CN114658014A - 适用于水下干燥环境作业装备的组合式止水方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于水下干燥环境作业装备的组合式止水方法,该方法的实现主要依赖于组合式止水本方法中的组合式止水系统,该系统依附于水下干燥环境作业装备。系统主要包括:远程智能控制终端、液压站、排气阀、单向排水止逆阀、排水管、真空泵、抽水仓透水孔、抽水仓、加强支撑板、抽水泵、抽水仓进水孔、止水屏障、止水压板、阻塞仓电磁阀门、灌浆仓电磁阀门、伸缩型止水屏障、阻塞仓液压油缸、灌浆仓液压油缸、水下混凝土灌浆仓、阻塞仓等。本发明方法创造性地将常规止水屏障、真空式抽水仓抽水、浆料封堵,以及水下灌浆等多种方式进行组合,多种止水方法协同发挥作用,使得最终发挥的止水效果更加优良,为水下干燥环境作业装备实现干地作业提供技术条件。

Description

适用于水下干燥环境作业装备的组合式止水方法
技术领域
本发明涉及水利工程枢纽安全除险加固技术领域,更具体地说是一种适用于水下混凝土 接触面干室舱修复装备的组合式智能止水方法。
背景技术
对于水利工程枢纽的安全问题一直是国家、社会和人民极为关注的问题,其能否安全稳 定运行,是对发电、防洪及灌溉等功能的良好发挥的重要保障,要实施防洪提升工程,解决 防汛薄弱环节,加强水利枢纽工程的除险加固工作及研究,提高水利工程的防洪减灾功能。
水利工程的泄洪消能建筑物主要包括溢流坝(道)、水垫塘、泄流洞、水工闸门等,这些 建筑物在水电站运行泄洪时,承受了巨大的高速水流冲击力,其混凝土底板非常容易发生冲 刷、空蚀、磨蚀、振动损伤、底板劈裂和断裂等破坏。在底板遭到破坏之后,巨大的水流冲 击会不断的淘刷建筑物基础,严重的会直接破坏坝基。据统计,国内外有近40%水利工程的 泄洪消能建筑物发生过不同程度的破坏。并且在工程实践中,泄流结构一旦发生破坏,对整 个水利工程的安全运行是一个巨大的隐患,随着基础的不断淘刷,极易引发溃坝等重大安全 事故,也将严重威胁下游城市和人民的生命与财产安全。
在已有的研究与工程实践中,对于遭受破坏的消力池底板的修复方式,多采用两种修复 方式:干地作业修复、直接水下修复。但这两种修复方式的均存在较大缺点。干地作业修复 需要将消力池内的水全部抽排出去,耗时长且成本巨大;直接水下修复需水下处理破坏面, 技术难度大,成本高,且处理效果欠佳。因此本研究团队提出水下混凝土破损干地修复装备, 该装备可创造局部的干地环境,很好的解决了上述两种现有技术的不足问题。
然而,创造局部干地环境需要做好修复装备与水下混凝土之间的密封,如何做好止水是 技术难题。在现有的技术应用中,多采用橡胶止水或橡胶气垫止水,这种技术在水工闸门上 被大量采用,也获得了较好的止水效果。但由于水工闸门的工作环境与修复装备的工作环境 不同,水工闸门的止水接触面是光滑的钢板面,而水下修复装备的接触面是非光滑的混凝土 面,单纯采用橡胶止水会存在无法完全密封的问题,会有部分水透过橡胶止水进入修复装备 内,造成创造干燥施工条件的困难。采用单一的止水方法,往往无法达到良好的止水效果。 单纯采用橡胶止水与非光滑的混凝土面接触止水,会存在无法完全密封的问题,会有部分水 透过橡胶止水,进而进入修复装备内,造成创造干地施工条件的困难使得水下修复装备的实 用性和适用性大大大打折扣。
发明内容
为了解决现有技术中的问题,本发明提供一种适用于水下干燥环境作业装备的组合式止 水方法,解决现有技术中单一橡胶止水与非光滑的混凝土接触面无法完全密封的问题。
本发明技术方案为:
一种适用于水下干燥环境作业装备的组合式止水方法,包括以下步骤:
(1)适用于水下干燥环境作业装备的组合式止水系统和水下干燥环境作业装备组合后, 进行修复地点定点整体下沉,橡胶止水初步止水;所述适用于水下干燥环境作业装备的组合 式止水系统,依附于水下干燥环境作业装备,是水下干燥环境作业装备的止水屏障;本系统 主要包括:依次布置于系统内上部的远程智能控制终端、液压站、第一级真空泵、第二级真 空泵、第三级真空泵,和依次布置于系统内中部的第一级抽水仓、第二级抽水仓、第三级抽 水仓、第三级阻塞浆料仓、第二级阻塞浆料仓、第一级阻塞浆料仓、灌浆仓,以及依次布置 于系统下部的第一止水屏障、第一级抽水仓进水孔、第二级抽水仓进水孔、第三级抽水仓进 水孔、第二止水屏障、第三级阻塞仓电磁阀门、第二级阻塞仓电磁阀门、第一级阻塞仓电磁 阀门、第三止水屏障、灌浆仓电磁阀门、第四止水屏障、伸缩型止水屏障、第五止水屏障; 其中,第一止水屏障、第二止水屏障、第三止水屏障、第四止水屏障及第五止水屏障均由止 水压板固定于组合式止水系统的底部;此外,第一级抽水仓进水孔、第二级抽水仓进水孔、 第三级抽水仓进水孔分别布置于第一级抽水仓、第二级抽水仓、第三级抽水仓的底部;再者, 水下混凝土灌浆仓、第一级阻塞仓、第二级阻塞仓和第三级阻塞浆仓上部分别安装有灌浆仓 液压油缸、第一级阻塞仓液压油缸、第二级阻塞仓液压油缸及第三级阻塞仓液压油缸,下部 分别与第一级阻塞仓电磁阀门、第二级阻塞仓电磁阀门、第三级阻塞仓电磁阀门和灌浆仓电 磁阀门相连。
(2)水下干燥环境作业装备内抽水,抽水仓、止水屏障、阻塞浆料、灌浆料协同封堵水 流,为水下干燥环境作业装备内创造干地作业环境提供条件。
所述的远程智能控制终端,内部安装有微型计算机、远程摄像头、水下信号传输器,以 及卫星定位系统设备,与外界操控中心进行信息交互,根据外界操控中心的具体指令,向液 压油站、第一级真空泵、第二级真空泵、第三级真空泵、第一级抽水泵、第二级抽水泵、第 三级抽水泵、第一级阻塞仓电磁阀门、第二级阻塞仓电磁阀门、第三级阻塞仓电磁阀门、灌 浆仓电磁阀门、第一级阻塞仓液压油缸、第二级阻塞仓液压油缸、第三级阻塞仓液压油缸、 灌浆仓液压油缸发送控制指令。
所述的第一级抽水仓、第二级抽水仓、第三级抽水仓,内部分别布设有第一级抽水泵、 第二级抽水泵、第三级抽水泵,并且为保障其强度及稳定性,布设加强支撑板,加强支撑板 上开设有第一级抽水仓透水孔、第二级抽水仓透水孔、第三级抽水仓透水孔;其整体的主要 作用是最大限度的抽取渗漏过第一止水屏障的水,并将其排至外界水体中,从而有效减少整 体的渗漏水量;具体可阐述为:在渗漏水透过第一止水屏障后,开启第一级真空泵、第二级 真空泵、第三级真空泵,保证各级抽水仓内的负压环境,较大限度迫使渗漏水流入各级抽水 仓内,进而第一级抽水泵、第二级抽水泵、第三级抽水泵将渗漏水分别通过第一级排水管、 第二级排水管、第三级排水管排至外界水体中;并且第一级排水管、第二级排水管、第三级 排水管上分别安装有第一级单向排水止逆阀、第二级单向排水止逆阀、第三级单向排水止逆 阀,防止外界水倒流会系统内部;此外,第一级真空泵、第二级真空泵、第三级真空泵在过 程中产生的气体,通过排气阀排至外界,保证系统上部的常规气压;该过程多者协同发挥作 用,进行初期的止排水工作。
所述的在适用于水下干燥环境作业装备的组合式止水系统下部依次布置的第一止水屏 障、第二止水屏障、第三止水屏障、第四止水屏障、第五止水屏障,其功能是抵消较大的外 部水压力,阻挡较大部分的外界渗透水,并作为阻塞浆料和灌浆料的主要拦截屏障,使阻塞 浆料和灌浆料更易发挥封水作用;此外,在止水屏障的材料和形式上,第一止水屏障可采用 但不局限于P型橡胶止水,第二止水屏障可采用但不局限于Ω型橡胶止水,第三止水屏障可 采用但不局限于柔性膜袋止水,第四止水屏障和第五止水屏障可采用但不局限于I型橡胶止 水。
所述的水下混凝土灌浆仓、第一级阻塞仓、第二级阻塞仓、第三级阻塞浆,内部分别装 有水下混凝土灌浆料、粗颗粒阻塞浆料、中颗粒阻塞浆料、细颗粒阻塞浆料;粗颗粒阻塞浆 料、中颗粒阻塞浆料、细颗粒阻塞浆料均是分别由较粗颗粒、中等颗粒、细颗粒与水下凝胶 混合而成具有一定流动性的浆料,三者的作用是分级阻塞止水屏障后的渗漏通道,封堵透过 第一止水屏障和第二止水屏障的水,最大限度的在第三止水屏障前,封堵、减少渗透水;此 外,水下混凝土灌浆料可采用但不限于水下环氧型混凝土等,其具有一定的流动性,具有在 水下凝结快,且凝结后具有一定强度的特点,其作用是彻底封堵渗透通道,保障无渗透水进 入水下干燥环境作业装备。
所述较粗颗粒包括较大砾石、卵石,中等颗粒包括中等砾石、卵石、砂料,细颗粒包括 细砂、沙土。
所述步骤(1)具体包括:
①适用于水下干燥环境作业装备的组合式止水系统和水下干燥环境作业装备运输至修复 现场,并预先将各类部件、阻塞浆料及灌浆料装至组合式止水系统中;之后,通过螺栓连接 或焊接方式,将二者组装成一个整体;然后,通过吊运或浮运方式运至修复地点,待各类装 备准备就绪后,将装置缓慢沉入水下,在这一过程中,各级电磁阀门,包括第一级阻塞仓电 磁阀门、第二级阻塞仓电磁阀门、第三级阻塞仓电磁阀门及灌浆仓电磁阀门均处于初始关闭 状态;
②在沉放过程中,通过远程智能控制终端中的卫星定位系统进行精准定位,将适用于水 下干燥环境作业装备的组合式止水系统和水下干燥环境作业装备组合后的整体精准沉放至预 定需修复位置;此时,第一止水屏障、第二止水屏障、第三止水屏障、第四止水屏障受水下 干燥环境作业装备自重及水压力作用而被压缩,待止水被压缩至预定压缩量后,进行下一步 的准备工作。
所述步骤(2)具体包括:
①完成了第(1)步操作之后,止水已被压缩至了预定压缩量,且此时整个装备也已处于 稳定状态;进行水下干燥环境作业装备内的抽水步骤,随着水下干燥环境作业装备内的水不 断减少,逐步形成内外水压差,而受外在水压力的胁迫作用,第一止水屏障、第二止水屏障、 第三止水屏障、第四止水屏障会进一步压缩变形,同时,也会有部分水通过止水屏障与混凝 土接触面之间的通道、缝隙等渗流至水下干燥环境作业装备内部;
②待水下干燥环境作业装备内的水抽取殆尽时,外界操控中心向远程智能控制终端发送 指令,启动第一级抽水泵、第二级抽水泵、第三级抽水泵,抽取渗漏过第一止水屏障的水, 从而有效减少渗漏水量,过程中根据渗漏水量大小的实际情况确定开启抽水泵的数量,与此 同时,开启第一级真空泵、第二级真空泵、第三级真空泵,保证各级抽水仓内的负压环境, 较大限度迫使渗漏水吸引至各级抽水仓内,进而由抽水泵排出;
待抽水泵平稳控制渗漏水量之后,启动液压站,并打开第一级阻塞仓电磁阀门,液压站 促使第一级阻塞仓液压油缸推出粗颗粒阻塞浆料,在第三止水屏障之前形成初步封水骨架; 完成上一步之后,远程智能控制终端打开第二级阻塞仓电磁阀门,液压站促使第二级阻塞仓 液压油缸推出中颗粒阻塞浆料,在粗颗粒阻塞浆料形成的初步封水骨架之前进一步覆盖渗水 通道;再之后,远程智能控制终端打开第三级阻塞仓电磁阀门,液压站促使第三级阻塞仓液 压油缸推出细颗粒阻塞浆料,在粗颗粒阻塞浆料和中颗粒阻塞浆料形成的封水材料之前,近 乎全面地封堵了渗水通道;
待阻塞浆料阻塞完成后,远程智能控制终端打开灌浆仓电磁阀门,液压站促使灌浆仓液 压油缸推出水下混凝土灌浆料,彻底封堵渗漏通道,进而保障无渗透水进入水下干燥环境作 业装备;
③由于抽水仓、止水屏障、阻塞浆料及灌浆料的共同作用,止水与混凝土间的通道、缝 隙被全部封堵,水流无法渗漏至水下干燥环境作业装备内,为在水下各种作业创建干燥施工 环境条件提供了良好的保证条件和充足时间。
与已有技术相比,本发明的有益效果体现在:
本发明方法创造性地将常规止水屏障、真空式抽水仓抽水、浆料封堵,以及水下灌浆等 多种方式进行组合,多种止水方法协同发挥作用,使得最终发挥的止水效果更加优良。
本发明方法较好的弥补了单一方法与非光滑的混凝土接触面密封效果不好的问题,能够 完全阻塞止水与混凝土间的渗漏通道,最大限度的减少了进入水下混凝土破损干地修复装备 本体内的水,可为水下干室舱修复装备实现干地作业提供技术条件。
本发明方法的核心思想是抽水、止水屏障、阻塞浆料及灌浆料多种方法相组合,进行止 水屏障初期止水,抽水仓进一步抽水,之后阻塞浆料及灌浆料完全封堵渗漏通道,多种组合 型止水方法与阻塞、灌浆料协同发挥作用,完成最终的止水效果。本发明系统可以较好的弥 补单一橡胶止水与非光滑的混凝土接触面无法完全密封的问题,能够阻塞止水与混凝土间的 渗漏通道,很大程度上减少了进入水下混凝土破损干地修复装备本体内的水,可使水下混凝 土破损干地修复装备实现干地作业,为水下干室舱修复装备的功能发挥保驾护航。助力水工 建筑物除险加固,保障水利枢纽工程的长期安全运行。
附图说明
图1为适用于水下干燥环境作业装备的组合式止水系统正剖视图;
图2为适用于水下干燥环境作业装备的组合式止水系统和水下干燥环境作业装备整体正 视图;
图3为适用于水下干燥环境作业装备的组合式止水系统和水下干燥环境作业装备整体俯 视图;
图4为适用于水下干燥环境作业装备的组合式止水系统和水下干燥环境作业装备整体 A-A剖面图;
图5为适用于水下干燥环境作业装备的组合式止水系统和水下干燥环境作业装备整体 B-B剖面图;
图6为适用于水下干燥环境作业装备的组合式止水系统和水下干燥环境作业装备整体 C-C剖面图;
图中标号:1适用于水下干燥环境作业装备的组合式止水系统,2水下干燥环境作业装 备,3混凝土底板,4需修复位置,5远程智能控制终端,6液压站,7排气阀,8-1第一级单向排水止逆阀,8-2第二级单向排水止逆阀,8-3第三级单向排水止逆阀,9-1第一级排水管,9-2第二级排水管,9-3第三级排水管,10-1第一级真空泵,10-2第二级真空泵,10-3 第三级真空泵,11-1第一级抽水仓透水孔,11-2第二级抽水仓透水孔,11-3第三级抽水仓 透水孔,12-1第一级抽水仓,12-2第二级抽水仓,12-3第三级抽水仓,13加强支撑板,14-1 第一级抽水泵,14-2第二级抽水泵,14-3第三级抽水泵,15-1第一级抽水仓进水孔,15-2第 二级抽水仓进水孔,15-3第三级抽水仓进水孔,16第一止水屏障,17止水压板,18第二止 水屏障,19-1第一级阻塞仓电磁阀门,19-2第二级阻塞仓电磁阀门,19-3第三级阻塞仓电 磁阀门,20第三止水屏障,21灌浆仓电磁阀门,22第四止水屏障,23伸缩型止水屏障,24 第五止水屏障,25-1第一级阻塞仓液压油缸,25-2第二级阻塞仓液压油缸,25-3第三级阻 塞仓液压油缸,26灌浆仓液压油缸,27水下混凝土灌浆仓,28-1第一级阻塞仓28-1,28-2第 二级阻塞仓,28-3第三级阻塞浆。
具体实施方式
如图1所示,适用于水下干燥环境作业装备的组合式止水系统,包括远程智能控制终端 5、液压站6、排气阀7、第一级单向排水止逆阀8-1、第二级单向排水止逆阀8-2、第三级单 向排水止逆阀8-3、第一级排水管9-1、第二级排水管9-2、第三级排水管9-3、第一级真空泵 10-1、第二级真空泵10-2、第三级真空泵10-3、第一级抽水仓透水孔11-1、第二级抽水仓透 水孔11-2、第三级抽水仓透水孔11-3、第一级抽水仓12-1、第二级抽水仓12-2、第三级抽水 仓12-3、加强支撑板13、第一级抽水泵14-1、第二级抽水泵14-2、第三级抽水泵14-3、第一 级抽水仓进水孔15-1、第二级抽水仓进水孔15-2、第三级抽水仓进水孔15-3、第一止水屏障 16、止水压板17、第二止水屏障18、第一级阻塞仓电磁阀门19-1、第二级阻塞仓电磁阀门19-2、第三级阻塞仓电磁阀门19-3、第三止水屏障20、灌浆仓电磁阀门21、第四止水屏障22、伸缩型止水屏障23、第五止水屏障24、第一级阻塞仓液压油缸25-1、第二级阻塞仓液压油缸25-2、第三级阻塞仓液压油缸25-3、灌浆仓液压油缸26、水下混凝土灌浆仓27、第一 级阻塞仓28-1、第二级阻塞仓28-2、第三级阻塞浆28-3。此外,远程智能控制终端5、液压 站6、第一级真空泵10-1、第二级真空泵10-2、第三级真空泵10-3均布设于适用于水下干燥 环境作业装备的组合式止水系统1的内上部;并且,在适用于水下干燥环境作业装备的组合 式止水系统1的内下部由外向内依次布置第一止水屏障16、第一级抽水仓12-1、第二级抽水仓12-2、第三级抽水仓12-3、第二止水屏障18、第三级阻塞浆料仓28-3、第二级阻塞浆料仓28-2、第一级阻塞浆料仓28-1、第三止水屏障20、灌浆仓27、第四止水屏障22。
如图2所示,适用于水下干燥环境作业装备的组合式止水系统1依附于水下干燥环境作 业装备2,是水下干燥环境作业装备的止水屏障;二者可采用螺栓和焊接等方式连接构造为 整体,水水下干燥环境作业装备2构造包括但不局限于一种形式。
如图3、4所示,单个液压油站6、远程智能控制终端5及真空泵形成组合,分区块布置 于组合式止水系统内部。形成的组合,为其下部抽水泵、液压油缸等提供动力源。
如图5、6所示,抽水仓、阻塞仓及灌浆仓均采用钢板按区块功能分隔开,分别主要用于 容纳各级抽水管、各级液压油缸和各类阻塞、灌浆浆料,每级抽水管、液压油缸均可独立工 作。
本发明系统的止水技术方法总体步骤为:
适用于水下干燥环境作业装备的组合式止水系统1和水下干燥环境作业装备2组合后, 进行修复地点定点整体下沉,橡胶止水初步止水。
①适用于水下干燥环境作业装备的组合式止水系统1和水下干燥环境作业装备2运输至 修复现场,并预先将各类部件、阻塞浆料及灌浆料装至组合式止水系统中;之后,通过螺栓 连接或焊接等方式,将二者组装成一个整体。然后,通过吊运或浮运等方式运至修复地点, 待各类装备准备就绪后,将装置缓慢沉入水下,在这一过程中,各级电磁阀门(第一级阻塞 仓电磁阀门19-1、第二级阻塞仓电磁阀门19-2、第三级阻塞仓电磁阀门19-3及灌浆仓电磁阀 门21)均处于初始关闭状态;
②在沉放过程中,通过远程智能控制终端4中的卫星定位系统进行精准定位,将适用于 水下干燥环境作业装备的组合式止水系统1和水下干燥环境作业装备2组合后的整体精准沉 放至预定需修复位置4。此时,止水屏障(第一止水屏障16、第二止水屏障18、第三止水屏 障20、第四止水屏障22)受水下干燥环境作业装备自重及水压力作用而被压缩,待止水被压 缩至预定压缩量后,进行第(2)步的准备工作。
(2)水下干燥环境作业装备2内抽水,抽水仓、止水屏障、阻塞浆料、灌浆料协同封堵 水流,为水下干燥环境作业装备2内创造干地作业环境提供条件。
①完成了第(1)步操作之后,止水已被压缩至了预定压缩量,且此时整个装备也已处于 稳定状态。进行水下干燥环境作业装备2内的水步骤,随着水下干燥环境作业装备2内的水 不断减少,逐步形成内外水压差,而受外在水压力的胁迫作用,止水屏障(第一止水屏障16、 第二止水屏障18、第三止水屏障20、第四止水屏障22)会进一步压缩变形,同时,也可能 会有部分水通过止水屏障与混凝土接触面之间的通道、缝隙等渗流至水下干燥环境作业装备 2内部。
②待水下干燥环境作业装备2内的水抽取殆尽时,外界操控中心向远程智能控制终端5 发送指令,启动第一级抽水泵14-1、第二级抽水泵14-2、第三级抽水泵14-3,抽取渗漏过第 一止水屏障16的水,从而有效减少渗漏水量,过程中可根据渗漏水量大小的实际情况确定开 启抽水泵的数量,与此同时,开启第一级真空泵10-1、第二级真空泵10-2、第三级真空泵10-3, 保证各级抽水仓内的负压环境,较大限度迫使渗漏水流至各级抽水仓内,进而由抽水泵排出。
待抽水泵平稳控制渗漏水量之后,启动液压站6,并打开第一级阻塞仓电磁阀门19-1, 液压站6促使第一级阻塞仓液压油缸25-1推出粗颗粒阻塞浆料,在第三止水屏障20之前形 成初步封水骨架;完成上一步之后,远程智能控制终端5打开第二级阻塞仓电磁阀门19-2, 液压站6促使第二级阻塞仓液压油缸25-2推出中颗粒阻塞浆料,在粗颗粒阻塞浆料形成的初 步封水骨架之前进一步覆盖渗水通道;再之后,远程智能控制终端5打开第三级阻塞仓电磁 阀门19-3,液压站6促使第三级阻塞仓液压油缸25-3推出细颗粒阻塞浆料,在粗颗粒阻塞浆 料和中颗粒阻塞浆料形成的封水材料之前,近乎全面的封堵了渗水通道。
待阻塞浆料阻塞完成后,远程智能控制终端5打开灌浆仓电磁阀门21,液压站6促使灌 浆仓液压油缸26推出水下混凝土灌浆料,彻底封堵渗漏通道,进而保障无渗透水进入水下干 燥环境作业装备
③由于抽水仓、止水屏障、阻塞浆料及灌浆料的共同作用,止水与混凝土间的通道、缝 隙被全部封堵,水流无法渗漏至水下干燥环境作业装备2内,为在水下各种作业创建干燥施 工环境条件提供了良好的保证条件和充足时间。
上述各类装置中所用的方法或布置形式,不仅局限于某种方法或形式,其他任何可应用 本发明原理或在本发明的基础上,更改其中各类装置中所用方法或布置形式的技术,均属本 系统技术范畴,均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.适用于水下干燥环境作业装备的组合式止水方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)适用于水下干燥环境作业装备的组合式止水系统和水下干燥环境作业装备组合后,进行修复地点定点整体下沉,橡胶止水初步止水;所述适用于水下干燥环境作业装备的组合式止水系统依附于水下干燥环境作业装备,是水下干燥环境作业装备的止水屏障;主要包括:依次布置于系统内上部的远程智能控制终端、液压站、第一级真空泵、第二级真空泵、第三级真空泵,和依次布置于系统内中部的第一级抽水仓、第二级抽水仓、第三级抽水仓、第三级阻塞浆料仓、第二级阻塞浆料仓、第一级阻塞浆料仓、灌浆仓,以及依次布置于系统下部的第一止水屏障、第一级抽水仓进水孔、第二级抽水仓进水孔、第三级抽水仓进水孔、第二止水屏障、第三级阻塞仓电磁阀门、第二级阻塞仓电磁阀门、第一级阻塞仓电磁阀门、第三止水屏障、灌浆仓电磁阀门、第四止水屏障、伸缩型止水屏障、第五止水屏障;其中,第一止水屏障、第二止水屏障、第三止水屏障、第四止水屏障及第五止水屏障均由止水压板固定于组合式止水系统的底部;此外,第一级抽水仓进水孔、第二级抽水仓进水孔、第三级抽水仓进水孔分别布置于第一级抽水仓、第二级抽水仓、第三级抽水仓的底部;再者,水下混凝土灌浆仓、第一级阻塞仓、第二级阻塞仓和第三级阻塞浆仓内上部分别安装有灌浆仓液压油缸、第一级阻塞仓液压油缸、第二级阻塞仓液压油缸及第三级阻塞仓液压油缸,下部分别与第一级阻塞仓电磁阀门、第二级阻塞仓电磁阀门、第三级阻塞仓电磁阀门和灌浆仓电磁阀门相连;
(2)水下干燥环境作业装备内抽水,抽水仓、止水屏障、阻塞浆料、灌浆料协同封堵水流,为水下干燥环境作业装备内创造干地作业环境提供条件。
2.根据权利要求1所述的适用于水下干燥环境作业装备的组合式止水方法,其特征在于:所述的远程智能控制终端,内部安装有微型计算机、远程摄像头、水下信号传输器,以及卫星定位系统设备,与外界操控中心进行信息交互,根据外界操控中心的具体指令,向液压油站、第一级真空泵、第二级真空泵、第三级真空泵、第一级抽水泵、第二级抽水泵、第三级抽水泵、第一级阻塞仓电磁阀门、第二级阻塞仓电磁阀门、第三级阻塞仓电磁阀门、灌浆仓电磁阀门、第一级阻塞仓液压油缸、第二级阻塞仓液压油缸、第三级阻塞仓液压油缸、灌浆仓液压油缸发送控制指令。
3.根据权利要求1所述的适用于水下干燥环境作业装备的组合式止水方法,其特征在于:所述的第一级抽水仓、第二级抽水仓、第三级抽水仓,内部分别布设有第一级抽水泵、第二级抽水泵、第三级抽水泵,并且为保障其强度及稳定性,布设加强支撑板,加强支撑板上开设有第一级抽水仓透水孔、第二级抽水仓透水孔、第三级抽水仓透水孔;其整体的主要作用是最大限度的抽取渗漏过第一止水屏障的水,并将其排至外界水体中,从而有效减少整体的渗漏水量;具体可阐述为:在渗漏水透过第一止水屏障后,开启第一级真空泵、第二级真空泵、第三级真空泵,保证各级抽水仓内的负压环境,较大限度迫使渗漏水流入各级抽水仓内,进而第一级抽水泵、第二级抽水泵、第三级抽水泵将渗漏水分别通过第一级排水管、第二级排水管、第三级排水管排至外界水体中;并且第一级排水管、第二级排水管、第三级排水管上分别安装有第一级单向排水止逆阀、第二级单向排水止逆阀、第三级单向排水止逆阀,防止外界水倒流回系统内部;此外,第一级真空泵、第二级真空泵、第三级真空泵在过程中产生的气体,通过排气阀排至外界,保证系统上部的常压状态;整个过程过程多者协同发挥作用,进行初期的止排水工作。
4.根据权利要求1所述的适用于水下干燥环境作业装备的组合式止水方法,其特征在于:所述第一止水屏障采用P型橡胶止水,第二止水屏障采用Ω型橡胶止水,第三止水屏障采用柔性膜袋止水,第四止水屏障和第五止水屏障采用I型橡胶止水。
5.根据权利要求1所述的适用于水下干燥环境作业装备的组合式止水方法,其特征在于:所述的水下混凝土灌浆仓、第一级阻塞仓、第二级阻塞仓、第三级阻塞浆,内部分别装有水下混凝土灌浆料、粗颗粒阻塞浆料、中颗粒阻塞浆料、细颗粒阻塞浆料;粗颗粒阻塞浆料、中颗粒阻塞浆料、细颗粒阻塞浆料均是分别由较粗颗粒、中等颗粒、细颗粒与水下凝胶混合而成,且具有一定流动性的浆料;此外,水下混凝土灌浆料采用水下环氧型混凝土。
6.根据权利要求5所述的适用于水下干燥环境作业装备的组合式止水方法,其特征在于:所述较粗颗粒包括较大砾石、卵石,中等颗粒包括中等砾石、卵石、砂料,细颗粒包括细砂、沙土。
7.根据权利要求1所述的适用于水下干燥环境作业装备的组合式止水方法,其特征在于:所述步骤(1)具体包括:
①适用于水下干燥环境作业装备的组合式止水系统和水下干燥环境作业装备运输至修复现场,并预先将各类部件、阻塞浆料及灌浆料装至组合式止水系统中;之后,通过螺栓连接或焊接方式,将二者组装成一个整体;然后,通过吊运或浮运方式运至修复地点,待各类装备准备就绪后,将装置缓慢沉入水下,在这一过程中,各级电磁阀门,包括第一级阻塞仓电磁阀门、第二级阻塞仓电磁阀门、第三级阻塞仓电磁阀门及灌浆仓电磁阀门均处于初始关闭状态;
②在沉放过程中,通过远程智能控制终端中的卫星定位系统进行精准定位,将适用于水下干燥环境作业装备的组合式止水系统和水下干燥环境作业装备组合后的整体精准沉放至预定需修复位置;此时,第一止水屏障、第二止水屏障、第三止水屏障、第四止水屏障受水下干燥环境作业装备自重及水压力作用而被压缩,待止水被压缩至预定压缩量后,进行下一步的准备工作。
8.根据权利要求1所述的适用于水下干燥环境作业装备的组合式止水方法,其特征在于:所述步骤(2)具体包括:
①完成了第(1)步操作之后,止水已被压缩至了预定压缩量,且此时整个装备也已处于稳定状态;进行水下干燥环境作业装备内的抽水步骤,随着水下干燥环境作业装备内的水不断减少,逐步形成内外水压差,而受外在水压力的胁迫作用,第一止水屏障、第二止水屏障、第三止水屏障、第四止水屏障会进一步压缩变形,同时,也会有部分水通过止水屏障与混凝土接触面之间的通道、缝隙等渗流至水下干燥环境作业装备内部;
②待水下干燥环境作业装备内的水抽取殆尽时,外界操控中心向远程智能控制终端发送指令,启动第一级抽水泵、第二级抽水泵、第三级抽水泵,抽取渗漏过第一止水屏障的水,从而有效减少渗漏水量,过程中根据渗漏水量大小的实际情况确定开启抽水泵的数量,与此同时,开启第一级真空泵、第二级真空泵、第三级真空泵,保证各级抽水仓内的负压环境,较大限度迫使渗漏水吸引至各级抽水仓内,进而由抽水泵排出;
待抽水泵平稳控制渗漏水量之后,启动液压站,并打开第一级阻塞仓电磁阀门,液压站促使第一级阻塞仓液压油缸推出粗颗粒阻塞浆料,在第三止水屏障之前形成初步封水骨架;完成上一步之后,远程智能控制终端打开第二级阻塞仓电磁阀门,液压站促使第二级阻塞仓液压油缸推出中颗粒阻塞浆料,在粗颗粒阻塞浆料形成的初步封水骨架之前进一步覆盖渗水通道;再之后,远程智能控制终端打开第三级阻塞仓电磁阀门,液压站促使第三级阻塞仓液压油缸推出细颗粒阻塞浆料,在粗颗粒阻塞浆料和中颗粒阻塞浆料形成的封水材料之前,近乎全面地封堵了渗水通道;
待阻塞浆料阻塞完成后,远程智能控制终端打开灌浆仓电磁阀门,液压站促使灌浆仓液压油缸推出水下混凝土灌浆料,彻底封堵渗漏通道,进而保障无渗透水进入水下干燥环境作业装备;
③由于抽水仓、止水屏障、阻塞浆料及灌浆料的共同作用,止水与混凝土间的通道、缝隙被全部封堵,水流无法渗漏至水下干燥环境作业装备内,为在水下各种作业创建干燥施工环境条件提供了良好的保证条件和充足时间。
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