CN217733982U - 超深防渗墙动态清孔装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超深防渗墙动态清孔装置，包括：用于下设在超深防渗墙槽孔内的多个预埋管、接头管、多个浇注导管；下设在相邻浇注导管之间的用于在混凝土浇注时对混凝土举升排浆的排浆排渣管具，其具有用于在浇注混凝土时对浇注混凝土的槽孔持续施加风力的风管，与地面通风设备相连接。本实用新型的装置，可对最深处超过180米的河坝进行防渗墙施工，在防渗墙施工中彻底清除混浆絮凝物与孔底废渣，保证清孔效果，避免出现堵管情况，使混凝土浇注可持续进行，防渗墙不会因混浆絮凝物胶结硬化而出现断墙现象。

Description

超深防渗墙动态清孔装置

技术领域

本实用新型涉及水利水电工程领域，尤其涉及一种超深防渗墙动态清孔装置。

背景技术

随着水利工程规模的逐步扩增，要求大坝整体防渗效果同步提升，导致防渗墙成墙深度的不断加深。防渗墙主要有成槽、清孔、下导管、接头管起拔、浇注几个工序，一般工程只注重成槽和浇注两个关键工序，而忽视了清孔环节。其实，清孔也是防渗墙的一个重要环节，清孔质量的好坏，直接影响防渗墙成墙质量。

清孔的目的是通过抽、换原槽孔内泥浆，使孔底泥浆的密度、粘度、含砂率等指标满足设计及规范要求；清除钻渣，减少孔底沉淀厚度，防止孔内存留废渣而影响整体浇注成墙质量。

但是，对砂卵石地层、深度超过100m甚至防渗墙最大深度大于150米甚至180米级(180 米级指大于180米)的工程来说，槽孔深，孔底沉淀多，清孔困难大，对设备要求极高，不能轻易提高抽吸功率，否则会对槽孔壁的稳定构成威胁。同时下设灌浆预埋管、导管等时间大幅延长，下设过程极易发生预埋管或定位架对槽孔墙壁的扰动，致使孔底泥皮、大块泥渣结合物增多，而孔底废渣清除不净，将导致混凝土浇注无法顺利进行，使得深槽段浇注不能连续进行，出现堵管现象，极大影响混凝土成墙质量。另外，由于槽孔太深，使得总体浇注时间长，混凝土接触面易形成混凝土与泥浆沉淀的结块，增加混凝土的浇注难度，使防渗墙墙体强度不合格，易发生坍塌事故。迄今为止，本领域内还没有对上述防渗墙施工的有效方案。

发明内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的问题，提供一种超深防渗墙动态清孔装置，可对最深处超过180米的河坝进行防渗墙施工，且在防渗墙施工中彻底清除孔底废渣，保证清孔效果，避免出现堵管情况，使得混凝土浇注可持续进行，防渗墙不会因交接层而出现断墙现象，避免防渗墙坍塌造成的重大工程质量事故。

为了实现上述目的，本实用新型的超深防渗墙动态清孔装置包括：用于下设在超深防渗墙槽孔内的多个预埋管、接头管、多个浇注导管；下设在相邻浇注导管之间的用于在混凝土浇注时对混凝土举升排浆的排浆排渣管具，其具有用于在浇注混凝土时对浇注混凝土的槽孔持续施加风力的风管，与地面通风设备相连接。

进一步的，所述排浆排渣管具还具有用于排出槽孔内浇注混凝土过程中由混凝土上层和泥浆形成的混浆絮凝物的排渣管。

其中，所述排渣管与所述风管固定连接在一起。

其中，所述排渣管底部距离已浇注的混凝土上表面15m～20cm。

进一步的，还包括用于使槽孔内的混凝土浇注面同步上升以保持一致性的混凝土快速浇注系统。

优选的，所述混凝土快速浇注系统包括：多个混凝土浇注设备；所述多个浇注导管，其每个浇注导管与多个浇注管设备的一个混凝土浇注设备对接；多个混凝土面探测器，其每个混凝土面探测器与一个浇注导管配对设置，用于测量每个浇注导管浇注的混凝土面的高度；连接多个混凝土面探测器的混凝土浇注控制器，用于根据每个混凝土面探测器探测的每个浇注导管浇注的混凝土面，对相应的混凝土浇注设备的混凝土浇注量进行控制，使每个混凝土浇注设备对接的浇注导管浇注的混凝土浇注面同步上升。

其中，所述混凝土浇注控制器包括：其输入端分别连接多个混凝土面探测器的混凝土面平整度计算模块，用于根据每个混凝土面探测器各自探测的混凝土面高度，得到各个浇注导管浇注区域的混凝土高度，计算每个浇注区域的混凝土高度与其平均值或中间值的差值；多个控制模块，每个控制模块接收相应的一个浇注区域的混凝土高度与其平均值或中间值的差值，并根据该差值生成一个混凝土浇注量调整指令，以控制相应的混凝土浇注设备调整其混凝土浇注量或浇注速度。

其中，每个控制模块将所接收的差值与预设阈值进行比较，若小于阈值，则不生成所述混凝土浇注量调整指令；反之，则生成所述混凝土浇注量调整指令。

其中，每个浇注导管包括：多个管体段；设置在每个管体段内的弹性内层；以及与所述弹性内层摩擦接触的球体。

其中，每个弹性内层至少设置一个球体位置传感器。

与现有技术相比，本实用新型的超深防渗墙动态清孔装置的有益效果体现在以下方面：

1、本实用新型的装置，可对最深处超过180米的砂卵石地层进行防渗墙施工，且在防渗墙施工中彻底清除孔底废渣，保证清孔效果，避免出现堵管情况，使得混凝土浇注可持续进行，防渗墙不会因交接层而出现断墙现象，避免防渗墙坍塌造成的重大工程质量事故。

2、本实用新型的装置，在浇注导管向槽孔内浇注混凝土的同时，通过风管施加的风力由上至下对浇注的混凝土持续举升排浆，使槽孔内混凝土上层与泥浆不会形成交接层，且混凝土浇注可以持续进行，使得形成的超深防渗墙无断墙现象，极大提高防渗墙成墙质量，提高施工效率，缩短施工周期。

3、本实用新型的装置，浇注混凝土时，可以使混凝土面连续匀速上升，在槽孔中快速形成防渗墙，且有效避免混凝土快速坠落导致的混凝土离析现象。

以下，结合各附图对本实用新型实施例进行描述。

附图说明

图1是本实用新型超深防渗墙动态清孔装置中排渣管与风管下设的示意图；

图2是本实用新型第一次清孔时的过程图；

图3是本实用新型第二次清孔时的过程图；

图4是本实用新型浇注混凝土过程中风管与排渣管起拔的过程图；

图5是本实用新型超深防渗墙动态清孔的流程图；

图6是本实用新型的快速防渗墙施工的示意图；

图7是本实用新型的用于在快速防渗墙施工中控制每个混凝土浇注设备的浇注量或浇注速度的控制原理图；

图8是显示了本实用新型的每个浇注导管结构的示意图；

图9是本实用新型控制混凝土缓慢充满每个浇注导管的控制原理图。

具体实施方式

作为土石坝基础工程中最重要的防渗设施之一，防渗墙对于保证大坝安全、减少库区渗漏具有重要作用，目前，国内对土石坝防渗墙施工时，最深处槽孔一般不超过100m，对于孔深超过100m甚至防渗墙最大深度超过150米甚至180米的工程来说，由于槽孔深度限制现有技术的应用，使得本领域研究人员急需提供在上述情况下防渗墙施工的有效方案，基于此，发明人提供一种可以在超深防渗墙施工时能够持续浇注混凝土、且浇注的混凝土不会因总体浇注时间长而与孔内泥浆沉淀形成的混浆凝絮物排出的装置，从而使形成的防渗墙不会出现断墙现象，极大提高防渗墙质量，并缩短施工周期。

本实用新型提供的超深防渗墙动态清孔装置包括：用于下设在超深防渗墙槽孔内的多个预埋管、接头管、多个浇注导管；下设在相邻浇注导管之间的用于在混凝土浇注时对混凝土举升排浆的排浆排渣管具，其具有用于在浇注混凝土时对浇注混凝土的槽孔持续施加风力的风管，与地面通风设备相连接。进一步的，排浆排渣管具还具有用于排出槽孔内浇注混凝土过程中由混凝土上层和泥浆形成的混浆絮凝物的排渣管，排渣管与风管固定连接在一起，且排渣管底部始终距离已浇注的混凝土上表面15m～20cm。

具体的，如图5所示，为采用本实用新型提供的超深防渗墙动态清孔装置进行动态清孔的流程图，其包括如下步骤：

超深防渗墙槽孔施工完成后，对槽孔进行清孔处理，并将多个预埋管、接头管、多个浇注导管下设在槽孔内；

在相邻浇注导管之间下设用于对浇注混凝土的槽孔施加风力的风管；

通过浇注导管向槽孔内浇注混凝土，并通过风管施加的风力对浇注混凝土的槽孔持续举升排浆，将槽孔内混凝土上层与泥浆形成的混浆絮凝物同步排出，从而通过持续浇注的混凝土形成垂直方向上连续的超深防渗墙。

下面，对本实用新型超深防渗墙动态清孔装置清孔的过程进行详细描述。

S01、在超深防渗墙槽孔施工完成后，对槽孔进行清孔处理，并将多个预埋管、接头管、多个浇注导管下设在槽孔内

S11、在超深防渗墙槽孔施工完成后，对槽孔进行清孔处理，清孔处理包括对槽孔进行第一次清孔处理，以排出槽孔内沉渣并减少换浆量。

在防渗墙槽孔施工完毕后，采用冲击钻套挂抽砂桶的方法对槽孔进行孔底沉渣清理，以通过抽砂桶将直径小于25cm的小粒径石块、粗砂砾石块和大颗粒、不规则粒径的大尺寸粘结泥块(即膨润土泥浆与钻渣和泥土胶结在一起形成的泥块)、浓度≥1.4g/cm3的浆液混合物清理出去。清理后，可以有效减少空压机与泥浆净化器的负荷，保证后续机械设备的施工效率。其中，冲击钻套挂抽砂桶的结构，可采用现有技术的结构，在此不再详细描述。

而在采用冲击钻套挂抽砂桶的方法清孔结束后，采用孔底泥浆自膨化方法减少槽孔内泥浆的换浆量，即，在冲击钻钻头底部绑扎成袋纯碱(每次冲击钻钻头携带20-30kg纯碱) 下设至孔底，然后通过冲击钻的动作对孔底进行冲砸，从而在冲砸过程中使纯碱与槽孔内的底部泥浆充分接触，使得孔底泥浆充分自膨化(可通过使用抽筒抽取泥浆进行检测)，从而减少换浆量，并可提高后续清孔质量。

在孔底泥浆充分自膨化的情况下，采用气举法对槽孔再次进行清孔排渣处理。实施时，在吊车(图中未示出)的辅助下，将排渣管4与风管3下设至孔底(风管3绑扎固定在排渣管4上)，其中，风管3的下设深度可为排渣管下设深度的1/3-2/3。将顶部排渣管4与泥浆净化机连接，风管3顶部与空压机相连接，此外，配备振动筛、回浆管等必需设备或元件。如图1所示，在孔口采用其两端搭接于导墙1上的专用固定架2辅助排渣管4下设，该固定架2可以采用中心带孔的方形框架，排渣管4穿过固定架2中心，在排渣管4外套设用于吊装排渣管4的卡套，卡套由一对卡环和将一对卡环的两端连接在一起的螺栓构成，一对卡环中部可围成包围排渣管4的环形，卡环的两端分别具有沿径向伸出的连接耳，一对卡环的两对连接耳通过螺栓连接在一起，且采用卡套吊装排渣管4时，卡套两侧的连接耳可分别搭接在固定架2中心孔的两侧。

其中，在下设排渣管时，需将多个排渣管依次由上至下下设至槽孔底部(即孔底)，且相邻两个排渣管之间用配套的胶垫密封并采用螺丝连接在一起，待地面上的空压机、泥浆净化机(图中未示出)就位后，对各种管线进行全面排查，在全部正常工作的情况下即可开始清孔。在清孔时，借助空压机输出的高压风进入排渣管并经混合器将液气混合，利用排渣管内外的密度差及气压来升扬排出泥浆，并通过排出的泥浆携带出孔底的沉渣。

由于超深防渗墙槽孔各孔位深度不同，本实用新型在采用气举法清孔排渣时，先对深度最深的孔位进行清孔(如图2中的深度最深的3#孔位)，清孔下设排渣管时，可将排渣管 4初始下设到其底部排渣管的底部距离孔底20m～30m处,而风管3的下设深度为全部排渣管 4下设深度的55％～65％(如图2所示)。该孔位从清孔开始直至振动筛无泥渣排出时，可增加排渣管、风管各一套(每节排渣管、风管可为6m长)，或者移动该深孔位清孔处理的排渣管、风管，对深度稍浅的孔位泥渣进行清理(如4#孔位或2#孔位)，以此方法逐步对不同深度的孔位进行清孔，以提高孔底沉渣清理效果。而在清孔时，随着清理的进行，一部分沉渣因为风管的吹动力会悬浮，因此需要根据排出沉渣情况逐步提升排渣管4和风管3 的高度(如图2所示)，当振动筛没有细砂排出时，即可调整排渣管和风管的位置及高度。

下面描述气举法清孔的过程。

①清孔时按照施工步骤，由吊车提升排渣管在槽孔主孔(如3#孔位、1#孔位、5#孔位)、副孔(2#孔位、4#孔位)的孔位依次进行，如槽底沉淀过多，则反复清孔。槽底含砂量较高的泥浆经泥浆净化机进行处理后返回槽孔，直到泥浆净化机的出渣口不再筛分出砂粒为止。槽底高差较大时，清孔应由深向浅(即由深槽孔向浅槽孔)推进实施。

②清孔结束前在回浆管口取样，测试泥浆的全性能，并观察振动筛出渣情况确定清孔效果。

③根据清孔结束前泥浆取样的测试结果，确定需换泥浆的性能指标和换浆量。用膨润土泥浆置换槽内的混合浆，换浆量视清孔过程中泥浆液面进行及时补充，通常换浆量为槽孔方量的1/3。其中，混合浆液是成槽过程中新鲜浆液随着造孔形成的，其比重较大，含沙量较高，不利于沉渣的悬浮，所以边清孔边置换新鲜浆液，一是保证沉渣悬浮起来，实现彻底清孔，二是保证后续浇注混凝土时、混凝土的顶部压力变小，保证浇注混凝土的顺利进行，三是预防浇注过程中槽孔坍塌。

换浆量根据成槽方量、槽内泥浆性能和新制泥浆性能综合确定。换浆在槽孔的主、副孔位依次进行，冲击钻机的移动方向从远离回浆管的一端至靠近回浆管的一端，并通过输浆管(可采用4吋输浆管)向槽孔输送新鲜泥浆。在二期槽孔清孔换浆结束前采用钢丝刷子钻头对接头孔上附着的泥皮进行分段刷洗。

在清孔完毕后，需进行验收，清孔换浆1h后应达到如下标准则停止气举法清孔：

①槽底淤积厚度≤7cm；

②槽内泥浆密度≤1.15g/cm3；

③马氏漏斗粘度32～50s；

④含砂量≤1％。

S12、对槽孔进行清孔处理还包括对槽孔进行第一次清孔处理后，通过浇注导管进行第二次清孔处理，以清理包括接头管的管具在下设过程中所刮蹭的泥皮沉渣。

对槽孔进行第一次清孔处理后，将多个预埋管6(用于孔底墙下帷幕灌浆)、接头管(图中未示出，位于相邻槽孔端头之间)、多个浇注导管5下设在槽孔内，待预埋管、接头管、浇注导管下设完毕后，于浇注导管5内下设第二次清孔用排渣管4及风管3进行第二次清孔，即，以各浇注导管5作为导向管下设排渣管4及风管3，以便清理接头管等管具下设过程中刮蹭的泥皮等沉渣。清理时，可以一套管具对一个孔位进行清孔处理，也可以同时多套管具对多个孔位分别进行清孔处理。

清孔方法、清孔标准及管具与第一次清孔验收相同，并随着排出沉渣情况调整排渣管4 和风管3的下设深度(如图3所示)。

进行第二次清孔时，可根据设计混凝土性能要求进行混凝土配合比的微调整，并下发拌合楼混凝土调整单进行混凝土搅拌。通过第二次清孔，有效保证了各工序的紧密衔接与后续混凝土浇注的有序进行。

其中，本实用新型采用的浇注导管为可以采用快速丝扣连接的钢管，钢管直径优选为Φ315mm，内壁光滑、圆顺，壁厚可为7mm，接口严密，浇注导管接头处设有悬挂设施并装配“O”型橡胶密封圈，以保证浇注导管接头处不发生水泥浆渗漏。浇注导管使用前做调直检查、压水试验、圆度检验、磨损度检验和焊接检验，试水压力为0.6～1.0MPa，浇注导管组装后，轴线偏差不超过5cm。浇注导管在槽孔孔口的支撑架用型钢制作，其承载力大于混凝土充满浇注导管时总重量的2.5倍以上。浇注导管下设前根据槽孔的孔深要求进行配管，浇注导管顶部应视情况配备0.5m、0.8m、1.0m的短导管，浇注导管的底管应配置长度不小于3m导管。

浇注导管下设时，按配管顺序对准槽段中心依次慢慢下放，防止碰撞预埋管定位架和槽壁。各节浇注导管相邻节间连接安放“O”形密封圈，螺丝扣连接紧密。每个槽段布设2～ 3根浇注导管，浇注导管安装应满足如下要求：一期槽段导管距孔端1m～1.5m，二期槽段导管距孔端1.0m，导管之间中心距不大于4.0m。浇注导管的支撑架放置在导墙上。浇注导管全部下入孔底后，应先放置到孔底，以便核对浇注导管长度及孔深，然后提起15cm～25cm。当浇注导管放置在支撑架上，底口距孔底距离超过50cm时，应在顶端设置短管，短管数量不足等原因无法补齐时，应在开盘时提起浇注导管，下放到距孔底15cm～25cm的位置后开浇。

与浇注导管顶端的混凝土储料斗连接的储料仓，其高度要便于混凝土卸料，其容积要足以保证混凝土淹没所有浇注导管底端，且满足首批混凝土连续浇注的要求。

采用本实用新型的浇注导管，可以有效解决超深槽段浇注堵管、混凝土下放困难等问题。

S02、在相邻浇注导管之间下设用于对浇注混凝土的槽孔施加风力的风管

鉴于本实用新型为解决最深处深度大于180m槽段的防渗墙成墙问题，为保证混凝土浇注的顺利进行及浇注成墙的完整性，本实用新型采用浇注过程中举升排浆的方法，该方法包括在相邻浇注导管之间下设用于对浇注混凝土的槽孔施加风力的风管、以及在相邻浇注导管之间下设排渣管的步骤，且排渣管与风管固定连接在一起。

具体的，在槽孔内的各浇注导管及预埋管(即预埋灌浆管)下设完成以后，在浇注导管与浇注导管的空隙之间下设浇注过程中的排浆排渣管具，该排浆排渣管具包括用于对后续浇注的混凝土上方施加风力的风管3、用于排出槽孔内已浇注的混凝土上层(指混凝土水泥浆)与槽孔内泥浆沉淀所形成的混浆絮凝物的排渣管4(如图4所示)，此外，还包括泥浆净化机、空压机、振动筛、回浆管等必需设备或元件(图中未示出)。

下设时，可根据槽段的情况下设排浆排渣管具，如Ⅰ期槽段可下设一根排渣管及风管， II期槽段可下设两根排渣管及风管。

其中，排渣管下设深度约为槽孔实际深度的2/3，风管下设深度为排渣管2/3，排渣管与风管或采用钢丝绑扎牢固。

S03、通过浇注导管向槽孔内浇注混凝土，并通过风管施加的风力对浇注混凝土的槽孔持续举升排浆，使槽孔内混凝土上层与槽孔内泥浆形成的混浆絮凝物同步排出，从而通过持续浇注的混凝土形成垂直方向上连续无断墙的超深防渗墙。

在排浆排渣管具下设完成后，通过浇注导管向槽孔内浇注混凝土，待混凝土正常浇注至距离排渣管底部5m～8m时，通过空压机和风管向槽孔内喷入高压气体施加高压风力。高压气体喷出风管后与混凝土上层和泥浆沉淀形成的混浆絮凝物相混合，分散在排渣管内形成许多可携带混浆絮凝物的气泡，气泡受到向上的浮力并带动混浆絮凝物向上运动，直至从排渣管上端排出，而在上升过程中压力降低，在排渣管底端形成负压，使得浇注混凝土过程中形成的混浆絮凝物在负压的作用下持续进入排渣管，并通过气泡携带混浆絮凝物持续通过排渣管排出槽孔外，从而形成一个连续稳定的举升排浆过程。通过这样持续的举升排浆方法，确保混凝土可以持续浇注，进而通过持续浇注的混凝土形成垂直方向连续无断墙的超深防渗墙。

需要说明的是，在对槽孔进行清孔处理后，槽孔内会充满泥浆，通过浇注导管向槽孔内浇注混凝土时，在混凝土上层会形成混凝土与泥浆的混浆层(即混浆絮凝物层)。随着混凝土浇注的持续进行，混浆层将越来越厚，在槽孔内沿垂直方向自下而上形成了三层，即混凝土层，混浆层，泥浆层。混浆层会随着水泥成分的水化而逐渐变稠，胶结，硬化，最后形成一定厚度的板结状态的盖帽，这样会使混凝土浇注无法继续进行，最终导致断墙事故。需要特别注意的是，混浆层的硬化过程是渐进的，如果槽孔较浅(如深度小于100米)，相应浇注速度较快，往往会出现混浆层已变稠但还未胶结的情况，此时浇注进程会受到影响，但不一定必然导致断墙。但对于槽孔最深处达150米甚至大于180米的槽孔来说，浇注时间会很长(通常30-60h),如果按现有方法浇注而不采取措施，则最终必然出现胶结硬化，断墙事故绝不可能避免。因此，本方法在混浆层开始变稠的时候就将其抽出，避免混浆层出现胶结、硬化，从而避免了断墙事故，并成功形成垂直方向连续的超深防渗墙。

其中，通过风管施加的风力对浇注混凝土的槽孔持续举升排浆的过程中，随着混凝土浇注面的上升而同步上提风管和排渣管，使排渣管底部距离已浇注的混凝土上表面在15-20cm为宜。

在举升排浆的过程中，可以及时取样分析排渣管排出的沉渣成分及浆液性能，根据检测结果及时控制现场混凝土浇注速度(Ⅰ期槽段须考虑接头管压力)，保证浇注的顺利进行。

由于本实用新型防渗墙墙段连接采用接头管法，因此，防渗墙浇注开盘浇注时需先浇注M30砂浆，砂浆量足以保证将浇注导管底部全部掩埋，砂浆浇注完毕后须连续浇注混凝土，可以保证混凝土浇注过程中接头管的顺利起拔。

其中，砂浆浇注完毕后连续浇注的混凝土，可以为C30一级配混凝土，也可以为C30二级配混凝土，还可以先为C30一级配混凝土、然后为C30二级配混凝土。

其中，C30一级配混凝土可采用的配合比及相关性能见下表1-3。

表1一级配混凝土防渗墙推荐配合比

注：1.骨料含水按饱和面干状态控制。

2.减水剂的掺量值以胶凝材料(水泥+粉煤灰)用量的百分数表示，引气剂掺量和和柠檬酸钠掺量以胶凝材料(水泥+粉煤灰)用量的万分数表示。

表2一级配混凝土防渗墙推荐配合比拌和物技术性质测定结果

表3一级配混凝土防渗墙推荐配合比硬化后混凝土物理、力学性能测定结果

注：浇注的混凝土试件初凝后即用塑料薄膜覆盖，24h—48h后拆模，此后置于标准养护室内养护至规定龄期，标准养护

室内温度按(20±3℃)控制，相对湿度95％以上。

其中，C30二级配混凝土可采用的配合比及相关性能见下表4-6。

表4二级配混凝土防渗墙推荐配合比

注：1.骨料含水按饱和面干状态控制。

2.减水剂的掺量值以胶凝材料(水泥+粉煤灰)用量的百分数表示，引气剂掺量和和柠檬酸钠掺量以胶凝材料(水泥+粉煤灰)用量的万分数表示。

表5二级配混凝土防渗墙推荐配合比拌和物技术性质测定结果

表6二级配混凝土防渗墙推荐配合比硬化后混凝土物理、力学性能测定结果

注：浇注的混凝土试件初凝后即用塑料薄膜覆盖，24h—48h后拆模，此后置于标准养护室内养护至规定龄期，标准养护

室内温度按(20±3℃)控制，相对湿度95％以上。

其中，在通过浇注导管向槽孔内浇注混凝土的过程中，还包括使槽孔内的混凝土浇注面同步上升以保持一致性的步骤。因此，本实用新型还包括用于使槽孔内的混凝土浇注面同步上升以保持一致性的混凝土快速浇注系统。

优选的，混凝土快速浇注系统包括：多个混凝土浇注设备，如图6所示的第一混凝土浇注设备7、第二混凝土浇注设备8以及第三混凝土浇注设备9；多个浇注导管，如图6所示的第一混凝土浇注导管11、第二混凝土浇注导管21和第三混凝土浇注导管31，其每个浇注导管与多个浇注管设备的一个混凝土浇注设备对接；多个混凝土面探测器，如图7所示的第一混凝土面探测器13、第二混凝土面探测器23和第三混凝土面探测器33，其每个混凝土面探测器与一个浇注导管配对设置，用于测量每个浇注导管浇注的混凝土面的高度；连接多个混凝土面探测器的混凝土浇注控制器(参见图8)，用于根据每个混凝土面探测器探测的每个浇注导管浇注的混凝土面，对相应的混凝土浇注设备的混凝土浇注量进行控制，使每个混凝土浇注设备对接的浇注导管浇注的混凝土浇注面a同步上升。

在槽孔内下设浇注导管时，需将多个浇注导管下放在槽孔中(多个浇注导管可以为2 个或2个以上浇注导管，在此仅以下设3个浇注导管为例对本实用新型的快速浇注系统及其浇注过程进行说明。

如图6所述，将第一混凝土浇注导管11、第二混凝土浇注导管21和第三混凝土浇注导管31放置到槽孔中；

将所述多个浇注导管的每个浇注导管与相应的一个混凝土浇注设备对接，比如将第一混凝土浇注设备7与第一混凝土浇注导管11对接，将第二混凝土浇注设备8与第二混凝土浇注导管21对接，将第三混凝土浇注设备9与第三混凝土浇注导管31对接；

根据多个浇注导管浇注的混凝土浇注面的平整度，分别对每个混凝土浇注设备混凝土浇注量或浇注速度进行控制，使每个混凝土浇注设备对接的浇注导管浇注的混凝土浇注面同步上升，并保持一致性或平整性。

本实用新型的根据多个浇注导管浇注的混凝土浇注面的平整度，分别对每个混凝土浇注设备混凝土浇注量进行控制包括：

混凝土浇注控制器利用设置在地表面之上的对应于每个浇注导管的混凝土面探测器，测量每个浇注导管所浇注的混凝土面的上升高度，如图7所示，利用第一混凝土面探测器 13测量第一混凝土浇注导管11浇注区域的混凝土浇注面，利用第二混凝土面探测器23测量第二混凝土浇注导管21浇注区域的混凝土浇注面；利用第三混凝土面探测器33测量第三混凝土浇注导管31浇注区域的混凝土浇注面；混凝土浇注控制器根据每个浇注导管所浇注的混凝土面的上升高度，计算所述槽孔中混凝土面的平整度；混凝土浇注控制器根据所计算的槽孔中混凝土面的平整度，调整相应的混凝土浇注设备的混凝土浇注量，以便使所述槽孔中混凝土面一致性地上升。

如图7所示，所述混凝土浇注控制器包括：其输入端分别连接多个混凝土面探测器的混凝土面平整度计算模块100，用于根据每个混凝土面探测器各自探测的混凝土面高度，得到各个浇注导管浇注区域的混凝土高度，计算每个浇注区域的混凝土高度与其平均值或中间值的差值，也就是说，取所有浇注区域的混凝土高度的平均值，或者取所有浇注区域的混凝土高度值的中间值；

多个控制模块12、22和32，每个控制模块接收相应的一个浇注区域的混凝土高度与其平均值或中间值的差值，并根据该差值生成一个混凝土浇注量调整指令，以控制相应的混凝土浇注设备调整其混凝土浇注量或浇注速度，从而使槽孔中形成的混凝土面一致性的升高。

此外，每个控制模块可以将所接收的差值与预设阈值进行比较，若小于阈值，则不生成所述混凝土浇注量调整指令；反之，则生成所述混凝土浇注量调整指令，这样可以在保证一致性的情况下，减少调整的频度。

本实用新型的混凝土面探测器13、23和33可以是声波探测器。

此外，本实用新型还包括在对槽孔进行混凝土浇注之前，使混凝土缓慢充满每根浇注导管的步骤，具体为：根据浇注导管中球体下滑速率控制混凝土浇注设备的混凝土浇注量，使混凝土缓跟随球体慢地下落。实施该技术措施的目的是，防止浇注的混凝土在超过180m 的浇注导管中垂直坠落，避免混凝土离析，因为混凝土离析后将会降低所形成的堰塞体防渗墙的强度。

参见图8，本实用新型的根据浇注导管中的球体下滑速率控制混凝土浇注设备例如第一混凝土浇注设备7(属于现有技术，故省略对其说明)的混凝土浇注量包括：通过浇注导管中布置的多个球体位置传感器103、104和105，检测所述球体下滑速率；混凝土充满控制器根据预先设置的球体下滑速率与混凝土浇注量的映射关系(该映射关系可根据试验获得)，得到与所检测的球体下滑速率对应的混凝土浇注量；混凝土充满控制器对所述混凝土浇注设备进行控制(比如控制混凝土浇注设备泵入的混凝土量)，使其按照所得到的混凝土浇注量浇注混凝土。

参见图9，本实用新型的混凝土充满控制器包括：其输入端连接多个球体位置传感器的球体下滑速度计算模块102，用于根据两个相邻球体位置传感器检测到的球体位置变化(即两个相邻位置传感器的预设距离)以及所用时间，计算球体在混凝土浇注导管中的下滑速率；混凝土浇注量控制模块101，用于根据所计算的球体在混凝土浇注导管中的下滑速率，生成控制指令，以便控制混凝土浇注设备调整混凝土浇注量。

需要指出的是，本实用新型图7所示的混凝土浇注控制器和图9所示的混凝土充满控制器可以合二为一，电气工程师能够容易完成项工作，不需要进行创造性工作。

参见图8，本实用新型的浇注导管如第一混凝土浇注导管11包括多个管体段和设置在每个管体段内的弹性内层14；每个弹性内层至少设置一个球体位置传感器如103或104或 105，从而在浇注导管按照预定距离布置多个位置传感器，多个位置传感器可以采用接触传感器、压力传感器等，通过与球体接触确定球体到达的位置。在实际操作时，控制器可以赋予每个球体位置传感器不同的ID，以便根据球体位置传感器的ID确定球体在浇注导管中的位置。本实用新型的弹性内层可以由任何一种具有弹性的耐摩擦材料，如耐摩擦橡胶制作。

参见图8，每个管体段内的弹性内层具有向管心凸出的用于增加球体摩擦力的圆弧面。并且，多个管体段的弹性内层的圆弧面的凸出高度按照从上到下的顺序逐渐增加，以便逐渐增加下层的管体段的弹性内层与球体的摩擦力，因为在浇注混凝土期间，球体距离槽孔底层越近，所承载的重力就越大，因此逐渐增加球体与弹性内层的摩擦力，可以使球体在浇注混凝土期间匀速下滑。

当球体从浇注导管中滑出时，浇注导管中已经充满混凝土，从而可以平稳地在槽孔中浇注混凝土。

通过本实用新型的动态清孔装置，可对最深度超过180米的防渗墙施工，可以有效防止浇注堵管事故的发生，保证混凝土连续浇注，最大限度减少混凝土夹层的出现，在浇注混凝土时，浇注导管内混凝土有连续冲击力，且在浇注过程中增加举升排浆施工，及时将混凝土上层及泥浆沉淀形成的混浆絮凝物排出，保证混凝土面匀速上升，确保混凝土防渗墙浇注质量，避免出现墙体垂直方向产生夹层等事项，减少整体施工成本。

尽管上述对本实用新型做了详细说明，但本实用新型不限于此，本技术领域的技术人员可以根据本实用新型的原理进行修改，因此，凡按照本实用新型的原理进行的各种修改都应当理解为落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种超深防渗墙动态清孔装置，其特征在于，包括：

用于下设在经气举法清孔处理后的超深防渗墙槽孔内的多个预埋管、接头管、多个浇注导管；

下设在用于向槽孔内浇注混凝土的相邻浇注导管之间以便在混凝土浇注时对混凝土举升排浆的排浆排渣管具；

所述排浆排渣管具具有用于在通过浇注导管向槽孔内浇注混凝土时对浇注混凝土的槽孔持续施加风力以举升排浆的风管，其与地面通风设备相连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述排浆排渣管具还具有用于排出槽孔内浇注混凝土过程中由混凝土上层和泥浆形成的混浆絮凝物的排渣管。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述排渣管与所述风管固定连接在一起。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述排渣管底部距离已浇注的混凝土上表面15m～20cm。

5.根据权利要求1-4任一项所述的装置，其特征在于，还包括用于使槽孔内的混凝土浇注面同步上升以保持一致性的混凝土快速浇注系统。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述混凝土快速浇注系统包括：

多个混凝土浇注设备；

所述多个浇注导管，其每个浇注导管与多个浇注管设备的一个混凝土浇注设备对接；

多个混凝土面探测器，其每个混凝土面探测器与一个浇注导管配对设置，用于测量每个浇注导管浇注的混凝土面的高度；

连接多个混凝土面探测器的混泥土浇注控制器，用于根据每个混凝土面探测器探测的每个浇注导管浇注的混凝土面，对相应的混凝土浇注设备的混凝土浇筑量进行控制，使每个混凝土浇注设备对接的浇注导管浇注的混凝土浇筑面同步上升。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述混凝土浇注控制器包括：

其输入端分别连接多个混凝土面探测器的混凝土面平整度计算模块，用于根据每个混凝土面探测器各自探测的混凝土面高度，得到各个浇注导管浇注区域的混凝土高度，计算每个浇注区域的混凝土高度与其平均值或中间值的差值；

多个控制模块，每个控制模块接收相应的一个浇注区域的混凝土高度与其平均值或中间值的差值，并根据该差值生成一个混凝土浇注量调整指令，以控制相应的混凝土浇注设备调整其混凝土浇注量或浇注速度。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，每个控制模块将所接收的差值与预设阈值进行比较，若小于阈值，则不生成所述混凝土浇注量调整指令；反之，则生成所述混凝土浇注量调整指令。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，每个浇注导管包括：

多个管体段；

设置在每个管体段内的弹性内层；以及

与所述弹性内层摩擦接触的球体。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，每个弹性内层至少设置一个球体位置传感器。

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