CN110004915B - 防渗墙快速施工装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种防渗墙快速施工装置及方法，它包括接头管，接头管设有柔性的接头管体，接头管体的底部与底板固定连接，接头管体的顶部与顶盖固定连接；接头管体、底板和顶盖构成密封腔体，在顶盖上设有接头，用于与介质管连接，以给接头管内充入和排出压力介质。施工时，将两个接头管放置在槽孔的两端；在接头管内注入压力介质，在槽孔内浇筑混凝土墙体；混凝土墙体初凝后，排出接头管内压力介质，使接头管体直径收缩，起吊接头管，形成第一槽段；实现防渗墙快速施工。通过采用可变直径且重量较轻的接头管，能够减少接头管与孔壁的摩擦力，减少接头管的自重，大幅减小出现铸死、脱管等孔内事故以及避免接头管过重而拔管资源投入过大情况。

Description

防渗墙快速施工装置及方法

技术领域

本发明涉及水利水电工程的防渗墙施工领域，特别是一种防渗墙快速施工装置及方法。

背景技术

防渗墙是在松散透水地基或土石坝(堰)坝体中以泥浆固壁连续造孔，在泥浆下浇筑混凝土或回填其它防渗材料筑成，起防渗作用的地下连续墙。通常需要划分槽段进行，即划分成多个不同的单元槽孔和单元墙段，各单元墙段由接缝或接头连接成防渗墙整体。在连接处可采用拔管法进行，拔管法是在第一单元槽孔浇筑混凝土前将接头管置于槽孔的两侧，然后浇筑混凝土，待混凝土初凝后，用拔管机或吊车将接头管拔出，从而在第一单元墙段的两侧形成光滑的半圆柱面和便于第二单元槽孔施工的两个导孔，第二单元槽孔施工完成后，即在此形成一个弧形接缝面。例如中国专利文献CN106948354A中即记载了水电站防渗墙施工方法，包括在墙基上依次进行的一期槽段施工和二期槽段施工；一期槽段和二期槽段交错设置；每个槽段划分为两侧主孔和中间副孔共三个单孔，为保证槽孔孔型施工中先抓取两侧主孔后抓取中间副孔；孔抓取完成后再浇筑混凝土墙体。采用该方法可降低施工的难度，缩短工期，避免人力和物力的浪费。

某深厚淤泥质地基的防渗墙施工中，防渗墙深度最深达到80米，现有技术中的“接头管法”进行接头孔施工时，接头管一般采用钢管，接头管总长度与孔深一致，由每节长度约为3~6m的钢管拼接而成，在接头管下设和拔管时均需要汽车吊进行配合，且占用时间较长；如拔管时间过晚，接头管表面与混凝土的粘结力使摩擦力增大，增加了起拔难度，甚至接头管被铸死拔不出来，造成孔内事故；故采用“接头管法”进行接头孔施工时，需要投入较大资源、效率低，且容易出现孔内事故。而在80米施工深度和深厚淤泥质地基条件下，接头管拔管难度大幅增加，施工难度高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种防渗墙快速施工装置及方法，能够克服接头管钢管过重而拔管资源投入较大以及现有技术中接头管法容易出现“铸死”等孔内事故的技术问题，能够简化操作步骤，避免孔内铸死，减少拔管重量，降低施工难度。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种防渗墙快速施工装置，它包括接头管，接头管设有柔性的接 头管体，接头管体的底部与底板固定连接，接头管体的顶部与顶盖固定连接；

接头管体、底板和顶盖构成密封腔体，在顶盖上设有接头，用于与介质管连接，以给接头管内充入和排出压力介质。

优选的方案中，接头管体的顶部与顶连接环固定连接，顶连接环与顶盖通过螺纹或法兰连接。

优选的方案中，还设有第一连接环和第二连接环，第一连接环和第二连接环用于设置在接头管体的中部，以将分段的接头管体连接在一起；

第一连接环和第二连接环分别与一段接头管体固定连接，第一连接环与第二连接环之间通过螺纹或卡扣可拆卸的连接。

优选的方案中，顶连接环、第一连接环、第二连接环或底板与接头管体的连接结构为：

在顶连接环、第一连接环、第二连接环或底板的边缘设有向轴线延伸的壁，接头管体位于壁的内侧，接头管体与壁的内侧之间设有密封圈，接头管体与壁之间通过铆钉或螺栓连接；

接头管体的材质为外层为有纹理的织物，内层为橡胶或硅胶。

优选的方案中，所述的壁的自由端向圆心的方向收缩，以使壁的自由端获得相对壁的根部较小的外径。

优选的方案中，在接头管体还设有配重。

优选的方案中，所述的配重为钢管，在底板上还设有凸环，凸环与钢管套接。

一种采用上述的防渗墙快速施工装置的施工方法，包括以下步骤：

S1、在防渗墙基础上施工成槽孔，将两个接头管放置在槽孔的两端；

S2、在接头管内注入压力介质，使接头管的接头管体直径膨胀至预定直径；

S3、将浇筑管下入到槽孔内，在槽孔内浇筑混凝土墙体；

S4、混凝土墙体初凝后，排出接头管内压力介质，使接头管体直径收缩，起吊接头管，形成第一槽段；

S5、在第一槽段一端开挖槽孔，将浇筑管下入到槽孔内，在槽孔内浇筑混凝土墙体，形成第二槽段；

通过以上步骤，实现防渗墙快速施工。

优选的方案中，在步骤S1中，相隔一段距离交错施工槽孔；

同时进行多个第一槽段的施工；

多个第一槽段施工完成，起出接头管后，开挖剩余部分的槽孔，同时施工第二槽段。

优选的方案中，接头管分段下放，每段接头管在下放过程中通过第一连接环和第二连接环互相连接，最后一段接头管直接与顶盖连接；

起出接头管时，分段拆卸接头管，起升超过接头管中间连接的第一连接环和第二连接环时，再拆卸第一连接环和第二连接环。

本发明提供的一种防渗墙快速施工装置及方法，通过采用可变直径且重量较轻的接头管，能够在混凝土墙体初凝后，通过排出压力介质缩小接头管的直径，减少接头管与孔壁的摩擦力，减少接头管的自重，大幅减小出现铸死、脱管等孔内事故以及避免接头管过重而拔管资源投入过大情况，降低接头孔的施工难度，提高接头孔的施工质量。本发明的装置结构简单，施工方法操作方便。成功解决了钢管作为接头管时资源投入大、效率低、拔管时间过晚容易造成孔内事故等问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明中在第一槽段下接头管时的结构示意图。

图2为本发明中在第一槽段浇筑时的结构示意图。

图3为本发明中拔起接头管时的示意图。

图4为本发明中拔起接头管时的俯视结构示意图。

图5为本发明中第一槽段和第二槽段的俯视结构示意图。

图6为本发明中接头管的主视结构示意图。

图7为图6中A处的局部放大示意图。

图中：第一槽段1，第二槽段2，接头管3，配重31，顶盖301，顶连接环302，铆钉303，密封圈304，第一连接环305，第二连接环306，底板307，凸环308，壁309，接头管体310，介质输送装置4，介质管41，浇筑管5，起吊装置6，接头孔7。

具体实施方式

实施例1：

如图1、6中，一种防渗墙快速施工装置，它包括接头管3，接头管3设有柔性的接头管体310，接头管体310的底部与底板307固定连接，接头管体310的顶部与顶盖301固定连接；

接头管体310、底板307和顶盖301构成密封腔体，在顶盖301上设有接头，用于与介质管41连接，以给接头管3内充入和排出压力介质。由此结构，在浇筑接头孔7之前，可以给接头管3内充入压力介质，例如压力空气、水或者空气与水的组合，从而使接头管3的直径增大并在浇筑过程中保持形状不变。而在起出接头管3时，则能够通过排出压力介质，使接头管3的直径缩小与接头孔7的内壁脱开，大幅减少与接头孔7内壁的摩擦力。且采用柔性的接头管体310也能够大幅降低接头管3的自重，大幅降低起拔接头管3的难度，尤其是也不需采用专用的拔管装置，降低了施工成本，减少设备占用周期。

优选的方案如图6中，接头管体310的顶部与顶连接环302固定连接，顶连接环302与顶盖301通过螺纹或法兰连接。

优选的方案如图6中，还设有第一连接环305和第二连接环306，第一连接环305和第二连接环306用于设置在接头管体310的中部，以将分段的接头管体310连接在一起；

第一连接环305和第二连接环306分别与一段接头管体310固定连接，第一连接环305与第二连接环306之间通过螺纹或卡扣可拆卸的连接。由此结构，便于将接头管3分为多段。在施工过程中，分段安装，施工完毕后分段分拆。

优选的方案如图6、7中，顶连接环302、第一连接环305、第二连接环306或底板307与接头管体310的连接结构为：

在顶连接环302、第一连接环305、第二连接环306或底板307的边缘设有向轴线延伸的壁309，接头管体310位于壁309的内侧，接头管体310与壁309的内侧之间设有密封圈304，接头管体310与壁309之间通过铆钉或螺栓连接；本例中，优选采用铆钉连接。由此结构，能够确保受力可靠，且增加接头管3的周转次数。

接头管体310的材质为外层为有纹理的织物，内层为橡胶或硅胶。由此结构，便于实现密封，且具有足够的强度。而且织物能够在接头孔7的内壁形成粗糙纹理，便于和下一施工槽段的混凝土墙体可靠密合。本例中的织物采用尼龙或高强度的芳纶类纤维织物。

优选的方案如图6、7中，所述的壁309的自由端向圆心的方向收缩，以使壁309的自由端获得相对壁309的根部较小的外径。由此结构，避免第一连接环305、第二连接环306或底板307与接头孔7的内壁刮擦，减少摩擦力，避免破坏接头孔7的内壁。

优选的方案如图1~3中，在接头管体310还设有配重31。由此结构，便于接头管3在泥浆内安装和定位。

优选的方案中，所述的配重31为钢管，在底板307上还设有凸环308，凸环308与钢管套接。由此结构，便于配重31的定位，以避免钢管在接头管3内晃动。

实施例2：

一种采用上述的防渗墙快速施工装置的施工方法，包括以下步骤：

S1、在防渗墙基础上施工成槽孔，将两个接头管3放置在槽孔的两端；

S2、在接头管3内注入压力介质，使接头管3的接头管体310直径膨胀至预定直径；本例中优选采用底部注水，顶部注入压缩空气的方案，在确保足够压力的同时，也使接头管3具有足够的自重，能够破开泥浆下沉到槽孔的底部。同时也能够减少自重，减少拔管难度。

S3、将浇筑管5下入到槽孔内，在槽孔内浇筑混凝土墙体；

S4、混凝土墙体初凝后，排出接头管3内压力介质，优选的，在排出压力介质时，将介质管41伸入到接头管3内，通过抽吸装置将介质抽出，使接头管体310直径收缩，用吊车等起吊装置起吊接头管3，形成第一槽段1；

S5、在第一槽段1一端开挖槽孔，将浇筑管5下入到槽孔内，在槽孔内浇筑混凝土墙体，形成第二槽段2；

通过以上步骤，实现防渗墙快速施工。

优选的方案中，在步骤S1中，相隔一段距离交错施工槽孔；

同时进行多个第一槽段1的施工；

多个第一槽段1施工完成，起出接头管3后，开挖剩余部分的槽孔，同时施工第二槽段2。由此方案，各个施工设备能够得到最大化的利用，在混凝土初凝时间段内能够进行其他施工步骤，减少设备占用和等待周期，进一步提高防渗墙的施工效率。

优选的方案中，接头管3分段下放，每段接头管3在下放过程中通过第一连接环305和第二连接环306互相连接，最后一段接头管3直接与顶盖301连接；

起出接头管3时，分段拆卸接头管3，起升超过接头管3中间连接的第一连接环305和第二连接环306时，再拆卸第一连接环305和第二连接环306。由此方案，大幅提高安装和拆除的效率。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明中记载的技术特征，在不冲突的前提下，能够互相组合使用，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防渗墙快速施工装置，其特征是：它包括接头管（3），接头管（3）设有柔性的接头管体（310），接头管体（310）的底部与底板（307）固定连接，接头管体（310）的顶部与顶盖（301）固定连接；

接头管体（310）、底板（307）和顶盖（301）构成密封腔体，在顶盖（301）上设有接头，用于与介质管（41）连接，以给接头管（3）内充入和排出压力介质。

2.根据权利要求1所述的一种防渗墙快速施工装置，其特征是：接头管体（310）的顶部与顶连接环（302）固定连接，顶连接环（302）与顶盖（301）通过螺纹或法兰连接。

3.根据权利要求1所述的一种防渗墙快速施工装置，其特征是：还设有第一连接环（305）和第二连接环（306），第一连接环（305）和第二连接环（306）用于设置在接头管体（310）的中部，以将分段的接头管体（310）连接在一起；

第一连接环（305）和第二连接环（306）分别与一段接头管体（310）固定连接，第一连接环（305）与第二连接环（306）之间通过螺纹或卡扣可拆卸的连接。

4.根据权利要求1~3任一项所述的一种防渗墙快速施工装置，其特征是：顶连接环（302）、第一连接环（305）、第二连接环（306）或底板（307）与接头管体（310）的连接结构为：

在顶连接环（302）、第一连接环（305）、第二连接环（306）或底板（307）的边缘设有向轴线延伸的壁（309），接头管体（310）位于壁（309）的内侧，接头管体（310）与壁（309）的内侧之间设有密封圈（304），接头管体（310）与壁（309）之间通过铆钉或螺栓连接；

接头管体（310）的材质为外层为有纹理的织物，内层为橡胶或硅胶。

5.根据权利要求4所述的一种防渗墙快速施工装置，其特征是：所述的壁（309）的自由端向圆心的方向收缩，以使壁（309）的自由端获得相对壁（309）的根部较小的外径。

6.根据权利要求1~3或5任一项所述的一种防渗墙快速施工装置，其特征是：在接头管体（310）还设有配重（31）。

7.根据权利要求6所述的一种防渗墙快速施工装置，其特征是：所述的配重（31）为钢管，在底板（307）上还设有凸环（308），凸环（308）与钢管套接。

8.一种采用权利要求1~7任一项所述的防渗墙快速施工装置的施工方法，其特征是包括以下步骤：

S1、在防渗墙基础上施工成槽孔，将两个接头管（3）放置在槽孔的两端；

S2、在接头管（3）内注入压力介质，使接头管（3）的接头管体（310）直径膨胀至预定直径；

S3、将浇筑管（5）下入到槽孔内，在槽孔内浇筑混凝土墙体；

S4、混凝土墙体初凝后，排出接头管（3）内压力介质，使接头管体（310）直径收缩，起吊接头管（3），形成第一槽段（1）；

S5、在第一槽段（1）一端开挖槽孔，将浇筑管（5）下入到槽孔内，在槽孔内浇筑混凝土墙体，形成第二槽段（2）；

通过以上步骤，实现防渗墙快速施工。

9.根据权利要求8所述的一种采用防渗墙快速施工装置的施工方法，其特征是：在步骤S1中，相隔一段距离交错施工槽孔；

同时进行多个第一槽段（1）的施工；

多个第一槽段（1）施工完成，起出接头管（3）后，开挖剩余部分的槽孔，同时施工第二槽段（2）。

10.根据权利要求8或9所述的一种采用防渗墙快速施工装置的施工方法，其特征是：接头管（3）分段下放，每段接头管（3）在下放过程中通过第一连接环（305）和第二连接环（306）互相连接，最后一段接头管（3）直接与顶盖（301）连接；

起出接头管（3）时，分段拆卸接头管（3），起升超过接头管（3）中间连接的第一连接环（305）和第二连接环（306）时，再拆卸第一连接环（305）和第二连接环（306）。