CN216893619U - 一种地下洞室的uhpc加固设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及城市地下人防工程施工技术领域，尤其是一种地下洞室的UHPC加固设备，包括搅拌泵送一体机、速凝剂泵、空压机和喷嘴，其中所述搅拌泵送一体机用于UHPC的搅拌及泵送，所述空压机用于提供UHPC的喷射压力，所述速凝剂泵用于同时泵送喷射UHPC的速凝剂，所述搅拌泵送一体机、所述速凝剂泵和所述空压机分别通过管路与所述喷嘴连接。本实用新型的优点是：可直接用于地下防空洞的墙、顶拱（或顶板）以及梁的喷射加固，可实现防空洞的快速加固；并且施工设备小巧、轻便，通过性好，能估适应狭小空间的快速施工。

Description

一种地下洞室的UHPC加固设备

技术领域

本实用新型涉及城市地下人防工程施工技术领域，尤其是一种地下洞室的UHPC加固设备，特别是应用于城市内老旧防空洞的加固。

背景技术

早期，人防工程是指20世纪六七十年代为保障战时人员与物质掩蔽、人民防空指挥、医疗救护而单独修建的地下工事，而且处于城市的优越地理位置。随着城市建设的不断发展，地下空间的不断开发，具有不可低估的商业开发利用价值。

但由于这些人防工程建造时间久远，建筑材料逐渐老化，导致结构性能逐渐衰退，致使其防护能力等使用价值减弱，还给地上建筑、道路等设施造成危害，一直困绕着人防事业的健康发展。

为进一步发挥这些人防工程的人防功能或者社会功能，需要对其进行加固。目前，地下老旧防空洞的加固主要有一下集中方法：

（1）植筋浇筑混凝土加固，即在防空洞原混凝土上经过钻孔并孔内注胶、植入钢筋，使基层混凝土与钢筋通过结构胶粘结在一起，然后支模浇注强度匹配的混凝土，将新、旧钢筋混凝土连接成整体。该方法一般用于墙体的加固。

（2）碳纤维加固，即在板、梁底部粘贴一定数量的碳纤维布或者碳纤维板材。该方法一般用于顶板或者梁的加固。

（3）挤密附加振动浇筑混凝土法,即通过横向收紧推动侧板将混凝土挤压到钢筋笼内并形成构件截面,通称“挤密法”。施工方法包括：a.在现有构件下表面弹线,放样出待浇构件的尺寸线和作为挤压控制的挤压板外边线以及出气管位置线；b.架立集料平台；c.安装出气管；d.上料(体积控制略多3%-5%)；e.安装挤压板(此时排浆孔先堵紧)、对拉螺栓；f.人工预推压；g.安装垫板,旋动螺母挤压；h.当混凝土从模板接缝中挤出浆液时, 拔出排浆孔中木塞, 同时插入电锤呈扇形搅动振捣；i.继续挤压并振动至原构件下表面处的所弹模板外边控制线；j.堵紧出气管口和用木塞塞紧排浆孔；k.按龄期拆模,拉出对拉螺栓(对拉螺栓可重复使用)。

采用上述方法进行防空洞加固时，存在如下缺点：

（1）植筋浇筑混凝土加固只能进行墙体的加固，无法实现顶板或者顶拱部位的加固，对于异形端面和狭小空间无法进行支模浇筑，具有较大的局限性，并且混凝土浇筑养护时间较长；

（2）碳纤维加固法，适用于顶板和梁的加固，但由于价格高昂，不适合进行大面积使用。

（3）挤密附加振动浇筑混凝土法可以进行顶板的加固，但对以顶拱形式为主的防空洞或者异形断面的加固，不仅难以支模，而且工艺复杂、设备多、工期长，难以在空间狭小的老旧防空洞内进行。

综上所述，目前城市地下防空洞的加固方法，以植筋浇筑混凝土、碳纤维加固和挤密附加振动浇筑混凝土法为主，均有一定的局限性，存在工艺复杂、设备多、工期长、施工成本高，不能实现一次性加固等问题。

发明内容

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种地下洞室的UHPC加固设备，通过UHPC喷射设备对地下洞室的加固基层进行UHPC快速喷射加固，能够快速凝结硬化、既是结构层又是保护层，能够实现防空洞内部结构的一次性快速加固。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种地下洞室的UHPC加固设备，其特征在于：包括搅拌泵送一体机、速凝剂泵、空压机和喷嘴，其中所述搅拌泵送一体机用于UHPC的搅拌及泵送，所述空压机用于提供UHPC的喷射压力，所述速凝剂泵用于同时泵送喷射UHPC的速凝剂，所述搅拌泵送一体机、所述速凝剂泵和所述空压机分别通过管路与所述喷嘴连接。

所述速凝剂泵集成在所述搅拌泵送一体机上。

各所述管路具有一定长度，其长度使所述搅拌泵送一体机、所述速凝剂泵以及所述空压机位于地面时，所述喷嘴可位于地下洞室内。

所述管路的长度与地下洞室的地面连通通道的长度相匹配。

本实用新型的优点是：

（1）采用具有超高强度、超高韧性的喷射UHPC进行加固，能够对地下洞室内的墙、顶拱（或者顶板）及梁等各种加固基层实现快速喷射加固；

（2）所用施工设备体积小、便于拆装和移动，占地面积小，适用于生活、商业、交通密集区等各类区域内的防空洞的喷射加固施工；

（3）喷射UHPC用于结构维修加固，UHPC既是结构保护层，也是结构加固层；

（4）喷射UHPC层能提供非常低渗透性的面层，可以不附加保护涂层；

（5）采用喷射UHPC加固时，由于UHPC具有良好的抗拉强度，可以不使用钢筋或钢筋网，大大简化施工过程，提高施工效率；

（6）喷射UHPC加固层厚度仅为30-50mm，不仅降低了施工成本，也最大限度的保留了防空洞内部有效空间，有利于加固后防空洞的后续开发使用。

附图说明

图1为本实用新型实施时的一种结构示意图；

图2为本实用新型实施时的一种结构示意图；

图3为本实用新型中预埋钢筋头与喷射层厚度示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-3所示，图中标记1-14分别表示为：防空洞1、地面建筑物2、喷射UHPC加固层3、搅拌泵送一体机4、混凝土管路5、空压机6、压缩空气管7、速凝剂泵8、速凝剂管9、喷嘴10、防空洞通道11、地面12、加固基层13、预埋钢筋头14。

实施例一：如图1所示，本实施例中地下洞室的UHPC加固设备用于对防空洞1进行加固，该防空洞1位于地面建筑物2的下方且该防空洞1具有与地面连通的防空洞通道11。本实施例可在不影响地面建筑物2的前提下，对防空洞1进行加固。

本实施例中的加固设备包括搅拌泵送一体机4、空压机6和速凝剂泵8，其中搅拌泵送一体机4用于喷射UHPC的搅拌及泵送，空压机6用于提供UHPC的喷射压力，速凝剂泵8用于同时泵送喷射UHPC的速凝剂。

在本实施例中，搅拌泵送一体机4可直接集成速凝剂泵8，同时对UHPC拌合料和速凝剂进行泵送并且流量可调。搅拌泵送一体机4和空压机6都具有体积小、移动便捷、可快速拆装等特点，并且搅拌泵送流量大，适用于狭小环境下的快速喷射施工。

搅拌泵送一体机4通过混凝土管路5与喷嘴10连接，速凝剂泵8通过速凝剂管9与喷嘴10连接，空压机6通过压缩空气管7与喷嘴10连接。其中，混凝土管路5、速凝剂管9和压缩空气管7的长度满足于各设备布置在地面上时，与各管路连接的喷嘴10可位于防空洞1内的要求。

具体而言，本实施例中的加固设备在使用时，包括以下步骤：

1）在靠近防空洞1的防空洞通道11处的地面12上布置搅拌泵送一体机4、空压机6和速凝剂泵8。

2）将混凝土管路5、速凝剂管9和压缩空气管7通过防空洞通道11连通至防空洞1内并与喷嘴10连接。

3）将防空洞1内待加固的加固基层凿除表面至露出骨料新面后，将表面凿毛；清除表面松动的骨料、浮块、浮渣、粉末，并用清洁的压力水或者压缩空气冲（吹）洗干净，避免松动的材料对加固质量的不良影响。

4）如图3所示，在加固基层13的表面埋设预埋钢筋头14，作为控制喷射UHPC加固层厚度的标高。预埋钢筋头14的露出长度一般为30-50mm，具体长度根据实际加固设计厚度确定。在本实施例中，在加固基层13上按1-5个/m²的数量且呈梅花桩状布置预埋钢筋头14；所埋设的若干预埋钢筋头14从点—线—面形成一个有效厚度控制网格平面，喷射UHPC施工时，喷射层覆盖预埋钢筋头14即认为其达到设计控制厚度。

5）对加固基层13表面喷淋湿润，并同时确保其表面充分湿润但无流动水。

6）将UHPC预混粉料、水、纤维按既定比例在搅拌泵送一体机4的搅拌机内搅拌一定时间，例如3-5min后，将拌合料卸入输送泵料斗内，依此开启空压机6、速凝剂泵8和搅拌泵送一体机4的混凝土输送泵，根据现场工况调整速凝剂与UHPC的比例，进行喷射UHPC加固施工。

喷射UHPC的力学性能指标为：抗压强度≥100MPa，抗折强度≥12MPa，抗拉强度≥5MPa；由于UHPC自身由于超高强度、超高韧性和超高耐久性的特点，进行喷射加固时的厚度一般在30-50mm，以形成较薄的加固层。

速凝剂可采用无碱速凝剂，其具有降低粉尘、减少喷射作业时的回弹、喷射UHPC强度稳定增长的功能。

7）进行喷射UHPC加固施工，喷射UHPC和速凝剂被同步泵送，压缩空气通过空压机6输送至喷嘴10处并与喷射UHPC和无碱速凝剂均匀混合后，喷射至加固基层13表面，快速凝固强化形成喷射UHPC加固层3。

在本实施例中，加固基层13的表面设置有预埋钢筋头14，该预埋钢筋头14除了用于控制喷射UHPC加固层3厚度的标高之外，其还可提高喷射UHPC加固层3和加固基层13的整体性和抗剪能力，从而进一步提高加固的加固基层13承受荷载的能力。

喷射UHPC加固层3既为加固基层13的结构保护层也为加固基层13的结构加固层，其中结构保护层是指，既有的加固基层13被保护于喷射UHPC加固层3的内部，其可完全避免后期地下水侵蚀、酸蚀等各种侵害，而结构加固层是指，喷射UHPC加固层3具有超高力学性能的特点，其力学性能显著大于既有的加固基层13时，当其与加固基层13经预埋连接头14与加固基层13连成整体后，两者可同时受力，从而实现该位置处的加固。

在喷射施工过程中，喷嘴10与作为作业面的加固基层13之间尽可能保持垂直，距离控制在0.3-0.5m。

8）喷射完成后，在加固基层13的表面进行喷雾增湿养护，养护时间为3天左右。

实施例二：如图2所示，本实施例相较于实施例一的不同之处在于：本实施例中的防空洞1的占地面积大于实施例一中防空洞的占地面积；因此，在本实施例中，UHPC喷射设备是运输至防空洞1内进行其喷射加固作业。相较于实施例一而言，由于本实施例中的喷射UHPC的泵送距离相对较短，因此在满足作业空间要求的情况下，本实施例可更为精确地控制喷射UHPC的加固作业过程，进一步保证喷射UHPC的加固质量。

虽然以上实施例已经参照附图对本实用新型目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本实用新型作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。

Claims (4)

1.一种地下洞室的UHPC加固设备，其特征在于：包括搅拌泵送一体机、速凝剂泵、空压机和喷嘴，其中所述搅拌泵送一体机用于UHPC的搅拌及泵送，所述空压机用于提供UHPC的喷射压力，所述速凝剂泵用于同时泵送喷射UHPC的速凝剂，所述搅拌泵送一体机、所述速凝剂泵和所述空压机分别通过管路与所述喷嘴连接。

2.根据权利要求1所述的一种地下洞室的UHPC加固设备，其特征在于：所述速凝剂泵集成在所述搅拌泵送一体机上。

3.根据权利要求1所述的一种地下洞室的UHPC加固设备，其特征在于：各所述管路具有一定长度，其长度使所述搅拌泵送一体机、所述速凝剂泵以及所述空压机位于地面时，所述喷嘴可位于地下洞室内。

4.根据权利要求3所述的一种地下洞室的UHPC加固设备，其特征在于：所述管路的长度与地下洞室的地面连通通道的长度相匹配。

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