CN106884659A - 冻结井筒混凝土内外层井壁蒸汽养护工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开冻结井筒混凝土内外层井壁蒸汽养护工艺，在冻结井筒内安装蒸汽养护筒和蒸汽发生器，使蒸汽养护筒与井壁之间形成密闭养护空间，通过所述蒸汽发生器向所述密闭养护空间供给蒸汽对冻结井筒的内外层井壁进行养护，本发明采用蒸汽发生器生产蒸汽，对冻结井筒混凝土内外层井壁均可以进行加温和加湿养护，保证冻结井筒混凝土内外层井壁的温度和湿润度；采用橡胶材质的充气圈，可以保证养护装置与井筒井壁的密封性，在充气圈上设置有与井筒内压风管路连接的充气咀，不用特意连接充气管道，节省资源；在养护空间内设置温湿度传感器，可以及时检测养护空间内部的温湿度。

Description

冻结井筒混凝土内外层井壁蒸汽养护工艺

技术领域

本发明涉及矿山地下工程施工技术领域；更具体地，涉及一种对冻结井筒混凝土内外层井壁蒸汽养护工艺。

背景技术

目前，冻结井筒外层井壁都不做任何养护，由于冻结井筒掘进期间井筒内空气温度较低，外层井壁脱模后便直接暴露较低的环境温度中，井壁水化热散失较快，在外壁混凝土内部容易形成较大的温度梯度，在温度应力及重力作用下，外壁混凝土易发展形成环向裂缝；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，在内壁混凝土浇筑后，水化热短时间内大量释放，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直接冲刷井壁现象，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；目前，有井筒内壁表面采用泡沫养护：专利号为“201510352888X”、专利名称为“冻结井筒混凝土内层井壁液体泡沫养护工艺”，可以解决直接采用冷水直接冲刷井壁造成内壁混凝土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的问题，但是采用泡沫养护的缺点在于：由于拆模盘位置调整过程中，养护装置会随着在井筒内上下移动，当养护筒下行时，钢丝刷刷毛与井壁经常容易剐蹭，使得刷毛弯曲或断裂，从而影响钢丝刷与井壁的贴合效果，密封性能不好，进而使泡沫液消耗过多；并且泡沫需要精细配置，才能达到好的养护效果，造成人力和物力成本均会增加。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种可以对冻结井筒外层井壁和内层井壁混凝土进行养护的工艺，使得养护井壁时温湿度控制简单方便、密封性良好且节省人力和物力资源。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

冻结井筒混凝土内外层井壁蒸汽养护工艺，包括如下步骤：

(1)在冻结井筒内安装蒸汽养护筒；

(2)使蒸汽养护筒与井壁之间形成密闭养护空间；

(3)通过蒸汽发生器向所述密闭养护空间供给蒸汽，所述蒸汽发生器具备生产蒸汽和加湿功能，可以对冻结井筒混凝土内外层井壁同时进行加温和加湿，并且有可靠的漏电、接地保护和缺水自动断电的功能；

(4)某一段井壁养护完毕，沿井筒轴向向上或向下移动所述蒸汽养护筒，进行下一段井壁的养护。

上述冻结井筒混凝土内外层井壁蒸汽养护工艺，所述蒸汽养护筒包括上密封机构、下密封机构和内侧密封机构，所述上密封机构、所述下密封机构、所述内侧密封机构与井壁之间形成所述密闭养护空间。

上述冻结井筒混凝土内外层井壁蒸汽养护工艺，所述上密封机构包括一个或多个充气圈，所述下密封机构包括一个或多个充气圈，采用多个充气圈可以实现多重密封，使得密封效果更好；所述充气圈位于所述内侧密封机构与井壁之间，并与所述内侧密封机构紧密固定；所述充气圈为橡胶充气圈，橡胶充气圈具有弹性，可以根据井壁的凸凹不平随时自动调节形状，保持一直与井壁之间紧密贴合，密封性能极好，所述橡胶充气圈上设置有充气咀和自动泄压放气阀，当所述橡胶充气圈内部充气膨胀超过一定压力时，所述自动泄压放气阀开始放气，确保所述橡胶充气圈使用安全；所述充气咀通过矿用快速接头与冻结井筒内压风管路流体导通，无需再另外连接充气管路，节省资源。

上述冻结井筒混凝土内外层井壁蒸汽养护工艺，所述内侧密封机构包括圆钢支撑圈和侧密封件，所述侧密封件和所述圆钢支撑圈相对固定在一起，采用圆钢支撑圈保持养护筒的外观形状。

上述冻结井筒混凝土内外层井壁蒸汽养护工艺，所述内侧密封机构位于吊盘或拆模盘下面，并且与所述吊盘或所述拆模盘连接。

上述冻结井筒混凝土内外层井壁蒸汽养护工艺，所述侧密封件为PVC三防布，具有良好的密封性，防止蒸汽泄露并且可以自由的收放折叠，所述吊盘或所述拆模盘的底部安装有养护筒吊挂圈，所述PVC三防布的上边沿与所述养护筒吊挂圈连接。

上述冻结井筒混凝土内外层井壁蒸汽养护工艺，所述侧密封件底部设置有槽钢底圈，所述侧密封件底部边沿与所述槽钢底圈固定连接，所述吊盘或所述拆模盘的底部安装有悬吊锁具挂圈，所述槽钢底圈与所述悬吊锁具挂圈通过悬吊钢丝绳或铁链连接，所述悬吊钢丝绳或铁链的一端与所述槽钢底圈固定连接，所述悬吊钢丝绳或铁链的另一端与卷扬机的卷筒连接；所述槽钢底圈内侧固定安装有平台，所述平台自所述槽钢底圈的内侧边沿向所述槽钢底圈的径向中心延伸，所述蒸汽发生器安放在所述平台上；所述蒸汽发生器通过悬挂钢丝绳及水管与所述吊盘或所述拆模盘连接；所述槽钢底圈与所述井壁之间设置有槽钢防撞支架，用来防止拆模盘提升过程中所述蒸汽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。

上述冻结井筒混凝土内外层井壁蒸汽养护工艺，所述密闭养护空间内设置有温湿度检测传感器，所述温湿度检测传感器的输出端与PLC的输入端连接，所述PLC的控制信号输出端通过电缆与所述蒸汽发生器的控制信号输入端连接；所述PLC安装在所述吊盘或所述拆模盘上；所述吊盘或所述拆模盘上开设有常闭的维修通道口。

上述冻结井筒混凝土内外层井壁蒸汽养护工艺，包括如下步骤：

(1)将蒸汽养护筒的PVC三防布上边沿与吊盘或所述拆模盘底部的养护筒吊挂圈连接，使得蒸汽养护筒位于冻结井筒内；

(2)使得井壁与蒸汽养护筒的上密封机构、下密封机构、内侧密封机构之间形成密闭养护空间：所述上密封机构为上充气圈，所述下密封机构为下充气圈；通过矿用快速接头将所述上充气圈和所述下充气圈上的充气咀与冻结井筒内的压风管路连接，利用所述压风管路内的压风对所述上充气圈和所述下充气圈充气，使得所述上充气圈、所述下充气圈、所述井壁和所述内侧密封机构之间形成环形的密闭养护空间；

(3)开启蒸汽发生器，所述蒸汽发生器产生的蒸汽进入到密闭养护空间内对冻结井筒混凝土内外层井壁进行蒸汽养护；

通过温湿度监测传感器来检测密闭养护空间内的温度和湿度，并把检测到的数据反馈到PLC，当温湿度低于PLC的设定值时，PLC自动启动蒸汽发生器，当温湿度达到PLC的设定值时，PLC自动关闭蒸汽发生器；

(4)一段井壁养护完毕，所述吊盘或所述拆模盘沿井筒轴向向上或向下运动，从而带动蒸汽养护筒在冻结井筒内沿井筒轴向向上或向下移动，进行下一段井壁的养护。

上述冻结井筒混凝土内外层井壁蒸汽养护工艺，在步骤之后，还包括步骤：启动卷扬机，卷扬机的卷筒缠绕或释放悬吊钢丝绳或铁链，使得槽钢底圈相对吊盘或拆模盘向上或向下运动，从而将PVC三防布折叠或释放下来。

本发明的有益效果如下：

本发明的冻结井筒混凝土内外层井壁蒸汽养护工艺，采用蒸汽养护对冻结井筒混凝土内外层井壁均可以进行养护，蒸汽养护装置生产蒸汽，对冻结井筒混凝土内外层井壁进行加温和加湿，保证冻结井筒混凝土内外层井壁的温度和湿润度；采用橡胶材质的充气圈，可以保证养护装置与井筒井壁的密封性，在充气圈上设置有与井筒内压风管路连接的充气咀，不用特意连接充气管道，节省资源；在养护空间内设置温湿度传感器，可以及时检测养护空间内部的温湿度；并且蒸汽养护装置可以收放折叠，根据需要调整蒸汽养护装置的整体长度。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为冻结井筒混凝土内外层井壁蒸汽养护工艺的外层井壁养护结构示意图。

图2为冻结井筒混凝土内外层井壁蒸汽养护工艺的内层井壁养护结构示意图。

图3为冻结井筒混凝土内外层井壁蒸汽养护工艺的内侧密封机构结构示意图。

图中：1-蒸汽发生器，2-井壁，3-密闭养护空间，4-养护筒吊挂圈，5-蒸汽输送管，6-上密封机构，7-下密封机构，8-PVC三防布，9-充气咀，10-自动泄压放气阀，11-圆钢支撑圈，12-悬吊锁具挂圈，13-电缆，14-槽钢底圈，15-槽钢防撞支架，16-温湿度检测传感器，17-平台，18-PLC，19-吊盘，20-拆模盘，21-压风管路，22-维修通道口，23-悬吊钢丝绳或铁链，24-外壁模板，25-内壁模板，26-悬挂钢丝绳及水管。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

如图1、2、3所示，本实施例的冻结井筒混凝土内外层井壁蒸汽养护工艺，包括如下步骤：

(1)在冻结井筒内安装蒸汽养护筒和蒸汽发生器1，所述蒸汽养护筒包括上密封机构6、下密封机构7和内侧密封机构，所述上密封机构6、所述下密封机构7、所述内侧密封机构与井壁2之间形成所述密闭养护空间3；所述上密封机构6包括一个或多个充气圈，所述下密封机构7包括一个或多个充气圈；所述充气圈位于所述内侧密封机构与井壁2之间，并与所述内侧密封机构紧密固定；所述充气圈为橡胶充气圈，所述橡胶充气圈上设置有充气咀9和自动泄压放气阀10；所述充气咀9通过矿用快速接头与冻结井筒内压风管路21流体导通；所述内侧密封机构包括圆钢支撑圈11和侧密封件，所述侧密封件和所述圆钢支撑圈11相对固定在一起；所述内侧密封机构位于吊盘19或拆模盘20下面，并且与所述吊盘19或所述拆模盘20连接；所述侧密封件为PVC三防布8，所述吊盘19或所述拆模盘20的底部安装有养护筒吊挂圈4，所述PVC三防布8的上边沿与所述养护筒吊挂圈4连接；将蒸汽养护筒的PVC三防布8上边沿与吊盘19或所述拆模盘20底部的养护筒吊挂圈4连接，使得蒸汽养护筒位于冻结井筒内；

(2)使得井壁2与蒸汽养护筒的上密封机构6、下密封机构7、内侧密封机构之间形成密闭养护空间3：所述上密封机构6为上充气圈，所述下密封机构7为下充气圈；通过矿用快速接头将所述上充气圈和所述下充气圈上的充气咀9与冻结井筒内的压风管路21连接，利用所述压风管路21内的压风对所述上充气圈和所述下充气圈充气，使得所述上充气圈、所述下充气圈、所述井壁2和所述内侧密封机构之间形成环形的密闭养护空间3；

(3)开启蒸汽发生器1，所述蒸汽发生器1产生的蒸汽依次通过蒸汽输送管5、蒸汽气道进入到密闭养护空间3内对冻结井筒混凝土内外层井壁进行蒸汽养护，所述密闭养护空间3内设置有温湿度检测传感器16，所述温湿度检测传感器16的输出端与PLC18的输入端连接，所述PLC18的控制信号输出端通过电缆13与所述蒸汽发生器1的控制信号输入端连接；所述PLC18安装在所述吊盘19或所述拆模盘20上，通过温湿度监测传感器16来检测密闭养护空间3内的温度和湿度，并把检测到的数据反馈到PLC18，当温湿度低于PLC18的设定值时，PLC18自动启动蒸汽发生器1，当温湿度达到PLC18的设定值时，PLC18自动关闭蒸汽发生器1；所述吊盘19或所述拆模盘20上开设有常闭的维修通道口22；

(4)一段井壁养护完毕，所述吊盘19或所述拆模盘20沿井筒轴向向上或向下运动，从而带动蒸汽养护筒在冻结井筒内沿井筒轴向向上或向下移动，进行下一段井壁2的养护，所述吊盘19或所述拆模盘20带动蒸汽养护筒在冻结井筒内向上或向下养护内外层井壁2，遇到井壁2内部有凹陷的位置时，充气圈内部气压降低，这时充气咀9就会自动对充气圈充气，使得充气圈始终与井壁2紧密贴合；当遇到井壁2内部有凸起的位置时，充气圈内部气压增加，这时自动泄压放气阀10就会自动放气，不仅使得充气圈始终与井壁2保持同等程度的贴合，并且充气圈不会由于挤压而损坏；

(5)所述侧密封件底部设置有槽钢底圈14，所述槽钢底圈14与所述井壁2之间设置有槽钢防撞支架15，所述侧密封件底部边沿与所述槽钢底圈14固定连接，所述吊盘19或所述拆模盘20的底部安装有悬吊锁具挂圈12，所述槽钢底圈14与所述悬吊锁具挂圈12通过悬吊钢丝绳或铁链23连接，所述悬吊钢丝绳或铁链23的一端与所述槽钢底圈14固定连接，所述悬吊钢丝绳或铁链23的另一端与卷扬机的卷筒连接，启动卷扬机，卷扬机的卷筒缠绕或释放悬吊钢丝绳或铁链23，使得槽钢底圈14相对吊盘19或拆模盘20向上或向下运动，从而将PVC三防布8折叠或释放下来，可以实现养护筒的收放折叠，在实际施工中可根据需要调整养护筒的长度；所述槽钢底圈14内侧固定安装有平台17，所述平台17自所述槽钢底圈14的内侧边沿向所述槽钢底圈14的径向中心延伸，所述蒸汽发生器1安放在所述平台17上；所述蒸汽发生器1通过悬挂钢丝绳及水管26与所述吊盘19或所述拆模盘20连接。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，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，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.冻结井筒混凝土内外层井壁蒸汽养护工艺，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在冻结井筒内安装蒸汽养护筒；

(2)使蒸汽养护筒与井壁(2)之间形成密闭养护空间(3)；

(3)通过蒸汽发生器(1)向所述密闭养护空间(3)供给蒸汽；

(4)某一段井壁养护完毕，沿井筒轴向向上或向下移动所述蒸汽养护筒，进行下一段井壁(2)的养护。

2.根据权利要求1所述的冻结井筒混凝土内外层井壁蒸汽养护工艺，其特征在于，所述蒸汽养护筒包括上密封机构(6)、下密封机构(7)和内侧密封机构，所述上密封机构(6)、所述下密封机构(7)、所述内侧密封机构与井壁(2)之间形成所述密闭养护空间(3)。

3.根据权利要求2所述的冻结井筒混凝土内外层井壁蒸汽养护工艺，其特征在于，所述上密封机构(6)包括一个或多个充气圈，所述下密封机构(7)包括一个或多个充气圈；所述充气圈位于所述内侧密封机构与井壁(2)之间，并与所述内侧密封机构紧密固定；所述充气圈为橡胶充气圈，所述橡胶充气圈上设置有充气咀(9)和自动泄压放气阀(10)；所述充气咀(9)通过矿用快速接头与冻结井筒内压风管路(21)流体导通。

4.根据权利要求3所述的冻结井筒混凝土内外层井壁蒸汽养护工艺，其特征在于，所述内侧密封机构包括圆钢支撑圈(11)和侧密封件，所述侧密封件和所述圆钢支撑圈(11)相对固定在一起。

5.根据权利要求4所述的冻结井筒混凝土内外层井壁蒸汽养护工艺，其特征在于，所述内侧密封机构位于吊盘(19)或拆模盘(20)下面，并且与所述吊盘(19)或所述拆模盘(20)连接。

6.根据权利要求5所述的冻结井筒混凝土内外层井壁蒸汽养护工艺，其特征在于，所述侧密封件为PVC三防布(8)，所述吊盘(19)或所述拆模盘(20)的底部安装有养护筒吊挂圈(4)，所述PVC三防布(8)的上边沿与所述养护筒吊挂圈(4)连接。

7.根据权利要求6所述的冻结井筒混凝土内外层井壁蒸汽养护工艺，其特征在于，所述侧密封件底部设置有槽钢底圈(14)，所述侧密封件底部边沿与所述槽钢底圈(14)固定连接，所述吊盘(19)或所述拆模盘(20)的底部安装有悬吊锁具挂圈(12)，所述槽钢底圈(14)与所述悬吊锁具挂圈(12)通过悬吊钢丝绳或铁链(23)连接，所述悬吊钢丝绳或铁链(23)的一端与所述槽钢底圈(14)固定连接，所述悬吊钢丝绳或铁链(23)的另一端与卷扬机的卷筒连接；所述槽钢底圈(14)内侧固定安装有平台(17)，所述平台(17)自所述槽钢底圈(14)的内侧边沿向所述槽钢底圈(14)的径向中心延伸，所述蒸汽发生器(1)安放在所述平台(17)上；所述蒸汽发生器(1)通过悬挂钢丝绳及水管(26)与所述吊盘(19)或所述拆模盘(20)连接；所述槽钢底圈(14)与所述井壁(2)之间设置有槽钢防撞支架(15)。

8.根据权利要求7所述的冻结井筒混凝土内外层井壁蒸汽养护工艺，其特征在于，所述密闭养护空间(3)内设置有温湿度检测传感器(16)，所述温湿度检测传感器(16)的输出端与PLC(18)的输入端连接，所述PLC(18)的控制信号输出端通过电缆(13)与所述蒸汽发生器(1)的控制信号输入端连接；所述PLC(18)安装在所述吊盘(19)或所述拆模盘(20)上；所述吊盘(19)或所述拆模盘(20)上开设有常闭的维修通道口(22)。

9.根据权利要求8所述的冻结井筒混凝土内外层井壁蒸汽养护工艺，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将蒸汽养护筒的PVC三防布(8)上边沿与吊盘(19)或所述拆模盘(20)底部的养护筒吊挂圈(4)连接，使得蒸汽养护筒位于冻结井筒内；

(2)使得井壁(2)与蒸汽养护筒的上密封机构(6)、下密封机构(7)、内侧密封机构之间形成密闭养护空间(3)：所述上密封机构(6)为上充气圈，所述下密封机构(7)为下充气圈；通过矿用快速接头将所述上充气圈和所述下充气圈上的充气咀(9)与冻结井筒内的压风管路(21)连接，利用所述压风管路(21)内的压风对所述上充气圈和所述下充气圈充气，使得所述上充气圈、所述下充气圈、所述井壁(2)和所述内侧密封机构之间形成环形的密闭养护空间(3)；

(3)开启蒸汽发生器(1)，所述蒸汽发生器(1)产生的蒸汽进入到密闭养护空间(3)内对冻结井筒混凝土内外层井壁进行蒸汽养护；

通过温湿度监测传感器(16)来检测密闭养护空间(3)内的温度和湿度，并把检测到的数据反馈到PLC(18)，当温湿度低于PLC(18)的设定值时，PLC(18)自动启动蒸汽发生器(1)，当温湿度达到PLC(18)的设定值时，PLC(18)自动关闭蒸汽发生器(1)；

(4)一段井壁养护完毕，所述吊盘(19)或所述拆模盘(20)沿井筒轴向向上或向下运动，从而带动蒸汽养护筒在冻结井筒内沿井筒轴向向上或向下移动，进行下一段井壁(2)的养护。

10.根据权利要求9所述的冻结井筒混凝土内外层井壁蒸汽养护工艺，其特征在于，在步骤(4)之后，还包括步骤(5)：启动卷扬机，卷扬机的卷筒缠绕或释放悬吊钢丝绳或铁链(23)，使得槽钢底圈(14)相对吊盘(19)或拆模盘(20)向上或向下运动，从而将PVC三防布(8)折叠或释放下来。