CN110998031B

CN110998031B - 用于对地下位置进行混凝土浇注的方法和设施

Info

Publication number: CN110998031B
Application number: CN201880054659.1A
Authority: CN
Inventors: 弗朗索瓦·皮诺
Original assignee: State Administration Of Radioactive Waste
Current assignee: State Administration Of Radioactive Waste
Priority date: 2017-08-22
Filing date: 2018-07-17
Publication date: 2021-12-10
Anticipated expiration: 2038-07-17
Also published as: FR3070416A1; FR3070416B1; EP3673116B1; WO2019037958A1; EP3673116A1; CN110998031A

Abstract

本发明涉及：‑一方面，用于对地下位置进行混凝土浇筑的方法，该方法包括：通过：从布设管(A)连续供给混凝土，其中，布设管(A)用于在供给位置与地下位置之间进行布设；将混凝土柱下降到布设管中；以及从所述混凝土柱的下端收集混凝土以将混凝土分配在地下位置中，从而从位于比地下位置高的高度处的供给位置朝向地下位置竖向地布设混凝土(B)，其特征在于，首先在布设管中填充液体柱和定位于液体柱的顶部处的可移动式阻挡器(1)，然后在将所述混凝土柱下降到布设管中期间，通过调节布设管中的液体柱的高度和/或液体(L)的压力而对所述阻挡器施加竖向的反向推力，从而控制所述混凝土柱的下降；以及‑用于对位于较大深度处的地下位置进行混凝土浇筑的设施。

Description

用于对地下位置进行混凝土浇注的方法和设施

技术领域

本发明涉及用于对于位于较深的地下位置中的建造位置进行混凝土浇注的方法和设施。

更具体地但非排他地，本发明涉及用于在较大深度处对放射性废物储存单元、连接坑道以及进入这些储存单元的坑道进行混凝土浇筑的方法和设施，其中，借助于钻孔实现进入这些坑道。

发明内容

在土木工程领域中，混凝土灌注操作使用传统方法和设施——包括泵送站和将混凝土从工厂输送至建造位置的挠性管——来进行。

在最常见的情况下，将混凝土从混凝土厂输送至要进行混凝土浇注的位置需要使用卡车。尽管在对地下放射性废物储存位置进行混凝土浇注时可以想到这种输送模式，但是该输送模式将需要非常长的进入坡道才能到达位于深度较大处的位置，这将导致运输时间的显著延长，就着火而言增加了风险，并且使载荷破坏的次数大大增加。因此，根据本发明，意在通过使用竖向钻孔来进行混凝土的直接输送。

这些方法和设施已经用于大型竖向结构(建筑物、工厂、塔楼等)的建造以及用于长坑道和桥梁的翻新或建造。然而，已知的方法和设施被设计成将混凝土水平或向上地引导，但是很少将混凝土向下引导。

在这些设施发生故障的情况下，通常可以进行人为干预，因为具有足够的周围工作空间的维护人员可以容易地接近这些设施。

此外，尽管混凝土浇注操作非常耗水，特别是对于现场清洁而言，但是通常可以根据环境法规进行废水管理。

还应该指出的是，这些土木工程项目通常持续时间短(从数月到一年或两年)，因此，公司不希望在设施上进行大量投资，因此总是保持初级性和临时性。

在油田中，深层注入仅针对砂浆或水泥浆的使用而保留，考虑到它们的组成，砂浆或水泥浆仍然相当均匀。在混凝土的情况下，由于集料在布设管道中的积聚，存在较大的堵塞风险。混凝土也可能会离析，从而导致颗粒相与水泥相分离。

在建造位置位于深钻孔中(竖向和水平方向超过500米)的特定情况下，与中等和高水平核废料的储存井的情况一样，混凝土从地面的输送会引起特定问题。

首先，如果混凝土通过钻孔传送，则不可能对管道进行任何人为干预，这使得难以管理和维护该设施，特别是在混凝土离析或堵塞管道的情况下。

此外，因为混凝土活动持续很长时间(至少十年)、混凝土流量较高 (高峰期约为60m³/h)、并且混凝土具有必须在其被安置的时间期间保留其特性若干小时的特定且复杂的配方，所以上述对混凝土下落到井中的控制的困难增加了，因为设施的故障可能会对建造位置的进度以及储存位置的操作、可靠性和安全性造成有害影响。

在这种情况下，可能有必要并且迫切地停止混凝土的下落，并且如果需要，在清洁井之前将混凝土带至地面。

常规的方法和设施显然不适合满足这些严格的要求和满足这样的实施条件。

本发明意在通过提供一种在很长一段时间内可靠且安全地将混凝土从地面下落并输送至坑道以及位于最大深度处的废物储存单元的装置而克服这些技术问题。

这是通过一种用于对地下位置进行混凝土浇注的方法来实现的，该方法包括：通过从管连续供给混凝土而从位于比地下位置高的高度处的供给位置朝向地下位置竖向地供给混凝土，其中，所述管用于在所述供给位置与所述地下位置之间进行布设；将混凝土柱下降到布设管中；以及从所述混凝土柱的下端收集混凝土以将混凝土分配在地下位置中，其特征在于，首先在布设管中填充液体柱和定位于液体柱的顶部处的可移动式阻挡器，然后在将混凝土柱下降到布设管中期间，通过调节布设管中的液体柱的高度和/或液体的压力而对所述阻挡器施加竖向的反向推力，从而控制所述混凝土柱的下降。

该方法的有利特征在于液体柱的高度和/或液体的压力是通过在布设管的下端部处抽吸或抽出液体来调节的。特别地，可以通过控制位于布设管的下端部处的阀的开度并利用由混凝土柱施加在阻挡器上从而将阻挡器推回的重力来实施重力抽出。替代性地，可以使用双向泵来以受控的流量提取液体。

另一特征在于，当可移动式阻挡器到达布设管的基底部时，停止抽出或抽吸液体。

进一步的特征在于，最迟在混凝土柱到达管的基底部时通过从表面注入加压的混凝土来连续地供应混凝土。

根据其他特征，本发明的方法包括中断对地下位置进行混凝土浇注的阶段，该阶段包括停止混凝土的注入并通过将可移动式阻挡器和加压液体升高至供给位置来清洁布设管。

优选地，在沉降和过滤之后将清洁液体再循环到该过程中。

本发明的方法的另一特征在于，液体柱的高度和/或液体的压力是根据由传感器测量或计算出的一个或更多个参数来调节的，所述参数包括以下参数中的至少一个参数：

-可移动式阻挡器的速度；

-可移动式阻挡器的位置；

-进入布设管的混凝土的量或速度；

-进入布设管的混凝土的密度；

-进入布设管的混凝土的粘度；

-进入布设管的混凝土的温度；

-液体的温度；

-液体的压力。

根据具体的过程特征，液体柱的高度和/或液体的压力是通过改变阀的开度和/或改变液体回路中的泵的流量来控制的。

另一特征在于，布设管通过环绕布设管的室中的压缩空气的向上流动来冷却。

本发明的另一目的是一种用于对地下位置进行混凝土浇注的设施，该设施包括至少一个竖向钻孔，所述至少一个竖向钻孔接纳用于将混凝土从位于比地下位置高的高度的供给位置朝向地下位置运输的布设管，其特征在于该设施还包括容置在布设管中的可移动式阻挡器以及用于在阻挡器下方用液体填充布设管并通过对所述阻挡器施加竖向反向推动而在阻挡器下方从布设管提取液体的液体回路。

本发明的设施的有利特征在于，液体回路连接至布设管的下端部。

根据本发明的设施的第一变型，液体回路包括容置在第二竖向钻孔中的用于供应加压液体的导管。

根据本发明的设施的第二变型，液体回路包括容置在单个钻孔中的加压液体供应导管，其中，单个钻孔还容纳有布设管。

优选地，液体回路是包括用于使液体循环的装置的闭合回路。

另一特征在于，钻孔衬有套管，该套管形成围绕布设管的筒形罩壳，在该布设管中布置有检测及测量仪器。

根据其他有利特征，该设施包括至少两个双止动滑门，这两个止动滑门中的第一止动滑门表面安装在管的上端部，从而确保从注入泵供应混凝土，并且这两个止动滑门中的第二止动滑门在井的底部处安装在布设管的下端部处，布设管的下端部联接至混凝土回收泵。

在一个特定的变型中，该系统还包括第三止动滑门，该第三止动滑门安装在第二滑门下游的坑道中，以用于混凝土分配。

在又一变型中，液体回路包括用于对液体加压的至少一个泵，液体被从上方由用于储存液体和使液体再循环的一个或更多个罐供给。

补充的特征涉及一种可移动式阻挡器的结构，该可移动式阻挡器包括筒形本体、具有推动面的子弹形基底部和截头锥形头部，其中，筒形本体带有周向肋，周向肋的直径基本对应于布设管的内径，并且筒形本体设置有能够通过电磁装置检测到的插入件。

根据本发明的方法和混凝土浇注设施使得可以：确保对布设管进行连续的润滑，从而导致混凝土的有规律的、受控和受管理的下落，以及随后使用封闭的液体回路对管进行清洁，而不存在混凝土扩散或被排出的任何风险。

因此，在液压系统中使用的流体具有三个功能：减慢混凝土柱的速度、在降落下落期间自润滑布设管以及在混凝土操作结束时进行清洁。

该液体优选地是被吸收、消毒的水(或水性流体)，该水(或水性流体)提供了费用的显著节省、简化了井的底处部的灌注过程并保护了环境。

因此，本发明的方法消耗很少的水，因为液体回路装配有过滤及再循环装置。

此外，本发明的方法使得可以使液体或水在井的底部处的扩散和泄漏的风险最小化，这使得混凝土浇注过程特别清洁。

此外，本发明的方法使得可以限制混凝土离析的风险，以避免水泥沉积并且避免使用浆料。

此外，本发明的混凝土设施是自润滑的，因为混凝土布设管一直浸入新浇混凝土中或者与新浇混凝土接触。

本发明还实现了确保实时快速检测故障的装置和施加必要纠正措施——包括部分或全部清空布设管以及在拒绝批量的情况下将混凝土升高至地面——的装置的共同存在。

另外，本发明的方法和设施的所有部件和参数被从地面可靠、自动且集中地管理。

附图说明

本发明的其他特征和优点将从参照附图的并在下面详细说明的以下描述中得出。

-图1A和图1B分别表示用于实施本发明的方法的设施的两个实施方式的示意图，所述设施的两个实施方式分别具有一个钻孔和以U形形状连接的两个钻孔。

-图2是钻孔的位于通向储存单元的地下坑道的水平高度处的下部部分的示意性侧视图。

-图3A和图3B是在根据本发明的设施中使用的可移动式阻挡器的实施方式的顶视图和底视图。

-图4示出了根据本发明的具有可移动式阻挡器的设施的替代性实施方式的钻孔的详细截面图。

为了更加清楚，在所有附图上由相同的附图标记标识相同或相似的元件。

具体实施方式

当然，由以上呈现的附图所示出的和下文所描述的实施方式仅作为非穷举示例给出。明确规定将这些不同实施实施方式和替代性解决方案进行组合以提出其他实施方式。

图1A和图1B示出了本发明的利用单钻孔设施F(图1A)或以U形连接的两个钻孔设施F1、F2(图1B)进行混凝土浇筑的方法的优选实施方式。本发明的方法更特别地旨在用于被用来存储放射性废物的地下场所的混凝土浇筑。地下存储站点通常包括存储单元(未显示)，这些存储单元设置在位于较大深度处的进入坑道(galleries)和连接坑道的网络中。这些存储单元和各个坑道的机械加固是通过借助于图1中示意性示出的设施布设的混凝土实现的。

在深层混凝土浇筑的情况下，本文不同于传统的土木工程实践，因为混凝土的布设延续很长一段时间。这不允许任何人为干预，因此使得方法和设施难以管理。因而，将混凝土水平地引导数百米甚至几千米。

本发明采用的解决方案在于使用至少一个钻孔来对混凝土B进行布设，在该钻孔中容纳有所谓的布设管A，该布设管A设计成可以以频繁地进行密集混凝土浇筑的方式持续数年。

由于混凝土流量取决于混凝土活动而有时可能会很高，流量约为 60m³/h，因此可能会在存储设施的操作中造成不幸的后果。

因此，根据本发明的混凝土浇筑设施必须满足以下标准：

-通过使用耐腐蚀材料例如不锈钢而具有简单并且耐用的构造，

-提供一种混凝土布设模式，该混凝土布设模式允许以恒定的速度下降混凝土，从而在下降过程中不会离析或存在堵塞钻孔的风险，

-配备检测系统以监测和控制混凝土流量，从而防止可能的故障，

-有能力迅速采取纠正措施，以移除混凝土并清理可能被阻塞的管道。

因此，本发明的混凝土设施以传统方式包括至少一个竖向钻孔F，该竖向钻孔F接纳布设管A，布设管A用于将混凝土B从供给位置输送至位于供给位置下方的高度处的地下位置。

供给位置位于混凝土搅拌设施CB(优选地，定位于地面上)附近，并确保将混凝土B连续供应到通向较深的地下位置的布设管A。

另一方面，布设管A确保混凝土柱的下降，并连接至允许从该柱的下端收集混凝土以将混凝土分布到地下位置的装置(参见图2)。

当该方法应用于被用于废物存储的地下位置的混凝土浇筑时，混凝土经由钻孔F被输送至存储单元，并经由管或输送机(手推车或移动桶)的网络而被输送至地下坑道。

为了满足上面限定的规范，本发明的设施此外并且具体地包括呈外壳形式的可移动式阻挡器1(图3A、图3B和图4)，该可移动式阻挡器1 容纳在布设管A和液体回路(或液压回路)中，用于通过一方面确保对阻挡器1施加竖向反向推力的液体的加压以及另一方面确保该液体的排出而控制混凝土B降入布设管A中的速度。

液体回路(或液压回路CH)在井底附近连接至混凝土布设管A，并由闭合回路构成，该闭合回路包括至少一个液压泵PH1、PH2，以确保液体L的加压和排出。液压泵PH1、PH2由至少一个液体罐(或储液罐) C1、C2在地面处供应。联接至阀V的补充的过滤和/或沉降装置D允许液体L在设施中的再循环，如图1A、图1B中的虚线所示。

至少一个液压泵的作用在阻挡器1上产生反向推力，以平衡系统(朱林管(Jurintube))。如果需要，该泵可以在负压下操作以促进混凝土柱的下降，并且也可以在高压下操作以将阻挡器1和全部或部分的混凝土柱升高到地面。

与排水装置PS(图1A和1B)相关联的压力计或压力传感器(压力计)CP布置在地下坑道中或地面上，以测量液压回路CH中的液体L排放压力。

钻头适于接收可能在压力下连续流动体积的混凝土。

混凝土布设装置包括用于保护钻孔F的外部钢壳体C(图4)和用于混凝土B的输送的由不锈钢制成的内部混凝土布设管A。不锈钢减少摩擦，下降粘性力，并使腐蚀最小化。

如果内部布设管A(过早或正常)磨损，则可以将其从钻孔中取出并返回地面以进行维修或更换。

如图1A和图4的横截面图所示，内部混凝土布设管A的外壁与钻孔 F的壳体C的内壁之间的空隙限定了环形或筒形中间腔E，在中间腔E中布置有电磁检测和测量仪器M。这些仪器能够实现对混凝土B下降的连续监测以及设施的正确操作。

布设管A由上升的可能是压缩的空气流S冷却，该空气流S绕布设管A的外壁通过环形腔E，并从连接至布设管A的基底部的空气进气口 PA吸入(图1A、图1B)。

根据图4所示的本发明的设施的变型，计划将自支撑光纤P以螺旋形围绕布设管A部署。该光纤确保对分布在管的整个长度上的温度的监测，并且还包括对管的机械变形的测量。也可以在布设管的外表面上安装压力传感器(未显示)。这些传感器可以以每个为5到10米的规则间隔而布置。

器械M、P还允许监测可移动式阻挡器1的动力学和运动学特性，如下文所描述的。因此，这些特性使得可以了解混凝土柱下降到布设管A中的进展状态，并控制该方法的三个基本的连续操作，这将在下文进行详细描述，即：内混凝土布设管的润滑、混凝土柱的下降、以及然后在地下存储位置的混凝土浇筑后进行清洁。

可移动式阻挡器1旨在于钻头处被引入布设管A中，并定位于液体柱的顶部处。该阻挡器将水泥相与(水相)液相分开，并且竖向地下降到混凝土柱的重量之下。

在图3 A和图3 B示出了可移动式阻挡器1，其一个实施发方式呈壳体形式，可移动式阻挡器1包括筒形本体11，该筒形本体11设置有周向肋 12、头部13和截头锥形的基底部14，周向肋12的直径基本上对应于管的内径，基底部14为液压回路输送的液体提供推拉面。

基底部14优选地具有成斜角的或子弹形轮廓，以便于将阻挡器1下降到布设管A中。头部13具有截顶或锥形面，以支撑混凝土柱的基底部。

径向翅片状肋12改善了在清洁系统时布设管A的壁的刮擦，并确保在下降过程中阻挡器1被轴向地保持到位并且在压力平衡期间确保稳定性。

截头锥形基底部14具有内部腔140，该内部腔140优化了由加压液体L施加在阻挡器F上的反向推力(图4)。

根据图4所示的本发明的变型，阻挡器1的本体11设有插入件，该插入件例如呈在此处安装在肋12之间的环G的形式，该插入件能够通过先前描述的仪器M以电磁方式检测到。该插入件在功能上集成到电路Y 中以控制和监测设施，从而监测可移动式阻挡器1在布设管A中的行进并对其通过止挡滑门进行检测。插入件检测信号的传送因而允许操作人员从地面致动位于钻孔F的基底部处的止挡滑门的阀的打开或关闭。

在未示出的变型中，具有电磁特性的插入件例如呈嵌入可移动式阻挡器1的本体中的球的形式。

该系统还配备有至少两个双阻挡器舱口止挡滑门T1、T2。第一止挡滑门T1在地面上或在混凝土供给位置处安装在布设管A的上端。第二止挡滑门T2在井底处安装在布设管的下端，并且可以联接至混凝土泵PB2 (图1A、图1B和图2)。

如有必要，该设施还包括第三止挡滑门T3，第三止挡滑门T3安装在第二滑门下游的坑道中，并确保将混凝土分配给存储位置，如图1A、图 1B所示。

位于钻孔底部处的设备、特别是止挡滑门被定尺寸成并适于接纳压力下的混凝土柱。

如有必要，在井底处于混凝土接纳坑道中安装有附加的过滤器，以净化主液压回路中的液体。

如以下参照设施的优选实施方式所描述的，设施配备有输出约为200 KW的地面混凝土注入泵PB1。用于混凝土回收和分配的泵PB2位于进入存储单元的坑道中并具有约为400KW的功率。

该检测系统连接用于对液体加压的液压泵PH1、用于注入混凝土的混凝土泵PB1以及分别位于地面和地下混凝土接纳坑道中的液压操作止挡滑门T1、T2、T3。

利用来自专用控制站CO的地面上的所有组件对设施进行监视和控制。

控制系统可以是自动化的并且集中的。沿混凝土布设管获取的所有信息Y连续存储在数据获取系统中。因此，任何足够明显的故障都导致控制站的观察操作员立即进行干预。

在第一替代性实施方式(图1A)中，液压回路CH(实线)包括位于单个钻孔F中的液体供应管线，该钻孔F还容纳混凝土B布设管A。混凝土布设管A位于相同的钻孔中。然后该管线被放置在内部混凝土布设管 A的附近或周围。

在本发明设施的第二替代性实施方式中(图1B)，液压回路CH(仍为实线)包括液体供应管线，该液体供应管线容纳在竖向钻孔F2中，该竖向钻孔F2布置成与钻孔F1相距一定距离，在钻孔F1中布置有混凝土布设管A。钻孔F1的液体管线连接至混凝土布设管A的下部并且因而通过形成双U形钻孔而连接到钻孔F1。

在所有情况下，钻孔必须被密封且坚固而足以承受液压压力。

在本发明的框架内利用上面限定的设施实施的混凝土浇筑方法包括连续步骤，这些步骤现在将在下面进行详细描述。

通常，该方法涉及通过将混凝土连续地供给到布置在钻孔F内的布设管A以及提供混凝土柱的下降，以及之后从混凝土柱的下端的收集混凝土以将混凝土分配至地下位置而将混凝土从位于比地下位置高的高度处的供给位置朝向地下位置竖向地布设混凝土，。

当地下位置旨在用于废物存储时，自井底从该柱的下端收集混凝土并将其运输到存储单元。

本发明的方法旨在克服在此类操作中通常遇到的技术问题。为此目的，该方法更特别地包括在引入上述且在图3 A和图3B 中示出的类型的可移动式阻挡器1之前，首先用液体L(优选地，水)填充混凝土布设管。

然后，设置为通过注入混凝土而连续地供给布设管，然后在将混凝土柱连续下降到布设管中期间，通过调节布设管中的液体柱的高度和/或液体的压力来对位于液体柱的顶部处的阻挡器施加竖向向上的反向推力，以控制混凝土的下降。

通过改变阀的开度和/或改变安装在液压回路上的泵的流速而在布设管的下端处排出液体来调节液体柱的高度和/或液体的压力，以便特别地控制混凝土柱的下降速度。

本发明的方法提供根据通过适当的传感器测量的或计算的一个或更多个参数来调节液体柱的高度和/或液体的压力。这些参数包括以下中至少一项：

-可移动式阻挡器的速度；

-可移动式阻挡器的位置；

-混凝土进入布设管的量或速度；

-进入布设管的混凝土的密度；

-进入布设管的混凝土的粘度；

-进入布设管的混凝土的温度；

-液体的温度；

-液体的压力。

该过程的最后步骤包括从布设管的基底部取混凝土，并将其供给入地下存储坑道，其中，容纳待被混凝土浇筑的废物的单元位于该地下存储坑道中。

操作员可以从控制站CO检测系统故障，触发止挡滑门的打开和关闭，直接调节泵的流量，并升高阻挡器1以尽可能快的速度从钻孔中移除混凝土柱。

在初始加载和润滑步骤期间，首先用液体L完全填充单个钻孔或两个 U形钻孔(静止阶段)。

因此，内部混凝土布设管A由液体L持续润滑，因此不必使用水泥浆。

在钻孔F的液压加载阶段，位于地面的止挡滑门T1处于关闭位置，以防止混凝土流出。

位于布设管A的基底部处的止挡滑门T2的舱口也处于关闭位置，以使液体无法排入混凝土泵PB1中。

在混凝土的下降开始时，位于地面的止挡滑门T1的舱口打开，以允许混凝土流动，而另一个舱口关闭。

位于壳体的基底部处的止挡滑门T2的舱口打开，以便清洁的流体可以流入主液压系统，以在后续步骤中提供反向推力。

第二步开始于将可移动式阻挡器1引入内部混凝土布设管A中，并从供给位置引入，通常从地面引入。

接下来是通过重力或必要时通过使用泵的压力注入例如从地面和设施CB连续供给内部混凝土B布设管。

混凝土的竖向布设是通过管中液体柱的缓慢下降促进的，液体柱的缓慢下降是通过在负压下激活液压泵PH1来管理的，因而使液体被吸到布设管A下方并且有利于下降阻挡器1。

如有必要，增大混凝土注入泵PB1的流量，以增大混凝土柱的压力并促进其下降到布设管中。

同时，从井的表面调节液体的压力，并从混凝土布设管A的基底部抽出液体的压力。

操作员从位于地面上的中央控制站CO确保混凝土柱和液体柱的各自的高度和/或压力之间的适当平衡，并保持规则的混凝土下降速度。

布置在止挡滑门T2上的光学和/或电磁传感器(例如，先前描述的传感器类型P、M)检测可移动式阻挡器1的通过，可移动式阻挡器1的位置同液体L与混凝土B之间的相分离水平一致。

如图2所示，布设管A的下端借助于焊接的凸形凸缘A2和夹具A3 连接至止挡滑门T2。在止挡滑门T2下方安装有用于可移动式阻挡器1(壳体)的容座A1，该容座A1设置有用于干预在建造地点的地下坑道中操作的叉车(未示出)的提升角度CE。

阻挡器1通过止挡滑门T2则触发警报信号，该警报信号被传输到位于地面上的控制站CO，并通知操作员混凝土已经到达布设管A的底部。

当可移动式阻挡器到达布设管的基底部时，操作员停止液压泵n°1，以停止液体排出。如有必要，则使混凝土柱与液体压力平衡。

先前被关闭以允许液体循环的液压致动的单个止挡滑门T2(优选地设定为120bar)打开以释放混凝土，然后混凝土流入保持箱中和/或直接流入供给输液泵PB2的箱(未示出)中。只要混凝土下降，则该步骤继续进行，并且考虑到正在逐步建造的存储位置的混凝土浇筑活动所需的混凝土的体积，该设施可以在必要时在稳定状态下运行很长时间。

混凝土通过位于例如位于地面上的供给位置处的并由混凝土搅拌设施CB供给的混凝土泵PB1施加的压力而连续下降。

位于地面上的液压操作的双止挡滑门T1和位于接纳坑道中的止挡滑门T2打开，以允许混凝土通过。

在混凝土接纳通道中，混凝土泵PB2连同第三液压操作的双止挡滑门T3确保在各个坑道和存储单元中选择性地分配和调度混凝土。

操作员从地面上的控制站CO，通过连续读取和分析混凝土柱的控制参数来监测混凝土的降落，其中，这些控制参数如先前定义并沿布设管A 测量的。

本发明提供了实现地下位置的混凝土浇筑的中断阶段的可能性。在此阶段，停止混凝土注入，并通过将可移动式阻挡器和加压液体升高至供给位置来清洁布设管。

当对地下位置的混凝土浇筑操作完成时，将滑门T1连接至混凝土注入泵PB1的进入舱口关闭。当混凝土浇筑停止时，用于供给布设管A的阻挡器(液压致动的双止挡滑门T1)关闭。

通过允许借助简单的重力使混凝土柱下降来尽可能完全地排空布设管。

然后，专用于液压回路的止挡滑门T2的第二舱口打开，以允许液体 L上升并循环。

然后，关闭位于井底的止挡滑门T2的舱口，从而阻挡通向位于坑道中的混凝土泵PB2的通道。

然后，将钻孔内的布设管隔离并准备进行清洁，这通过将加压液体泵回来确保。

然后，双止挡滑门T2的阻挡器被打开，从而允许液体在液压泵PH1 工作的同时进行循环。加压液体L使液体柱将阻挡器1与液体柱一起从钻孔的底部升至地面。可以将泡沫球添加到布设管中，以增强刮擦效果并提高清洁效率。

然后，已经沉积在布设管的壁上的浆沫(laitance)通过阻挡器被向上泵送。

在管出口处，载有水泥的用过的清洁液流入沉降罐C2中，并经由通过配备有颗粒过滤器、刀闸阀V和液压泵PH2的过滤器系统D而被变稀，其中，过滤器系统D布置在沉降罐C1与液压泵PH1之间(参见图1A和图1B)。

然后可以通过启动液压泵PH1将这种液体重新引入主回路中。

然后，布设管A再次填充有液体，并准备好进行第二次混凝土浇筑运动。

设施的故障管理应当根据本发明的方法的特征方面以下述方式进行。

因此，在混凝土过早加热的情况下，可以通过从底部引导至顶部的可能是压缩的空气流来冷却钻孔、尤其是布设管，以免干扰或影响地下设施的常规通风回路/循环。

可以通过打开止挡滑门和/或通过操作液压泵PH1加速混凝土柱的下降速度。

如果布设管中的混凝土减速(例如，由于集料袋(aggregate pocket) 的形成)或者如果混凝土积聚或阻塞，则液压泵可以立即开启，以使加压液体在管中迅速上升。如果混凝土使集料集中，则液体的上升可使混凝土更高效地疏通。

相反，如果混凝土流速过高，则可以通过关闭止挡滑门和/或操作液压泵N°1来减慢该方法。

操作员可以非常迅速地从由集成在钻孔中的检测和测量仪器发送的信息和信号中做出停止过程、特别是混凝土输送的决定。

然后，操作员可以从地面上的控制站CO开始尽可能完全地清空布设管A，并将混凝土B回收到位于坑道中的储罐中。这种作用导致混凝土柱的最佳减重，从而使液压反向推力系统更加高效。

在混凝土于布设管中堵塞的情况下(例如，如果在管中聚集了集料)，通过启动液压泵PH1对液体加压，这允许混凝土柱以反应且迅速的方式全部或部分地升高。

在这种情况下，除了由液体柱施加的向上推力之外，还可以操作混凝土泵PB1，以促进其沿着管升高混凝土。

混凝土柱的释放是从底部到顶部而不是以相反的方向进行的，以相反的方向进行将导致混凝土在布设管中的有害压实。

下文提到的尺寸特性对应于用于在以下条件下实施本发明的混凝土浇筑方法的设施的优选实施方式。

以25m³/h的速度将密度为2.4的混凝土注入到506米深、内径为152.5 mm的混凝土布设管中。

在这些条件下，对于9m³的体积，混凝土柱的下降速度为60km/hr 并且柱的质量为21.6吨。钻孔基底部处的静压力为120bar。

该设施包括以下主要设备：

·配备有两个160kW马达的混凝土泵PB1(该设备允许最大液压压力为290bar，其对应于混凝土中的200bar的压力)，

·用作反向推力产生装置和管道清洁装置的配备有150kW马达的水泵PH1，

·尺寸为130bar的液压操作滑门T1，

·6bar的压缩空气进气口PA，

·30m³的液罐C1、C2(水)，

·最小直径为120mm并且厚度为8.8mm的高压金属(不锈钢)管。

布设管A的内径在120mm至200mm之间，并且优选地内径为152.5 mm并且外径为177.8mm。钻孔F的壳体C的内径在200mm至300mm 之间，并且优选地内径为224.4mm并且外径为244.5mm。因此，在这种情况下，旨在容纳监测和控制仪器M、P的筒形间隙空间为46.6mm。

不锈钢布设管A的线性质量(linear mass)为52.12kg/m，不锈钢外壳C(也由不锈钢制成)的线性质量为59.57kg/m。

钻孔中的液体L(例如水)的压力每10米增加1bar。因此，对于500 米的水柱，考虑到1bar的大气压，压力为51bar。

Claims

1.一种用于对地下位置进行混凝土浇筑的方法，所述方法包括：通过从布设管(A)连续供给混凝土(B)，其中，所述布设管(A)用于在供给位置与所述地下位置之间进行布设、将混凝土柱下降到布设管中、以及从所述混凝土柱的下端收集混凝土以将混凝土分配在所述地下位置中，从而从位于比所述地下位置高的高度处的所述供给位置朝向所述地下位置竖向地供给混凝土，其特征在于，首先在所述布设管(A)中填充液体柱和定位于所述液体柱的顶部处的可移动式阻挡器(1)，然后在将所述混凝土柱下降到所述布设管中期间，通过调节所述布设管中的液体柱的高度和/或液体(L)的压力而对所述阻挡器施加竖向的反向推力，从而控制所述混凝土柱的下降。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述液体柱的高度和/或所述液体的压力通过在所述布设管(A)的下端处排出所述液体(L)来调节。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述可移动式阻挡器(1)到达所述布设管(A)的基底部时，停止吸入或抽出液体。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，最迟在所述混凝土柱到达所述布设管(A)的基底部时，通过从地面注入加压混凝土来连续地供应混凝土(B)。

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括所述地下位置的混凝土浇筑的中断阶段，所述中断阶段包括通过将所述可移动式阻挡器(1)和加压液体升高至所述供给位置来停止混凝土的注入以及进行所述布设管(A)的清洁。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述液体(L)在沉降和过滤之后被再循环。

7.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，所述液体柱的高度和/或所述液体的压力根据由传感器测量或计算出的一个或更多个参数而调节，所述参数包括以下参数中的至少一者：

-所述可移动式阻挡器的速度；

-所述可移动式阻挡器的位置；

-进入所述布设管的混凝土的量或速度；

-进入所述布设管的混凝土的密度；

-进入所述布设管的混凝土的粘度；

-进入所述布设管的混凝土的温度；

-所述液体的温度；

-所述液体的压力。

8.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，所述液体柱的高度和/或所述液体的压力通过改变阀的开度和/或改变液压回路中的泵的流量来控制。

9.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，所述布设管(A)通过围绕所述布设管(A)的围封部(E)中的压缩空气(S)的上升流来冷却。

10.一种用于在地下位置进行混凝土浇筑的设施，所述设施包括至少一个竖向钻孔(F，F1，F2)，所述竖向钻孔接纳布设管(A)，所述布设管(A)用于将混凝土(B)从位于比所述地下位置高的高度处的供给位置向所述地下位置布设，所述设施还包括容纳在所述布设管(A)中的可移动式阻挡器(1)以及液压回路(CH)，所述液压回路(CH)用于在所述阻挡器下方用液体(L)填充所述布设管，并且通过在所述阻挡器上施加竖向的反向推力而在所述阻挡器下方从所述布设管(A)抽出液体(L)，其中，所述液压回路(CH)包括容纳在第二竖向钻孔(F2)中的加压液体供应管线。

11.根据权利要求10所述的用于在地下位置进行混凝土浇筑的设施，其特征在于，所述液压回路(CH)连接至所述布设管(A)的下端。

12.根据权利要求10或11所述的用于在地下位置进行混凝土浇筑的设施，其特征在于，所述液压回路(CH)是包括液体回收装置的闭合回路。

13.根据权利要求10或11所述的用于在地下位置进行混凝土浇筑的设施，其特征在于，所述竖向钻孔设置有围绕所述布设管(A)限定筒形围封部(E)的壳体(C)，在所述筒形围封部(E)中布置有检测和测量仪器(M，P)。

14.根据权利要求10或11所述的用于在地下位置进行混凝土浇筑的设施，其特征在于，用于在地下位置进行混凝土浇筑的所述设施包括至少两个双舱口止挡滑门(T1，T2，T3)，所述两个双舱口止挡滑门中的第一止挡滑门(T1)地面安装在布设管(A)的上端以确保从注入泵(PB1)供应混凝土，所述两个双舱口止挡滑门中的第二止挡滑门(T2)在井底处安装在所述布设管(A)的下端，所述第二止挡滑门(T2)联接至用于吸取混凝土的泵(PB2)。

15.根据权利要求14所述的用于在地下位置进行混凝土浇筑的设施，其特征在于，用于在地下位置进行混凝土浇筑的所述设施还包括第三止挡滑门(T3)，所述第三止挡滑门(T3)安装在所述第二止挡滑门(T2)的下游并确保混凝土(B)的分布。

16.根据权利要求10或11所述的用于在地下位置进行混凝土浇筑的设施，其特征在于，所述液压回路(CH)包括至少一个泵(PH1，PH2)，所述至少一个泵(PH1，PH2)确保由旨在用于储存和再循环所述液体的至少一个或更多个罐(C1，C2)在地面处供给的液体(L)的加压。

17.根据权利要求10或11所述的用于在地下位置进行混凝土浇筑的设施，其特征在于，所述可移动式阻挡器(1)包括筒形本体(11)、具有推动面的子弹形基底部(14)和截头锥形头部(13)，所述筒形本体(11)带有周向肋(12)，所述周向肋(12)的直径基本上对应于所述布设管(A)的内径，并且所述筒形本体(11)设置有能够电磁检测的插入件(G)。