CN104948193B - 冻结井筒内层井壁混凝土泡沫养护装置 - Google Patents

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本发明公开冻结井筒内层井壁混凝土泡沫养护装置,包括液体泡沫层、泡沫养护筒、泡沫原液储存容器、泡沫发生器和温水水管,所述泡沫养护筒包括筒壁和筒底,所述筒底设在所述筒壁的外侧并与所述筒壁固定连接;所述液体泡沫层形成于混凝土内层井壁与所述泡沫养护筒筒壁之间,所述泡沫养护筒设在所述混凝土内层井壁内侧,并吊挂于拆模盘的下部;所述泡沫发生器的进液口分别与所述泡沫原液储存容器的出液口和所述温水水管的出水口流体导通连接。本发明不仅能为冻结井筒内层井壁混凝土提供优良的养护条件,而且还能节约大量的水资源,同时减少混凝土内层井壁因为内部和表面温度不同而导致的温度裂缝,从而保证了井筒的质量。

Description

冻结井筒内层井壁混凝土泡沫养护装置
技术领域
本发明涉及矿山地下工程施工技术领域,特别涉及一种冻结井筒内层井壁混凝土泡沫养护装置。
背景技术
冻结井筒内层井壁厚度较大,尤其大直径立井下部内层井壁,强度等级高,厚度大,为大体积混凝土结构,因此在内壁混凝土浇筑后,短时间内会有大量的水化热释放。目前,井筒内壁表面无法做到覆层养护,多采取洒水喷淋对井壁进行养护工艺,尽管有不少矿井在内壁养护上已经采取温水养护,但因喷淋用水消耗大量,温水持续供应存在一定困难,且水温控制有相当难度。以至于常出现直接采用冷水代替温水直接冲刷混凝土井壁现象,这样在内壁混凝土内部区域与表面人为形成较大的温差,导致内壁表面出现较多细小的温度裂缝,影响井壁质量。
发明内容
有鉴于此,本发明在于提供一种冻结井筒内层井壁混凝土泡沫养护装置,不仅能为冻结井筒内层井壁混凝土提供优良的养护条件,而且还能节约大量的水资源,同时还避免混凝土内层井壁因为内部和表面较大温差而导致的温度裂缝,从而保证了井筒的质量。
为解决上述问题,本发明采用如下技术方案:冻结井筒内层井壁混凝土泡沫养护装置,包括液体泡沫层、泡沫养护筒、泡沫原液储存容器、泡沫发生器和温水水管,所述泡沫养护筒包括筒壁和筒底,所述筒底设在所述筒壁的外侧并与所述筒壁固定连接;所述液体泡沫层形成于混凝土内层井壁与所述筒壁之间,所述泡沫养护筒设在所述混凝土内层井壁内侧,并吊挂于拆模盘的下部;所述泡沫发生器的进液口分别与所述泡沫原液储存容器的出液口和所述温水水管的出水口流体导通连接,所述泡沫发生器的喷口设在所述筒壁与所述混凝土内层井壁之间。
上述冻结井筒内层井壁混凝土泡沫养护装置,所述筒底下表面沿所述筒底周向设有钢丝刷;所述钢丝刷的一端与所述筒底下表面固定连接,所述钢丝刷的另一端与所述混凝土内层井壁表面接触;所述钢丝刷的刷面与所述混凝土内层井壁之间的夹角为30~60度。
上述冻结井筒内层井壁混凝土泡沫养护装置,所述筒底与所述混凝土内层井壁之间设有防撞支架;所述防撞支架与所述筒底固定连接;所述筒底和所述防撞支架上设有保温层;所述保温层内侧与所述筒壁接触,所述保温层外侧与所述混凝土内层井壁接触。
上述冻结井筒内层井壁混凝土泡沫养护装置,所述筒底包括T形钢环形结构和槽钢环形结构,所述槽钢环形结构设在所述T形钢环形结构立板内侧并与所述T形钢环形结构固定连接;所述筒壁的下端与所述槽钢环形结构固定连接;所述筒壁与所述槽钢环形结构的任一侧壁固定连接;所述槽钢环形结构的槽口朝向所述泡沫养护筒内侧。
上述冻结井筒内层井壁混凝土泡沫养护装置,所述筒壁上设有加强箍,所述加强箍与所述筒壁固定连接;相邻的两个所述加强箍通过钢丝绳或铁链连接。
上述冻结井筒内层井壁混凝土泡沫养护装置,所述筒壁为PVC三防布层;所述保温层为岩棉层;所述液体泡沫层为蛋白泡沫层(如动物蛋白发泡剂发泡形成的泡沫层)。
上述冻结井筒内层井壁混凝土泡沫养护装置,所述蛋白泡沫层为高倍数蛋白泡沫层;高倍数是指发泡倍数较高,可以参考中华人民共和国公共安全行业标准高倍数泡沫灭火剂的发泡倍数。
上述冻结井筒内层井壁混凝土泡沫养护装置,所述泡沫原液储存容器为泡沫液储罐。
上述冻结井筒内层井壁混凝土泡沫养护装置,所述泡沫发生器、所述泡沫原液储存容器和所述温水水管的出水端设在所述拆模盘上。
本发明的有益效果是:
1.泡沫与温水相结合的冻结井筒内侧井壁混凝土养护方法,充分利用了泡沫体保温效果好的特点,使得混凝土在养护期间不会出现表面温度与内部温度的较大差异,从而避免混凝土出现温度裂缝,保证了井筒的质量,相比原有洒水喷淋对井壁进行养护的工艺,井筒质量提高50%以上。
2.利用泡沫析液来对混凝土表层进行润湿,保证混凝土表层保持足够的湿度,确保水泥水化能顺利进行,使混凝土早期强度得到充分发展。
3.利用蛋白泡沫发泡倍数高的特点,使得利用较少量的水就可形成大量泡沫,完成对较大面积的混凝土养护,从而在保证井筒质量的同时有效地减少了养护用水。
4.在现有拆模盘下安装内层井壁泡沫养护筒,养护筒内充满一定体积的高倍数蛋白泡沫,这样在贴近井壁表面形成一道泡沫层,一方面,泡沫层起到保温隔热的作用,另一方面,贴近井壁的泡沫破裂后的泡沫析液可以始终保持井壁的湿度,使得拆模后的井壁处于高温高湿的养护条件下,利于内层井壁早期强度的提升。
5.在钢丝刷、槽钢底圈及槽钢防撞支架位置敷设一层保温岩棉,岩棉层作为泡沫养护筒的底面,支撑泡沫的同时,吸收并收集泡沫析液,使其透过岩棉层均匀的流到钢丝刷上。
6.钢丝刷的作用,一方面将内壁表面泡沫渍痕迹刷掉,另一方面,让泡沫析液沿刷丝流到井壁上,用以继续保持井壁湿度,养护井壁。
7.拆模盘上将内壁模板拆模后,即可利用泡沫枪向井壁表面喷涂泡沫,泡沫养护筒泡沫不足时,随时用泡沫枪补充泡沫,从而达到养护井壁的目的。
附图说明
图1为本发明中冻结井筒内层井壁混凝土泡沫养护装置安装在井筒内的结构示意图;
图2为图1中I部分的放大图。
图中:1-混凝土内层井壁,2-液体泡沫层,3-泡沫发生器,4-泡沫原液储存容器,5-温水水管,6-钢丝绳或铁链,7-PVC三防布层,8-加强箍,9-保温层,10-防撞支架,11-钢丝刷,12-筒底,13-拆模盘,14-保护盘,15-内壁模板。
具体实施方式
为清楚说明本发明中的方案,下面给出优选的实施例并结合附图详细说明。
如图1和图2所示,本发明中,冻结井筒内层井壁混凝土泡沫养护装置,包括液体泡沫层2、泡沫养护筒、泡沫原液储存容器4、泡沫发生器3和温水水管5,所述泡沫养护筒包括筒壁和筒底12,所述筒底12设在所述筒壁的外侧并与所述筒壁固定连接;所述液体泡沫层2设在混凝土内层井壁1与所述筒壁之间,所述泡沫养护筒设在所述混凝土内层井壁1内侧,并吊挂于拆模盘13的下部;所述泡沫发生器3的进液口分别与所述泡沫原液储存容器4的出液口和所述温水水管5的出水口流体导通连接,所述泡沫发生器3的喷口设在所述筒壁与所述混凝土内层井壁1之间。其中,所述筒壁为PVC三防布层7,所述液体泡沫层2为蛋白泡沫层,所述蛋白泡沫层为高倍数蛋白泡沫层(蛋白泡沫层可以使用动物蛋白发泡剂制成,高倍数是指发泡倍数较高,可以参考中华人民共和国公共安全行业标准高倍数泡沫灭火剂的发泡倍数);所述泡沫原液储存容器4为泡沫液储罐。
其中,所述筒底12下表面沿所述筒底12周向设有钢丝刷11;所述钢丝刷11的一端与所述筒底12下表面固定连接,所述钢丝刷11的另一端与所述混凝土内层井壁1表面接触;所述钢丝刷11的刷面与所述混凝土内层井壁1之间的夹角为30~60度,优选所述钢丝刷11的刷面与所述混凝土内层井壁1之间的夹角为45度,这一角度既保证了所述钢丝刷11的刷面与所述混凝土内层井壁1之间的摩擦力,降低液体泡沫以泡沫形式顺着所述混凝土内层井壁1流下,又避免所述钢丝刷11的刷面与所述混凝土内层井壁1之间的摩擦力过大,导致所述钢丝刷11刷面损坏所述混凝土内层井壁1。
所述筒底12与所述混凝土内层井壁1之间设有防撞支架10,防撞支架10用来防止拆模盘13提升过程养护筒一侧过分靠近井壁,而对应侧与井壁分离的情况发生;所述防撞支架10与所述筒底12固定连接;所述筒底12和所述防撞支架10上设有保温层9;所述保温层9内侧与所述筒壁接触,所述保温层9外侧与所述混凝土内层井壁1接触。其中,所述保温层9为岩棉层。
所述筒底12包括T形钢环形结构和槽钢环形结构,所述槽钢环形结构设在所述T形钢环形结构立板内侧并与所述T形钢环形结构固定连接;所述筒壁的下端与所述槽钢环形结构固定连接;所述筒壁与所述槽钢环形结构的任一侧壁固定连接;所述槽钢环形结构的槽口朝向所述泡沫养护筒内侧。
所述筒壁上设有加强箍8,所述加强箍8与所述筒壁固定连接,保持养护筒外观形状;相邻的两个所述加强箍8通过钢丝绳或铁链6连接。
采用所述冻结井筒内层井壁混凝土泡沫养护装置来对冻结井筒内层井壁混凝土进行泡沫养护时,首先要将所述混凝土内层井壁1上的内壁模板15拆除,然后进行养护处理。
在对混凝土内层井壁1进行养护时,在内壁套壁施工至拆除第二套模板前,把所述泡沫养护筒组装完成,并用所述钢丝绳或铁链6吊挂在所述拆模盘13的下方,同时使所述保温层9及所述钢丝刷11与所述混凝土内层井壁1紧密接触,以保证泡沫能够被封存在所述混凝土内层井壁1与所述泡沫养护筒的所述筒壁之间一段时间,并将所述泡沫液储罐和所述泡沫发生器3放置在拆模盘13上,然后将所述泡沫发生器3分别与所述泡沫液储罐和所述温水水管5连接,且保证流体导通。先配制好用于制备所述液体泡沫层2的泡沫液并将其储存在所述泡沫液储罐内,然后在将所述混凝土内层井壁1上的所述内壁模板15拆除之后,在所述拆模盘13提升之后,用所述泡沫发生器3将所述泡沫储液罐中的泡沫液和所述温水水管5中的温水混合并制成泡沫注入所述筒壁与所述混凝土内层井壁1之间。此时,所述筒壁与所述混凝土内层井壁1之间充满一定体积的蛋白泡沫,而为了确保泡沫能布满所述筒壁与所述混凝土内层井壁1之间的空间,本实施例中采用高倍数蛋白泡沫液来制成所述液体泡沫层2。由于泡沫体内部存有许多大大小小的气室,从而形成了热隔离,避免了所述混凝土内层井壁1水化热被直接传导出去造成流失,进而避免了所述混凝土内层井壁1表面温度与其内部温度不一致,也就避免了所述混凝土内层井壁1出现温度裂缝的可能,有效保证了冻结井筒的质量,再则由于泡沫液对所述混凝土内层井壁1表面的浸润,泡沫体内与所述混凝土内层井壁1表面接触的气室室壁变薄,进而破裂,这些破裂的泡沫所产生的泡沫析液可以始终保持井壁的湿度,从而使拆模后的所述混凝土内层井壁1处于高温高湿的养护条件下,有利于提高冻结井筒内层井壁的早期强度。
而所述保温层9的作用首先保证位于所述筒壁与所述混凝土内层井壁1之间泡沫体不会顺着所述混凝土内层井壁1持续向下流动,避免了泡沫液的浪费,其次有利于泡沫析液在所述保温层9上的汇集,再从所述保温层9与所述混凝土内层井壁1之间的缝隙以及所述保温层9上的孔隙向下流动,从而有利于泡沫析液能均匀地流到所述钢丝刷11上,进而有利于所述钢丝刷11能够将所述混凝土内层井壁1上的渍痕,同时可以使位于所述泡沫养护筒下方的所述混凝土内层井壁1部分能够得到继续养护。
而采用PVC三防布作为筒壁,其原因在于降低养护装置的整体重量,便于施工人员的操控。由于PVC三防布为柔性材料,因而其作为所述筒壁时,在所述筒壁与所述混凝土内层井壁1之间填充泡沫之时,随着泡沫的注入量加大时,所述筒壁会发生径向形变,这不仅会增加泡沫液的使用量,而且增加养护装置的操控难度,因而为了避免上述情况的出现,特在所述筒壁上加设了所述加强箍8,在用其增强所述泡沫养护筒的抗挤压强度的同时,用其充当所述筒壁的支撑圈使得所述泡沫养护筒保持外观形状。而PVC三防布,一方面可以聚拢泡沫,另一方面可以防风挡水,避免所述液体泡沫层2内的泡沫体因井筒内部送风大面积破裂,且可使泡沫破裂后产生的泡沫析液沿着PVC三防布流到所述泡沫养护筒底部的所述保温层9上,起到汇聚泡沫析液的作用。
由于在所述拆模盘13提升的过程中,所述泡沫养护筒会发生径向摆动,这就会使所述泡沫养护筒的一侧过分靠近所述混凝土内层井壁1,甚至与所述混凝土内层井壁1发生碰撞,造成所述混凝土内层井壁1出现损坏,而所述防撞支架10的设置可以避免上述情况的发生。
随着所述拆模盘13的上升,如果不需将所述泡沫养护筒的筒身提升,那么就需要向所述筒壁与所述混凝土内层井壁1之间内补充泡沫,以使新拆完所述内壁模板15的所述混凝土内层井壁1得到有效养护。而随着时间的推移,泡沫会不断地破裂,这会造成所述泡沫养护筒与所述混凝土内层井壁1之间的所述液体泡沫层2体积缩小,为了对所述混凝土内层井壁1进行有效的养护,就必须补充泡沫,而这种情况下只需用所述泡沫发生器3将泡沫补充到所述液体泡沫层2即可。
上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明创造所作的举例,而并非对本发明创造具体实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所引伸出的任何显而易见的变化或变动仍处于本发明创造权利要求的保护范围之中。

Claims (9)

1.冻结井筒内层井壁混凝土泡沫养护装置,其特征在于,包括液体泡沫层(2)、泡沫养护筒、泡沫原液储存容器(4)、泡沫发生器(3)和温水水管(5),所述泡沫养护筒包括筒壁和筒底(12),所述筒底(12)设在所述筒壁的外侧并与所述筒壁固定连接;所述液体泡沫层(2)形成于混凝土内层井壁(1)与所述筒壁之间,所述泡沫养护筒设在所述混凝土内层井壁(1)内侧,并吊挂于拆模盘(13)的下部;所述泡沫发生器(3)的进液口分别与所述泡沫原液储存容器(4)的出液口和所述温水水管(5)的出水口流体导通连接,所述泡沫发生器(3)的喷口设在所述筒壁与所述混凝土内层井壁(1)之间。
2.根据权利要求1所述的冻结井筒内层井壁混凝土泡沫养护装置,其特征在于,所述筒底(12)下表面沿所述筒底(12)周向设有钢丝刷(11);所述钢丝刷(11)的一端与所述筒底(12)下表面固定连接,所述钢丝刷(11)的另一端与所述混凝土内层井壁(1)表面接触;所述钢丝刷(11)的刷面与所述混凝土内层井壁(1)之间的夹角为30~60度。
3.根据权利要求2所述的冻结井筒内层井壁混凝土泡沫养护装置,其特征在于,所述筒底(12)与所述混凝土内层井壁(1)之间设有防撞支架(10);所述防撞支架(10)与所述筒底(12)固定连接;所述筒底(12)和所述防撞支架(10)上设有保温层(9);所述保温层(9)内侧与所述筒壁接触,所述保温层(9)外侧与所述混凝土内层井壁(1)接触。
4.根据权利要求3所述的冻结井筒内层井壁混凝土泡沫养护装置,其特征在于,所述筒底(12)包括T形钢环形结构和槽钢环形结构,所述槽钢环形结构设在所述T形钢环形结构立板内侧并与所述T形钢环形结构固定连接;所述筒壁的下端与所述槽钢环形结构固定连接;所述筒壁与所述槽钢环形结构的任一侧壁固定连接;所述槽钢环形结构的槽口朝向所述泡沫养护筒内侧。
5.根据权利要求4所述的冻结井筒内层井壁混凝土泡沫养护装置,其特征在于,所述筒壁上设有加强箍(8),所述加强箍(8)与所述筒壁固定连接;相邻的两个所述加强箍(8)通过钢丝绳或铁链(6)连接。
6.根据权利要求5所述的冻结井筒内层井壁混凝土泡沫养护装置,其特征在于,所述筒壁为PVC三防布层(7);所述保温层(9)为岩棉层;所述液体泡沫层(2)为蛋白泡沫层。
7.根据权利要求6所述的冻结井筒内层井壁混凝土泡沫养护装置,其特征在于,所述蛋白泡沫层为高倍数蛋白泡沫层。
8.根据权利要求1-7任一项所述的冻结井筒内层井壁混凝土泡沫养护装置,其特征在于,所述泡沫原液储存容器(4)为泡沫液储罐。
9.根据权利要求8所述的冻结井筒内层井壁混凝土泡沫养护装置,其特征在于,所述泡沫发生器(3)、所述泡沫原液储存容器(4)和所述温水水管(5)的出水端设在所述拆模盘(13)上。
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C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
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Inventor after: Zhang Zhenjin

Inventor after: Zuo Yongjiang

Inventor after: Wu Yafeng

Inventor after: Wang Hua

Inventor after: Tan Jie

Inventor after: Jia Huaixiao

Inventor after: Ning Fangbo

Inventor after: Jie Zhiyong

Inventor after: Liu Zhiqiang

Inventor after: Li Wenyi

Inventor after: Gao Gangrong

Inventor after: Li Zhenmin

Inventor before: Zhang Zhenjin

Inventor before: Zuo Yongjiang

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Address after: 017200 Erdos City, the Inner Mongolia Autonomous Region, Yijinhuoluo

Applicant after: INNER MONGOLIA YITAI GUANGLIAN COAL CHEMICAL INDUSTRY CO., LTD.

Applicant after: Beijing Zhongmei Mine Engineering Co., Ltd.

Applicant after: NATIONAL ENGINEERING LABORATORY FOR DEEP SHAFT CONSTRUCTION TECHNOLOGY IN COAL MINE

Address before: 017200 Erdos City, the Inner Mongolia Autonomous Region, Yijinhuoluo

Applicant before: INNER MONGOLIA YITAI GUANGLIAN COAL CHEMICAL INDUSTRY CO., LTD.

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