下位置，两个所述灌浆分配管30、31之间具有预定的间隔，两个所述灌浆分配管30、31分别连通有所述注浆管20。
进一步地，在本实施例中，所述灌浆分配管30、31的截面呈半圆形或者开口的矩形(具有三个边)，在安装时，灌浆分配管30、31的开口处连接于灌浆主体10的内壁，通过与灌浆主体10的内壁构成完整的封闭灌浆分配管30、31的通道，此时，只需要在灌浆主体10上开设通孔11，该通孔11在灌浆主体10上的高度与灌浆分配管30、31分别相同，该技术方案只需要开设一次通孔，不需要在灌浆分配管30、31再次开设开口，省工省时，也节约材料，方便安装。
参见图2所示，所述灌浆主体10的上方还设有面板110，所述面板110为钢制面板110。所述面板110具有注浆孔111，所述注浆管20连接于所述注浆孔111。面板110须位于水面以上，根据施工船舶的操作平台高程，选择合适的安置位置，或在基础主平台或在基础中间休息平台。面板110包含了注浆管20的端口(若有多个注浆管20，则对应多个端口)，且须对端口进行编号，如竖向以灌浆分配管30、31的层数来定义，用阿拉伯数字表示，例如两层灌浆分配管30、31，即1#、2#；横向表示灌浆主体10的个数，用大写字母表示，例如四个灌浆主体10，即A、B、C、D。
参见图1所示，进一步地，还包括8个第一导向板50及8个第二导向板60，所述第一导向板50连接于所述灌浆主体10的外壁，所述第一导向板50平行于所述灌浆主体10的中心轴，且所述第一导向板50呈环状分布于所述灌浆主体10的外壁，多个所述第一导向板50均匀分布于所述灌浆主体10的外壁，相邻的第一导向板50平面之间呈45°夹角。所述第二导向板60连接于所述灌浆主体10的底部，所述第二导向板60平行于所述灌浆主体10的中心轴，8个第二导向板60均匀分布于所述灌浆主体10的底部。沿竖直方向上，8个第二导向板60的侧边连接使得8个第二导向板60呈米字形，相邻的第二导向板60的平面之间呈45°夹角。所述第二导向板60的外侧边由所述灌浆主体10的顶部至底部方向上的尺寸逐渐收拢。
参见图1及图3所示，进一步地，还包括第一环向板70、第二环向板80及加劲肋90，所述第一环向板70、第二环向板80呈上下位置套设连接于所述灌浆主体10的外侧，所述第二环向板80位于所述灌浆分配管31的上方，所述加劲肋90位于所述第一环向板70、第二环向板80之间，所述第一环向板70设有4个通道形成应急灌浆孔120、第二环向板80设有4个通道形成应急灌浆孔120，所述第一环向板70的4个通道与第二环向板80的4个通道沿竖直方向上分别对应，所述第一环向板70的4个通道、所述第二环向板80的4个通道均均匀分布于对应的板上。当以上2根注浆管20无法进行灌浆时，可从4个通道(应急灌浆孔120)内插入钢管(另外的4个注浆管20)进行灌浆。且4个通道(应急灌浆孔120)的平面分布方位要与第一导向板50错开，也即4个通道(应急灌浆孔120)与第一导向板50在竖直方向上不重叠，防止钢管(另外的4个注浆管20)无法插入。所述第一环向板70的底部还设有12个垫块100，12个垫块100均匀分布于环形的第一环向板70的底部，垫块100有利于荷载的均匀分布与传递以及施工的调平。
所述灌浆主体10的外壁还具有剪切键12，剪切键12的布置有利于浆体与剪切键12的咬合，提高承载力，剪切键12设置于灌浆主体10的中部位置，剪切键12不能布置在灌浆主体10结构两端一定距离内，该距离视灌浆厚度与剪切键12间距而定，以免出现初始裂纹。
本发明涉及的灌浆连接段装置在施工过程中涉及的使用方法，包括如下步骤：
根据施工需要，调整两个灌浆分配管30、31之间的间距。将灌浆主体10的通孔11由塞子40塞住完成通孔11的封闭，将灌浆连接段装置置于水底进行水压测试，待水压测试满足要求后打开灌浆主体10的通孔11，将灌浆主体10由底部位置插入钢管桩内，调整灌浆主体10的外壁与钢管桩的内壁之间的间隔，调平；
将注浆管20分别按照面板110上的端口编号进行连接，面板110上端的开口连通至注浆机，注浆机工作，浆液在压力的推动下通过注浆管20将浆液灌注至灌浆分配管30、31中，并有灌浆分配管30、31的开口及灌浆主体10的通孔11灌注至灌浆主体10与钢管桩的内壁之间的间隔内；浆液首先会到达下层的灌浆分配管30内，然后通过灌浆分配管30经由6个圆形的通孔11均匀地流入到灌浆连接段的环向空间内(灌浆主体10的外壁与钢管桩的内壁之间的间隔)。首先灌注下层的灌浆分配管30，控制注浆速度，使浆体慢慢充满灌浆分配管30，再加大注浆速度，用于形成灌浆主体部分；上层的灌浆分配管31用于对下层灌浆的补充，当下层的灌浆分配管30的灌浆已经满足要求时，上层的灌浆分配管31的灌浆可忽略。
若灌浆密封发现存在缺陷，下层灌浆分配管30用于形成灌浆塞，有助于灌浆密封，此时，上层的灌浆分配管31用于形成灌浆主体部分。当以上2根注浆管20均无法进行灌浆时，可从4个通道(应急灌浆孔120)内进行灌浆，此时需要人工通过4个通道(应急灌浆孔120)插入4个额外的注浆管20(应急注浆管20)。当有灌浆体从灌浆主体10的顶部不断溢出时，可以判断出该连接段的灌浆完成。
本发明涉及的灌浆连接段装置，通过灌浆主体、注浆管及环形的灌浆分配管之间的配合，通过注浆管及环形的灌浆分配管实现了均匀分配灌浆材料的灌浆，通过2层灌浆分配管与多个应急灌浆孔，实现了具有多重保障的灌浆，能够用于海上风机或测风塔的基础结构中，具有均匀分配灌浆、构造简单、多重保障、易于施工等优点。
本发明涉及的灌浆连接段装置，设置两个灌浆分配管，两个灌浆分配管分2层焊接在灌浆主体的内侧，第一层灌浆分配管(下方位置的灌浆分配管)用于形成灌浆主体部分；若灌浆密封发现存在缺陷，它还可用于形成封底浆体，有助于灌浆密封；第二层灌浆分配管用于对第一层灌浆的补充，当第一层灌浆已经满足要求时，第二层可忽略；或者当第一层灌浆分配管用于形成灌浆塞时，第二层灌浆分配管可用于形成灌浆主体部分。
本发明涉及的灌浆连接段装置，采用面板的设计，在面板上设有灌浆孔，面板须位于水面以上，根据施工船舶的操作平台高程，选择合适的安置位置，或在基础主平台或在基础中间休息平台。面板包含了注浆管的端口(若有多个注浆管，则对应多个端口)，且须对端口进行编号，如竖向以灌浆分配管的层数来定义，用阿拉伯数字表示，例如两层灌浆分配管，即1#、2#；横向表示灌浆主体的个数，用大写字母表示，例如四个灌浆主体，即A、B、C、D。灌浆施工时，可直接在面板上快速选择端口，无需水下连接，方便快速。
本发明涉及的灌浆连接段装置，采用多个第一导向板及第二导向板的设计，第一导向板与第二导向板沿灌浆主体均匀设置，不仅有施工时的导向作用，还可以控制灌浆的环向厚度，使之能满足最小厚度要求。
本发明涉及的灌浆连接段装置，包括第一环向板、第二环向板80及加劲肋，在所述第一环向板、第二环向板沿竖直方向对应设有多个通道，加劲肋有利于荷载的均匀分布与传递以及施工的调平；另外，当注浆管无法进行灌浆时，可从第一环向板、第二环向板的多个通道(应急灌浆孔)内插入应急灌浆管(钢管)进行灌浆。多个通道(应急灌浆孔)的平面布置方位要与第一导向板错开，防止应急灌浆管(钢管)无法插入；当第一层与第二层灌浆分配管都失效时，可利用应急灌浆孔进行灌浆。
本发明涉及的灌浆连接段装置，是一种具有多重灌浆保障与快速均匀灌浆性能的灌浆连接段结构，灌浆分配管分2层焊接在灌浆主体的内侧，并设有应急浆孔(通孔)，为灌浆提供多重保障。灌浆分配管及对应位置处的灌浆主体均匀设置3～6个圆孔或方孔，使浆体均匀溢出；本发明为海上灌浆提供多重安全保障。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种灌浆连接段装置，其特征在于，包括灌浆主体、注浆管及环形的灌浆分配管，所述灌浆主体具有腔室；
所述注浆管及环形的灌浆分配管均设置于所述灌浆主体的腔室内，所述灌浆分配管连接于灌浆主体的内壁，所述灌浆分配管具有多个开口，所述灌浆主体具有与所述灌浆分配管的开口数量相等的通孔，所述灌浆分配管的开口对应连通所述灌浆主体的通孔，所述注浆管的一端连通所述灌浆分配管。
2.根据权利要求1所述的灌浆连接段装置，其特征在于，所述注浆管的数量及环形的灌浆分配管的数量均为两个，两个所述灌浆分配管位于所述灌浆主体的腔室内且处于上下位置，两个所述灌浆分配管之间具有预定的间隔，两个所述灌浆分配管分别连通有所述注浆管。
3.根据权利要求1或2所述的灌浆连接段装置，其特征在于，还包括面板，所述面板位于所述灌浆主体的上方，所述面板具有注浆孔，所述注浆管连接于所述注浆孔。
4.根据权利要求1或2所述的灌浆连接段装置，其特征在于，还包括多个第一导向板，所述第一导向板连接于所述灌浆主体的外壁，所述第一导向板平行于所述灌浆主体的中心轴，且所述第一导向板呈环状分布于所述灌浆主体的外壁。
5.根据权利要求4所述的灌浆连接段装置，其特征在于，多个所述第一导向板均匀分布于所述灌浆主体的外壁。
6.根据权利要求1或2所述的灌浆连接段装置，其特征在于，还包括多个第二导向板，所述第二导向板连接于所述灌浆主体的底部，所述第二导向板平行于所述灌浆主体的中心轴。
7.根据权利要求6所述的灌浆连接段装置，其特征在于，所述第二导向板为8个，8个第二导向板均匀分布于所述灌浆主体的底部，相邻的第二导向板之间呈45°夹角。
8.根据权利要求6所述的灌浆连接段装置，其特征在于，所述第二导向板由所述灌浆主体的顶部至底部方向上的尺寸逐渐收拢。
9.根据权利要求1或2所述的灌浆连接段装置，其特征在于，还包括第一环向板、第二环向板及加劲肋，所述第一环向板、第二环向板呈上下位置套设连接于所述灌浆主体的外侧，所述第二环向板位于所述灌浆分配管的上方，所述加劲肋位于所述第一环向板、第二环向板之间，所述第一环向板、第二环向板沿竖直方向对应设有多个通道形成应急灌浆孔。
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