CN111648307A - 水库大坝渗漏水下无人封堵施工工艺 - Google Patents

Abstract

水库大坝渗漏水下无人封堵施工工艺，涉及水下施工领域，尤其是一种风险低、效率高、成本低的水库大坝渗漏水下无人封堵施工工艺。本发明利用水下无人封堵装置进行封堵，水下无人封堵装置包括水下无人潜航器、喷涂机、封堵材料和钢刷，水下无人潜航器用于水下作业，水下无人潜航器包括控制台、脐带缆、控制模块、辅助接口、机械臂、照明灯和摄像头，控制台放置在岸上，控制模块与辅助接口安装在水下无人潜航器上，辅助接口与控制模块连接，辅助接口上连接辅助装置。本发明填补了水下无人封堵施工的技术空白，具有风险低、效率高、成本低的特点，同时具有一定的快速应急特性，已完成某水库大坝水下无人封堵工作，取得了良好的应用效。

Description

水库大坝渗漏水下无人封堵施工工艺

技术领域

本发明涉及水下施工领域，尤其是一种风险低、效率高、成本低的水库大坝渗漏水下无人封堵施工工艺。

背景技术

近年来，随着水电开发规模的不断扩大，越来越多的水电站随着运行时间的增加，或多或少会出现水库大坝渗漏的问题，如何快速有效的对已发现的渗漏问题进行除险加固，成为水工管理人员不得不面对的问题。当前水库大坝水下封堵施工均以潜水员水下施工为主，该方法存在一定的弊端：应急能力差、费用高、下潜深度受装备限制、安全风险大等问题，为了提高水下封堵施工的应急速度、降低施工费用、提高水下作业深度、降低工作人员安全风险，急需研发水下无人封堵施工工艺。水下无人潜航器作为新发展起来的水下智能设备，其具有操作简便、下潜深度和距离大、作业时间不受限、设备转运速度快等特点，将其和喷涂机、聚氨酯材料结合起来，通过特定的施工工艺，可实现快速、高效的水下无人封堵施工工艺。

目前，水下无人潜航器在水库大坝的应用仅限于水下检查，喷涂机主要用于装修领域给墙面喷涂油漆，聚氨酯的应用全部由人工操作完成，未见聚氨酯水下无人机械化作业的案例。将聚氨酯材料通过水下无人潜航器水下无人作业并经喷涂机灌入水库大坝渗漏点，利用聚氨酯遇水膨胀固化的特点，实现水下无人封堵施工工艺。

但是，当前未见将水下无人潜航器、喷涂机、聚氨酯材料结合起来的水下无人封堵施工工艺及成功的案例。

发明内容

本发明所要解决的就是现有水库大坝渗漏，均用潜水员水下封堵，应急能力差、费用高、下潜深度受装备限制、安全风险大的问题，提供一种风险低、效率高、成本低的水库大坝渗漏水下无人封堵施工工艺。

本发明的水库大坝渗漏水下无人封堵施工工艺，其特征在于该封堵施工工艺利用水下无人封堵装置进行封堵，水下无人封堵装置包括水下无人潜航器、喷涂机、封堵材料和钢刷，水下无人潜航器用于水下作业，水下无人潜航器包括控制台、脐带缆、控制模块、辅助接口、机械臂、照明灯和摄像头，控制台放置在岸上，控制模块与辅助接口安装在水下无人潜航器上，辅助接口与控制模块连接，脐带缆内包含电缆和信号传输线，水下无人潜航器通过电缆与岸上的电源连接，电源提供水下无人潜航器电能，供水下无人潜航器工作，控制模块通过信号传输线与控制台连接，辅助接口上连接辅助装置，辅助装置包括机械臂、照明灯以及摄像头，照明灯为两个，对称安装在水下无人潜航器前端顶部，摄像头安装在水下无人潜航器前端的中间位置，机械臂安装在水下无人潜航器前端下部；安装在喷涂机放置于岸上，喷涂机上连接一根喷管，封堵材料利用喷涂机通过喷管进入渗漏部位的孔洞内；机械臂上安装钢刷或喷管；具体封堵步骤如下：

第一步，在水下无人潜航器的机械臂上安装钢刷，将水下无人潜航器放入水中，下潜至水下渗漏部位，用钢刷对渗漏部位表面附着的泥沙、树叶、树枝以及杂物进行清理，确保能从摄像头中清晰看到渗漏部位；

第二步，清理完成后，令水下无人潜航器浮出水面，把机械臂上的钢刷取下，将喷涂机上连接的喷管的前端安装在机械臂上，喷管前端超出机械臂5-15cm；

第三步，在喷涂机和喷管中灌满丙酮清洗液，即在喷涂机的进料口处放上丙酮清洗液的料筒，启动喷涂机，待喷管前端的出口喷出丙酮清洗液，关闭喷涂机；

第四步，将携带有喷管的水下无人潜航器重新放入水下，并下潜至渗漏部位，控制机械手将喷管前端放入渗漏部位的孔洞内，保持稳定；

第五步，待第四步完成后，调配封堵材料，取10质量分聚氨酯和1质量分叔胺催化剂倒入搅拌桶内，1分钟内搅拌均匀，避免聚氨酯材料材料与空气中的水分发生化学反应形成结块；

第六步，将调配好的封堵材料的搅拌桶连接在喷涂机的进料口处，启动喷涂机，

以2MPa的喷涂压力将封堵材料灌入渗漏部位的孔洞内，使得渗漏部位的孔洞内快速充满封堵材料；当封堵材料从渗漏部位的孔洞内溢出，即渗漏部位的孔洞内返浆液时，将喷涂压力降至1MPa，进行小流量出浆，并控制水下无人潜航器的机械臂将喷管前端抽出渗漏部位的孔洞，并在渗漏部位的孔洞表面往复喷涂，直至渗漏部位被封堵材料覆盖；

第七步，待封堵材料覆盖渗漏部位时，关闭喷涂机，取下装有封堵材料的搅拌桶，在喷涂机进料口上装上盛有丙酮清洗液的料筒，开启喷涂机，利用丙酮清洗液将喷涂机和喷管内的封堵材料排出，待喷管前端喷出丙酮清洗液时关闭喷涂机，回收水下无人潜航器，结束封堵施工。

所述的喷管前端安装有喷头，喷头直径不大于渗漏部位的孔洞的直径。

所述的第六步中，喷管前端在渗漏部位的孔洞表面往复喷涂过程中，喷管前端与孔洞表面的距离不超过1cm。

本发明的水库大坝渗漏水下无人封堵施工工艺，基于水下无人潜航器和喷涂机，引入聚氨酯为封堵材料，用于特定的工况下，解决特定的工程问题，填补了水下无人封堵施工的技术空白，具有风险低、效率高、成本低的特点，同时具有一定的快速应急特性，该发明的推广应用可创造一定的经济效益和社会效益，并已完成某水库大坝水下无人封堵工作，取得了良好的应用效。

附图说明

图1为本发明水下无人潜航器结构示意图。

其中，水下无人潜航器1，机械臂2，照明灯3，摄像头4。

具体实施方式

实施例1：一种水库大坝渗漏水下无人封堵施工工艺，利用水下无人封堵装置进行封堵，水下无人封堵装置包括水下无人潜航器1、喷涂机、封堵材料和钢刷，水下无人潜航器1用于水下作业，水下无人潜航器1包括控制台、脐带缆、控制模块、辅助接口、机械臂2、照明灯3和摄像头4，控制台放置在岸上，控制模块与辅助接口安装在水下无人潜航器1上，辅助接口与控制模块连接，脐带缆内包含电缆和信号传输线，水下无人潜航器1通过电缆与岸上的电源连接，电源提供水下无人潜航器1电能，供水下无人潜航器1工作，控制模块通过信号传输线与控制台连接，辅助接口上连接辅助装置，辅助装置包括机械臂2、照明灯3以及摄像头4，照明灯3为两个，对称安装在水下无人潜航器1前端顶部，摄像头4安装在水下无人潜航器1前端的中间位置，机械臂2安装在水下无人潜航器1前端下部；安装在喷涂机放置于岸上，喷涂机上连接一根喷管，封堵材料利用喷涂机通过喷管进入渗漏部位的孔洞内；机械臂2上安装钢刷或喷管；具体封堵步骤如下：

第一步，在水下无人潜航器1的机械臂2上安装钢刷，将水下无人潜航器1放入水中，下潜至水下渗漏部位，用钢刷对渗漏部位表面附着的泥沙、树叶、树枝以及杂物进行清理，确保能从摄像头4中清晰看到渗漏部位；

第二步，清理完成后，将水下无人潜航器1捞起，把机械臂2上的钢刷取下，将喷涂机上连接的喷管的前端安装在机械臂2上，喷管前端超出机械臂15cm；

第三步，在喷涂机和喷管中灌满丙酮清洗液，即在喷涂机的进料口处放上丙酮清洗液的料筒，启动喷涂机，待喷管前端的出口喷出丙酮清洗液，关闭喷涂机；

第四步，将携带有喷管的水下无人潜航器1重新放入水下，并下潜至渗漏部位，控制机械手将喷管前端放入渗漏部位的孔洞内，喷管前端安装有喷头，喷头直径不大于渗漏部位的孔洞的直径，保持稳定；

第五步，待第四步完成后，调配封堵材料，取10质量分聚氨酯和1质量分叔胺催化剂倒入搅拌桶内，1分钟内搅拌均匀，避免聚氨酯材料材料与空气中的水分发生化学反应形成结块；

第六步，将调配好的封堵材料的搅拌桶连接在喷涂机的进料口处，启动喷涂机，

以2MPa的喷涂压力将封堵材料灌入渗漏部位的孔洞内，使得渗漏部位的孔洞内快速充满封堵材料；当封堵材料从渗漏部位的孔洞内溢出，即渗漏部位的孔洞内返浆液时，将喷涂压力降至1MPa，进行小流量出浆，并控制水下无人潜航器1的机械臂2将喷管前端抽出渗漏部位的孔洞，喷管前端与孔洞表面的距离不超过1cm，并在渗漏部位的孔洞表面往复喷涂，直至渗漏部位被封堵材料覆盖；

第七步，待封堵材料覆盖渗漏部位时，关闭喷涂机，取下装有封堵材料的搅拌桶，在喷涂机进料口上装上盛有丙酮清洗液的料筒，开启喷涂机，利用丙酮清洗液将喷涂机和喷管内的封堵材料排出，待喷管前端喷出丙酮清洗液时关闭喷涂机，回收水下无人潜航器1，结束封堵施工。

上述的水下无人潜航器1采用天津深之蓝海洋设备科技有限公司的江豚IV水下无人潜航器1。

Claims (3)

1.一种水库大坝渗漏水下无人封堵施工工艺，其特征在于该封堵施工工艺利用水下无人封堵装置进行封堵，水下无人封堵装置包括水下无人潜航器（1）、喷涂机、封堵材料和钢刷，水下无人潜航器（1）用于水下作业，水下无人潜航器（1）包括控制台、脐带缆、控制模块、辅助接口、机械臂（2）、照明灯（3）和摄像头（4），控制台放置在岸上，控制模块与辅助接口安装在水下无人潜航器（1）上，辅助接口与控制模块连接，脐带缆内包含电缆和信号传输线，水下无人潜航器（1）通过电缆与岸上的电源连接，电源提供水下无人潜航器（1）电能，供水下无人潜航器（1）工作，控制模块通过信号传输线与控制台连接，辅助接口上连接辅助装置，辅助装置包括机械臂（2）、照明灯（3）以及摄像头（4），照明灯（3）为两个，对称安装在水下无人潜航器（1）前端顶部，摄像头（4）安装在水下无人潜航器（1）前端的中间位置，机械臂（2）安装在水下无人潜航器（1）前端下部；安装在喷涂机放置于岸上，喷涂机上连接一根喷管，封堵材料利用喷涂机通过喷管进入渗漏部位的孔洞内；机械臂（2）上安装钢刷或喷管；具体封堵步骤如下：

第一步，在水下无人潜航器（1）的机械臂（2）上安装钢刷，将水下无人潜航器（1）放入水中，下潜至水下渗漏部位，用钢刷对渗漏部位表面附着的泥沙、树叶、树枝以及杂物进行清理，确保能从摄像头（4）中清晰看到渗漏部位；

第二步，清理完成后，令水下无人潜航器（1）浮出水面，把机械臂（2）上的钢刷取下，将喷涂机上连接的喷管的前端安装在机械臂（2）上，喷管前端超出机械臂（2）5-15cm；

第三步，在喷涂机和喷管中灌满丙酮清洗液，即在喷涂机的进料口处放上丙酮清洗液的料筒，启动喷涂机，待喷管前端的出口喷出丙酮清洗液，关闭喷涂机；

第四步，将携带有喷管的水下无人潜航器（1）重新放入水下，并下潜至渗漏部位，控制机械手将喷管前端放入渗漏部位的孔洞内，保持稳定；

第五步，待第四步完成后，调配封堵材料，取10质量分聚氨酯和1质量分叔胺催化剂倒入搅拌桶内，1分钟内搅拌均匀，避免聚氨酯材料材料与空气中的水分发生化学反应形成结块；

第六步，将调配好的封堵材料的搅拌桶连接在喷涂机的进料口处，启动喷涂机，

以2MPa的喷涂压力将封堵材料灌入渗漏部位的孔洞内，使得渗漏部位的孔洞内快速充满封堵材料；当封堵材料从渗漏部位的孔洞内溢出，即渗漏部位的孔洞内返浆液时，将喷涂压力降至1MPa，进行小流量出浆，并控制水下无人潜航器（1）的机械臂（2）将喷管前端抽出渗漏部位的孔洞，并在渗漏部位的孔洞表面往复喷涂，直至渗漏部位被封堵材料覆盖；

第七步，待封堵材料覆盖渗漏部位时，关闭喷涂机，取下装有封堵材料的搅拌桶，在喷涂机进料口上装上盛有丙酮清洗液的料筒，开启喷涂机，利用丙酮清洗液将喷涂机和喷管内的封堵材料排出，待喷管前端喷出丙酮清洗液时关闭喷涂机，回收水下无人潜航器（1），结束封堵施工。

2.如权利要求1所述的水库大坝渗漏水下无人封堵施工工艺，其特征在于所述的喷管前端安装有喷头，喷头直径不大于渗漏部位的孔洞的直径。

3.如权利要求1所述的水库大坝渗漏水下无人封堵施工工艺，其特征在于所述的第六步中，喷管前端在渗漏部位的孔洞表面往复喷涂过程中，喷管前端与孔洞表面的距离不超过1cm。

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