CN108532607A - 一种水下混凝土灌注高度实时监测装置及使用方法 - Google Patents

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朱海军
叶亦盛
张月邈
谢小飞
周胜强
王增峰
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D15/00—Handling building or like materials for hydraulic engineering or foundations
    • E02D15/02—Handling of bulk concrete specially for foundation or hydraulic engineering purposes
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
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Abstract

本发明公开了一种水下混凝土灌注高度实时监测装置及使用方法，该装置包括下浮球、带刻度牵引线和上浮球，所述下浮球的密度介于泥浆和混凝土的密度之间，所述上浮球的密度比空气小，漂浮在空气中，两者通过带刻度牵引线连接，由于下浮球的密度介于泥浆和混凝土之间，因此下浮球在水下浇筑过程中始终处于悬浮状态，而上浮球的密度小于空气的密度，因此使得带刻度牵引线始终处于绷直状态，也即下浮球随混凝土灌注的上浮距离和上浮球上升距离相等，就可通过带刻度牵引线实时测量出该处混凝土的灌注高度。该测量装置可实时监测水下混凝土灌注施工时混凝土灌注高度，据此调节混凝土浇筑施工，大大提高施工效率，保证施工质量。

Description

一种水下混凝土灌注高度实时监测装置及使用方法
技术领域
本发明属于水下施工技术领域，具体涉及一种水下混凝土灌注高度实时监测装置及使用方法。
背景技术
钢围堰封底水下混凝土灌注施工需要时刻了解混凝土灌注高度，根据灌注高度调节混凝土浇筑施工，目前常用探绳探测混凝土灌注高度，每隔一段时间由专人进行探测，施工效率较低，且难以做到过程实时监测，给封底混凝土浇筑施工带来困难。
发明内容
本发明的目的就在于为了克服现有技术中存在的上述缺陷，提供了一种水下混凝土灌注高度实时监测装置及使用方法，可以实时监测水下混凝土灌注施工时混凝土的灌注高度，据此调节混凝土浇筑速度，保证施工质量。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种水下混凝土灌注高度实时监测装置，该装置包括下浮球、带刻度牵引线和上浮球，所述下浮球的密度介于泥浆和混凝土的密度之间，漂浮在泥浆和混凝土的交界面上，所述上浮球的密度比空气小，漂浮在空气中，两者通过带刻度牵引线连接。
上述技术方案中，所述下浮球的密度控制在1.5 g/cm3～1.7 g/cm3，直径为φ200mm，利用其密度大于泥浆（约1.1 g/cm3）小于混凝土（约2.3 g/cm3）的特性，漂浮在泥浆和混凝土的交界面上；所述上浮球采用比空气密度小的氢气（0.09 g/cm3）填充，直径为φ300mm，上浮球利用空气浮力绷直带刻度牵引线，上浮球受到浮力大于自重，下浮球受到的浮力和牵引力约为自身重力，从而三者可一起向上移动。
本发明在使用时，主要通过以下步骤来实现水下混凝土灌注高度的实时监测：
a．在灌装开始前，依次连接下浮球、带刻度牵引线和上浮球，向上浮球内部填充适量的氢气，保证整体可以呈铅垂状态在空气中漂浮；
b．在钢围堰围成的水下待浇筑区域内进行封底混凝土浇筑，安装浇筑导管，并将该检测装置放置于封底混凝土上，通过刻度尺观测记录上浮球初始位置；
c．通过浇筑导管向水下输送混凝土，在灌注过程中观察上浮球的位置，根据带刻度牵引线的变化读出该处混凝土的浇筑高度，据此调节混凝土浇筑施工；
d．重复上述步骤c直至混凝土灌注完成。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，可以达到以下有益效果：
1、下浮球随混凝土灌注而上浮的距离和上浮球上升距离相等，通过对上浮球上升高度的测量计算，可以实现实时监测水下混凝土灌注高度，提高了水下混凝土灌注施工的可控性；
2、不需安排专人对水下混凝土灌注高度进行间断测量，节省劳动力，提高水下混凝土灌注施工效率。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细的说明，其中：
图1为本发明一种水下混凝土灌注高度实时监测装置的整体结构示意图；
图2为本发明一种水下混凝土灌注高度实时监测装置在施工过程中的使用示意图；
图中：1-下浮球，2-带刻度牵引线，3-上浮球，4-封底混凝土，5-泥浆，6-浇筑导管，7-钢围堰，8-刻度尺。
具体实施方式
如图1所示，为本发明一种水下混凝土灌注高度实时监测装置的整体结构示意图，该装置包括下浮球1、带刻度牵引线2和上浮球3，所述下浮球3的密度介于泥浆和混凝土的密度之间，漂浮在泥浆5和混凝土4的交界面上，所述上浮球3的密度比空气小，漂浮在空气中，两者通过带刻度牵引线2连接。
作为本发明的一种技术优化方案，所述下浮球1的密度控制在1.5 g/cm3～1.7 g/cm3，直径为φ200mm，利用其密度大于泥浆5（约1.1 g/cm3）小于混凝土4（约2.3 g/cm3）的特性，下浮球1受到的浮力和牵引力约为自身重力，从而漂浮在泥浆5和混凝土4的交界面上。
作为本发明的一种技术优化方案，所述上浮球3采用比空气密度小的氢气（0.09g/cm3）填充，直径为φ300mm，使得上浮球3受到浮力大于自重，利用空气浮力绷直带刻度牵引线2。
由于下浮球1的密度介于泥浆和混凝土之间，因此下浮球1在水下浇筑过程中始终处于悬浮状态，而上浮球3的密度小于空气的密度，因此使得带刻度牵引线2始终处于绷直状态，也即下浮球1随混凝土灌注的上浮距离和上浮球3上升距离相等，就可通过带刻度牵引线2实时测量出该处混凝土的灌注高度。
本发明在使用时，主要通过以下步骤来实现水下混凝土灌注高度的实时监测：
步骤一：在灌装开始前，依次连接下浮球1、带刻度牵引线2和上浮球3，向上浮球1内部填充适量的氢气，保证整体可以呈铅垂状态在空气中漂浮；
步骤二：在钢围堰7围成的水下待浇筑区域内进行封底混凝土4浇筑，安装浇筑导管6，并将该检测装置放置于封底混凝土4上，通过刻度尺8观测记录上浮球1的初始位置；
步骤三：通过浇筑导管6向水下输送混凝土，在灌注过程中观察上浮球1的位置，根据带刻度牵引线2的变化读出该处混凝土的浇筑高度，据此调节混凝土浇筑施工；
步骤四：重复上述步骤三直至混凝土灌注完成。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种水下混凝土灌注高度实时监测装置，包括下浮球（1）、带刻度牵引线（2）和上浮球（3），其特征在于：所述下浮球（1）的密度介于泥浆和混凝土的密度之间，漂浮在泥浆（5）和混凝土的交界面上，所述上浮球（3）的密度比空气小，漂浮在空气中，两者通过带刻度牵引线（2）连接，在浇筑过程中一起向上移动。
2.根据权利要求1所述的一种水下混凝土灌注高度实时监测装置，其特征在于：所述下浮球（1）的密度为1.5 g/cm3～1. 7g/cm3，半径为100mm。
3.根据权利要求1所述的一种水下混凝土灌注高度实时监测装置，其特征在于：上浮球（3）内部填充有比空气密度小的氢气，半径为150mm，可利用空气浮力绷直带刻度牵引线（2）。
4.一种水下混凝土灌注高度实时监测装置的使用方法，其特征在于：该使用方法包括以下步骤：
a．在灌装开始前，依次连接下浮球（1）、带刻度牵引线（2）和上浮球（3），向上浮球（3）内部填充适量的氢气，保证整体可以呈铅垂状态在空气中漂浮；
b．在钢围堰（8）围成的水下待浇筑区域内进行封底混凝土（4）浇筑，安装浇筑导管（6），并将该检测装置放置于封底混凝土（4）上，通过刻度尺（8）观测记录上浮球（3）初始位置；
c．通过浇筑导管（6）向水下输送混凝土，在灌注过程中观察上浮球（3）的位置，根据带刻度牵引线（2）的变化读出该处混凝土的浇筑高度，据此调节混凝土浇筑施工；
d．重复上述步骤c直至混凝土灌注完成。
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