CN104988923A - 一种基于爆炸性聚合反应的堵漏助手及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于爆炸性聚合反应的堵漏助手及使用方法，属于建筑基础工程防水抗渗技术领域，用于解决传统的堵漏装置在勘探孔漏水压力大的情况下无法进行现场施工的问题。该堵漏助手包括由上至下依次螺旋旋转连接的把手杆件、至少一个标准杆件以及端部杆件，端部杆件包括密闭的弹性填充囊和尖锥，弹性填充囊外侧均匀包覆有摩擦刺，弹性填充囊被竖向设置的钝性钢板隔离为两个并列的储藏室；弹性填充囊嵌设于标准杆件与尖锥之间，尖锥与标准杆件通过轴心实心轴连接。该使用方法：一、工厂制作堵漏助手备用；二、将堵漏助手插入所述勘探孔内的预定位置；三、拔除钝性钢板，A和B接触发生反应，使得弹性填充囊膨胀；四、注入水泥浆进行封堵。

Description

一种基于爆炸性聚合反应的堵漏助手及使用方法

技术领域

本发明属于建筑基础工程防水抗渗技术领域，特别涉及一种基于爆炸性聚合反应的堵漏助手及使用方法。

背景技术

基坑工程在施工前，都会对现场进行地基勘察，具体是通过开设勘探孔对某一区域或某一场地的工程地质情况进行分析研究。然而勘探孔漏水是基坑开挖过程中常见的一种工程病害现象，如果基坑开挖深度较大，勘探孔漏水压力很大，从而勘探孔漏水可能严重威胁坑底土体的稳定性，进而危及基坑整体的安全以及周边建筑物的稳定性。

目前，常用的封堵方法主要有以下几种：

(1)基坑底注浆加固。通过隔断地下水与勘探孔之间的水力联系来实现。此方法局限性是：当水压力极大时，无法达到较好的止水效果。

(2)基坑内堵漏法。在勘探孔处塞入遇水膨胀的材料,材料膨胀形成封闭的隔水层暂时堵住漏水处水灾，例如：将牛皮塞、木塞、膨胀木等压入钻孔止水，然后注入水泥浆封闭。但由于钻孔结构不规则，如有孔斜或孔壁破碎等，牛皮塞、木塞止水效果不佳，尤其当孔内水压极大时，孔内涌水将稀释水泥浆液，影响封孔质量。

(3)降水法。通过降低基坑外的水位，减小基坑内外的水压力差，使坑外地下水不再流至坑内。然而此方法施工成本高，效果不理想，可操作性差。

(4)基坑外围设置新的止水帷幕。在基坑外围通过注浆、旋喷桩等形成新的止水帷幕，堵住漏水点，达到止水的目的。然而此方法不仅要求在基坑外围有场地，而且注浆、旋喷桩位置不好准确定位，导致人力、材料等浪费。

因此，针对传统勘探孔封堵装置和方法存在的缺陷，如何提供一种操作方便的基于爆炸性聚合反应的堵漏助手及使用方法来辅助勘探孔封堵，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于爆炸性聚合反应的堵漏助手及使用方法，用于辅助勘探孔堵漏施工，以解决传统的堵漏装置和方法在基坑勘探孔漏水压力极大的情况下无法进行现场施工的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种基于爆炸性聚合反应的堵漏助手，用于辅助勘探孔封堵，包括：由上至下依次螺旋旋转连接的一把手杆件、至少一个标准杆件以及一端部杆件，所述端部杆件包括一密闭的弹性填充囊和一尖锥，所述弹性填充囊外侧均匀包覆有摩擦刺，所述弹性填充囊被竖向设置的钝性钢板隔离为两个并列的储藏室；所述弹性填充囊嵌设在所述标准杆件的下端与所述尖锥的上端之间，所述尖锥的上端通过轴心实心轴与所述标准杆件连接，所述尖锥的下端深入所述勘探孔的孔底。

进一步地，两个所述储藏室内各自盛有化学物质A和化学物质B，化学物质A和化学物质B相遇即产生爆炸式聚合反应，使得反应后的所述弹性填充囊的体积大于或等于反应前的所述弹性填充囊体积的50倍。

进一步地，所述化学物质A为聚丙烯酸钠，化学物质B为水。

进一步地，所述钝性钢板与电动马达连接，所述马达连接有无线遥控装置或机械拉环。

进一步地，所述端部杆件由铅或重金石制作而成。

进一步地，所述把手杆件外壁包覆有橡胶层。

进一步地，所述标准杆件内设有所述弹性填充囊。

基于爆炸性聚合反应的堵漏助手的使用方法，包括如下步骤：

步骤一、工厂制作堵漏助手备用；

步骤二、将所述堵漏助手插入所述勘探孔内的预定位置；

步骤三、拔除所述钝性钢板，两个所述储藏室连通，A和B接触发生爆炸式聚合反应，使得所述弹性填充囊膨胀后与所述勘探孔的孔壁产生摩擦力，从而对所述勘探孔产生封堵；

步骤四、注入水泥浆对所述勘探孔进行永久性封堵。

与现有技术相比，本发明有益的技术效果在于：

1、本发明提供的基于爆炸性聚合反应的堵漏助手，包括由上至下依次螺旋旋转连接的一把手杆件、至少一个标准杆件以及一端部杆件，可以通过增加或减少标准杆件的数量来调整该堵漏助手的长度，可以适用于不同深度的勘探孔中。端部杆件包括弹性填充囊和尖锥，弹性填充囊为带摩擦刺的伸缩囊，该伸缩囊可以膨胀至少50倍，该弹性填充囊被钝性钢板隔离为两个密闭的储藏室，A、B两种物质分别盛放于该储藏室内。使用时，将该堵漏助手插入基坑的勘探孔内，通过竖向移动该钝性钢板，即可让A、B接触从而发生爆炸式聚合反应，使得弹性填充囊瞬间膨胀，从而起到减小或阻断出水，大幅度减小了水压力，为后续浇筑水泥浆等常规堵漏方式提供了较好的施工环境，提高了堵漏效率，达到了较好的防渗止水效果。通过设置尖锥，减少堵漏助手插入勘探孔时水的摩阻力，方便在勘探孔内设置该堵漏助手。而且该堵漏助手结构牢固，采用无线遥控等无线通讯技术控制弹性填充囊内的化学反应可以在水压力较大等恶劣的环境下施工。

2、本发明提供的基于爆炸性聚合反应的堵漏助手的使用方法，操作简便，仅需在需要封堵的深基坑勘探孔内插入堵漏助手，然后拔除用于隔离化学物质A、化学物质B的钝性钢板，使得A和B发生爆炸式聚合反应，使得弹性填充囊膨胀后与勘探孔的孔壁产生摩擦力产生封堵，再浇筑水泥浆等采用常规堵漏方式进行永久性堵漏即可。

附图说明

图1是本发明实施例一的基于爆炸性聚合反应的堵漏助手未使用状态的结构示意图；

图2是本发明实施例一的基于爆炸性聚合反应的堵漏助手未使用状态的含有弹性填充囊的标准杆件的结构示意图；

图3是本发明实施例一的基于爆炸性聚合反应的堵漏助手使用状态的结构示意图；

图4是本发明实施例一的基于爆炸性聚合反应的堵漏助手使用状态的含有弹性填充囊的标准杆件的结构示意图；

图5是本发明实施例一的基于爆炸性聚合反应的堵漏助手使用状态的弹性填充囊的结构示意图；

图6是本发明实施例二的基于爆炸性聚合反应的堵漏助手使用状态的结构示意图；

图7是本发明实施例三的基于爆炸性聚合反应的堵漏助手使用的示意图。

图中：

10-把手杆件；20-标准杆件；30-端部杆件；31-弹性填充囊；32-尖锥；33-钝性钢板；34-惰性板；35-无线遥控开关；36-天线；37-电池。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的基于爆炸性聚合反应的堵漏助手及使用方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本发明技术方案的限制。

本发明提供了一种基于爆炸性聚合反应的堵漏助手及使用方法，作为勘探孔封堵的辅助处理措施，用于解决传统的堵漏装置和方法在漏水压力极大的情况下无法进行现场施工，操作不方便以及浪费人力物力的问题。

实施例一

下面结合图1至图7详细说明本发明的基于爆炸性聚合反应的堵漏助手及使用方法。

一种基于爆炸性聚合反应的堵漏助手，用于勘探孔封堵，由上至下依次螺旋旋转连接的一把手杆件10、至少一个标准杆件20以及一端部杆件30，端部杆件30包括一弹性填充囊31和一尖锥32，弹性填充囊31为密闭结构，弹性填充囊31外侧均匀包覆有摩擦刺，弹性填充囊31通过竖向设置的钝性钢板33隔离为两个并列的储藏室；弹性填充囊31嵌设在标准杆件20的下端与尖锥32的上端之间，尖锥32的上端通过轴心实心轴(未图示，设置于钝性钢板33内部)与标准杆件20连接，尖锥32的下端深入勘探孔的孔底。

具体来说，该堵漏助手的弹性填充囊31内盛放有两种化学物质，该两种化学物质互相隔离放置。当勘探孔的漏水压力较大，需要控制水流压力以辅助对勘探孔的封堵时，将本发明的基于爆炸性聚合反应的堵漏助手插入勘探孔中，然后通过触动反应开关，竖向移动钝性钢板33，使得弹性填充囊31弹性填充囊31内的两种化学物质接触发生爆炸式的化学反应，从而使得弹性填充囊31的体积膨胀到之前的50倍以上，弹性填充囊31外侧的摩擦刺与勘探孔的孔壁产生摩擦力，从而起到部分缓解水压力或完全封堵勘探孔的作用。

本实施例中通过爆炸式反应来使得弹性填充囊31膨胀从而达到堵漏效果的原理如下：N₁＝μf(a,b)，N₂＝ρghA₀，式中N₁为伸缩囊膨胀后产生的摩擦力，N₂为出水压力。当nN₁＞N₂即摩阻压力大于水压力时可以阻断出水。其中n为伸缩囊个数，μ为摩擦系数、f(a,b)为垂直于孔壁的压力，与a伸缩囊摩擦刺性质，b孔壁土的疏松程度有关。ρ为水的密度，g为重力系数，h为水面距地表距离，A₀为伸缩囊膨胀后与水的接触面积。当反应物能瞬间达到原先状态的50倍或者其他合适的倍数时，可以使得弹性填充囊31带有摩擦刺的伸缩囊在瞬间膨胀，与孔壁形成摩擦，以减小或阻断出水。

具体来说，弹性填充囊31的两个隔离封闭的储藏室内盛放的两种化学物质分别为A、B，A和B相遇即产生爆炸式聚合反应，使得反应后的弹性填充囊31的体积大于或等于反应前的弹性填充囊31体积的50倍。例如，为了取材方便，A为聚丙烯酸钠，B为水。聚丙烯酸钠是轻度交联的高分子空间网络，具有许多离解基(-COONa+)，其网络结构是由化学交联和大分子链间的相互缠绕的物理交联构成的。当聚丙烯酸钠聚合物遇到水时，立即离解为带正电荷的低分子离子(Na+)和带负电的高分子离子。低分子离子(Na+)与水接触而运动，离开了高分子离子链，由于带负电荷的高分子离子问相互电排斥力，使高分子网束由相互缠绕状态逐渐伸展(或溶胀)开来，从而造成网络结构内外产生渗透压，水分子以渗透方式向网络结构扩散，形成三维水化网络，使得物质运动阻力增大，并撑起体系架构。类似的，可以参考增稠剂的合成方法，只要能够满足两种体积小的物质，在常温常压下接触后产生爆炸式的聚合反应，从而膨大体积即可，此处对A、B物质不做限制。

端部杆件30内形成有竖向的两个空腔，上部的空腔内设有无线遥控装置或机械拉环(未图示)，下部的空腔为弹性填充囊31，上部空腔与弹性填充囊之间通过惰性板34隔断。当然，可以通过手动方式或者无线自动方式控制钝性钢板31的移动，从而使得化学物质A和化学物质B接触，从而触动反应。也就是说，为了方便控制弹性填充囊31内A和B之间的反应，用于隔离A和B的钝性钢板33与电动马达连接，马达连接有无线遥控装置或机械拉环(未图示)。无线遥控装置包括无线遥控开关35、天线36和电池37。当堵漏助手放置于勘探孔的指定位置后，打开遥控开关35或者拉开机械拉环，即可向上抽离钝性钢板33，使得化学物质A和化学物质B接触，保证弹性填充囊31瞬间膨胀，从而减小或阻断出水，起到堵漏作用。当然，在此过程中，不一定要完全堵死勘探孔的渗水，仅仅作为一种缓冲作用即可，然后采用常规堵漏方式，例如浇筑水泥浆来对勘探孔进行封堵。也就是说，堵漏助手只需要大幅度减少出水速度，降低水压力，为后续采用常规堵漏方式进行勘探孔封堵提供一个初步处理措施，从而在节省成本和工期的情况下，提高常规堵漏装置和方法的止水效率，达到更好的防渗止水效果。

特别地，端部杆件30由铅或重金石制作而成，以形成容重较大的端部杆件30，从而方便端部杆件30沉入向上湍急的水流中，以适应较大的水压环境。为了方便施工人员操作，把手杆件10外壁包覆有橡胶层。

实施例二

与实施例一不同的是，标准杆件20内设有弹性填充囊31。具体来说，如图6所示，为了适应不同深度的勘探孔封堵施工，标准杆件20的数量可以随之增加或减少；与此同时，为了在勘探孔较深的情况下达到较好的堵漏效果，可以在增加标准杆件20的数量的同时，由下至上增加弹性填充囊31的个数，也就是说，在部分标准杆件20内设置弹性填充囊31，从而达到逐层封堵，逐步减少水压力的效果。当然，每个弹性填充囊31都连接有一无线控制装置或机械拉环，以方便启动该弹性填充囊31内部的爆炸性聚合反应，从而提高施工便利性。

实施例三

相应的，本实施例提供了一种基于爆炸性聚合反应的堵漏助手的使用方法。请结合参考图1至图7，基于爆炸性聚合反应的堵漏助手的使用方法，包括以下步骤：

S001：工厂制作堵漏助手备用；

S002：通过人工或机械将堵漏助手插入勘探孔内的预定位置；

S003：拔除钝性钢板33，两个储藏室连通，A和B接触发生爆炸式聚合反应，使得弹性填充囊31膨胀后与勘探孔的孔壁产生摩擦力，从而对勘探孔产生暂时性封堵；

S004：注入水泥浆对勘探孔进行永久性封堵。

当然，根据实际施工情况，完成暂时堵漏后并进行永久性堵漏时，可以选择旋出把手杆件10和标准杆件20，使得该把手杆件10和标准杆件20反复周转使用。

综上所述，在本发明提供的基于爆炸性聚合反应的堵漏助手中，包括由上至下依次螺旋旋转连接的一把手杆件、至少一个标准杆件以及一端部杆件，可以通过增加或减少标准杆件的数量来调整该堵漏助手的长度，可以适用于不同深度的勘探孔中。端部杆件包括弹性填充囊和尖锥，弹性填充囊为带摩擦刺的伸缩囊，该伸缩囊可以膨胀至少50倍，该弹性填充囊被钝性钢板隔离为两个密闭的储藏室，A、B两种物质分别盛放于该储藏室内。使用时，将该堵漏助手插入基坑的勘探孔内，通过竖向移动该钝性钢板，即可让A、B接触从而发生爆炸式聚合反应，使得弹性填充囊瞬间膨胀，从而起到减小或阻断出水，大幅度减小了水压力，为后续浇筑水泥浆等常规堵漏方式提供了较好的施工环境，提高了堵漏效率，达到了较好的防渗止水效果。通过设置尖锥，减少堵漏助手插入勘探孔时水的摩阻力，方便在勘探孔内设置该堵漏助手。而且该堵漏助手结构牢固，采用无线遥控等无线通讯技术控制弹性填充囊内的化学反应，可以在恶劣的环境下施工。本发明的基于爆炸性聚合反应的堵漏助手的使用方法，操作简便，仅需在需要封堵的深基坑勘探孔内插入堵漏助手，然后拔除用于隔离化学物质A、化学物质B的钝性钢板，使得化学物质A和化学物质B发生爆炸式聚合反应，使得弹性填充囊膨胀后与勘探孔的孔壁产生摩擦力产生封堵，再浇筑水泥浆等采用常规堵漏方式进行永久性堵漏即可。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于爆炸性聚合反应的堵漏助手，用于辅助勘探孔封堵，其特征在于，包括：由上至下依次螺旋旋转连接的一把手杆件、至少一个标准杆件以及一端部杆件，所述端部杆件包括一密闭的弹性填充囊和一尖锥，所述弹性填充囊外侧均匀包覆有摩擦刺，所述弹性填充囊被竖向设置的钝性钢板隔离为两个并列的储藏室；所述弹性填充囊嵌设在所述标准杆件的下端与所述尖锥的上端之间，所述尖锥的上端通过轴心实心轴与所述标准杆件连接，所述尖锥的下端深入所述勘探孔的孔底。

2.如权利要求1所述的基于爆炸性聚合反应的堵漏助手，其特征在于，两个所述储藏室内各自盛有化学物质A和化学物质B，化学物质A和化学物质B相遇即产生爆炸式聚合反应，使得反应后的所述弹性填充囊的体积大于或等于反应前的所述弹性填充囊体积的50倍。

3.如权利要求2所述的基于爆炸性聚合反应的堵漏助手，其特征在于，所述化学物质A为聚丙烯酸钠，化学物质B为水。

4.如权利要求1或2所述的基于爆炸性聚合反应的堵漏助手，其特征在于，所述钝性钢板与电动马达连接，所述马达连接有无线遥控装置或机械拉环。

5.如权利要求1或2所述的基于爆炸性聚合反应的堵漏助手，其特征在于，所述端部杆件由铅或重金石制作而成。

6.如权利要求1或2所述的基于爆炸性聚合反应的堵漏助手，其特征在于，所述把手杆件外壁包覆有橡胶层。

7.如权利要求1所述的基于爆炸性聚合反应的堵漏助手，其特征在于，所述标准杆件内设有所述弹性填充囊。

8.如权利要求1至7任一项所述的基于爆炸性聚合反应的堵漏助手的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、工厂制作堵漏助手备用；

步骤二、将所述堵漏助手插入所述勘探孔内的预定位置；

步骤三、拔除所述钝性钢板，两个所述储藏室连通，A和B接触发生爆炸式聚合反应，使得所述弹性填充囊膨胀后与所述勘探孔的孔壁产生摩擦力，从而对所述勘探孔产生封堵；

步骤四、注入水泥浆对所述勘探孔进行永久性封堵。