CN219261021U - 一种可重复灌浆的钢衬接触灌浆系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种可重复灌浆的钢衬接触灌浆系统，包括覆盖设置于混凝土表面的钢衬，并将灌浆管预设置于所述钢衬和混凝土之间，而在所述灌浆管的两端分别设置与其内部连通的灌浆管路、排气回浆管路；所述灌浆系统将整体接触灌浆区域分为若干个相连的灌浆分区；若干根所述灌浆管在所述灌浆分区内，并通过该所述灌浆分区内的所述灌浆管路以及所述排气回浆管路皆形成并联布置，所述灌浆分区内预埋配备与外部连通的排气槽。本实用新型的重复灌浆系统可实现对钢衬与混凝土之间的接触灌浆处理，重复灌浆系统通过可重复灌浆的灌浆管可有效且明显的减少灌浆后脱空区的数量和范围，使灌浆施工质量得到保证。

Description

一种可重复灌浆的钢衬接触灌浆系统

技术领域

本实用新型涉及水利水电工程技术领域，具体涉及一种可重复灌浆的钢衬接触灌浆系统。

背景技术

混凝土重力坝和拱坝等钢筋混凝土或浆砌石材料的挡水结构物是水电水利工程中应用十分广泛的建筑物结构形式。泄洪孔是混凝土坝中设置的重要水工建筑结构，其主要作用为：洪水期控制泄洪、合理调节水库运行水位以及保证水电站防洪度汛安全等。大坝泄洪孔的孔道在泄洪时容易受到高速水流的气蚀作用和泥沙等悬移质冲击作用而产生破坏，因此通常泄洪孔全孔道过流断面均采取钢衬衬砌措施以保证泄洪孔的结构安全性。泄洪孔部位结构复杂、布设钢筋多、施工工序多，钢衬结构底部又处于狭窄空间的约束之中，钢衬底部接触灌浆是泄洪孔混凝土施工质量控制的薄弱环节，需引起高度重视。

目前，钢衬与混凝土之间接触灌浆施工方法主要有钻孔接触灌浆方法、预留孔接触灌浆方法和预埋灌浆管接触灌浆方法。钻孔接触灌浆法的钻孔采用焊接方式补孔易造成开孔部位钢板强度降底，且存在封孔不密实的风险，因而仅适用于小范围接触灌浆施工或脱空区修补，较难应用于大范围钢衬接触灌浆施工。预留孔接触灌浆法和预埋灌浆管接触灌浆法的灌浆效果较差，灌浆后易出现较多和较大的脱空区，而且不能进行重复灌浆施工、无法通过重复灌浆有效弥补接触灌浆脱空问题。采用上述方法进行钢衬与混凝土之间的接触灌浆均不能实现大范围、高质量的施工，面对脱空问题处理难度很大，可能明显地增加施工量、施工复杂性与施工工期，导致施工的经济性差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种可多次重复灌浆，以实现高效率、大范围接触灌浆施工的灌浆系统。为此，本实用新型采用以下技术方案：

一种可重复灌浆的钢衬接触灌浆系统，包括覆盖设置于混凝土表面的钢衬，并将灌浆管预设置于所述钢衬和混凝土之间，而在所述灌浆管的两端分别设置与其内部连通的灌浆管路、排气回浆管路；所述灌浆系统将整体接触灌浆区域分为若干个相连的灌浆分区；若干根所述灌浆管在所述灌浆分区内，并通过该所述灌浆分区内的所述灌浆管路以及所述排气回浆管路皆形成并联布置，所述灌浆分区内预埋配备与外部连通的排气槽，所述排气槽与所述钢衬之间排气导向设置第一间隔式连接层；所述灌浆管包括外包套管和供灌浆时浆液流经的内芯；所述外包套管管壁贯通设置外出浆孔，同时在所述内芯上管壁贯通设置内出浆孔，所述外出浆孔与所述内出浆孔交错分布在不重合的位置处，对浆液形成单向外隔离部，以此使所述灌浆管可重复灌浆。

进一步地：所述灌浆管沿所述钢衬周向方向延伸，沿所述钢衬轴向方向并列。

进一步地：所述钢衬上设置对所述灌浆管进行围设的灌浆槽，且所述灌浆槽外表面与混凝土形成固定连接；且所述灌浆槽与所述钢衬底板部分之间设置第二间隔式连接层，形成对泥浆的导向排出。

进一步地：所述灌浆管路内设置多组导向管道，多组所述导向管道对若干根所述灌浆管呈间隔连通；所述导向管道包括相互连通的进浆管和回浆管，所述进浆管与所述灌浆管的所述内芯连通，且所述回浆管引至坝后或廊道进行浆液的排出。

进一步地：所述排气回浆管路内设置与所述灌浆管路相互配合的排气回浆管，所述排气回浆管引至坝后或廊道进行空气以及浆液的排出。

进一步地：所述灌浆分区内相邻的所述钢衬之间通过钢衬管节分缝形成相互连接。

进一步地：所述钢衬内贯穿设置与混凝土接触面连通的排气振捣孔。

进一步地：所述整体接触灌浆区域可沿所述钢衬轴向串联多个所述灌浆分区实现整体、全面的接触灌浆。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的重复灌浆系统可实现对钢衬与混凝土之间的接触灌浆处理，重复灌浆系统通过可重复灌浆的灌浆管可有效且明显的减少灌浆后脱空区的数量和范围，使灌浆施工质量得到保证，在不增加工期的同时，减低施工难度，提高施工效率，还可减少灌浆后对脱空区的修补工作。

附图说明

图1为本实用新型钢衬底部接触灌浆管路布置示意图；

图2为本实用新型灌浆槽固定的可重复灌浆管的截面示意图；

图3为本实用新型图2中灌浆槽固定的可重复灌浆管处局部的示意图；

图4为本实用新型图2中排气槽处局部的示意图；

图5为本实用新型可重复灌浆管断面示意图；

图6为本实用新型可重复灌浆管内外结构的示意图。

附图中的标记为：钢衬1、横向加劲肋11、纵向加劲肋12、排气振捣孔13、钢衬管节分缝14、灌浆槽2、排气槽3、第一间隔式连接层31、灌浆管4、外包套管41、内芯42、内出浆孔43、外出浆孔44、灌浆管路5、进浆管51、回浆管52、排气回浆管路6、排气回浆管61、灌浆分区7。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。

如图1-6所示，一种可重复灌浆的钢衬接触灌浆系统，包括覆盖设置于混凝土表面的钢衬1，并将灌浆管4预设置于钢衬1和混凝土之间，而在灌浆管4的两端分别设置与其内部连通的灌浆管路5、排气回浆管路6；灌浆系统将整体接触灌浆区域分为若干个相连的灌浆分区7；若干根灌浆管4在灌浆分区7内，并通过该灌浆分区7内的灌浆管路5以及排气回浆管路6皆形成并联布置，灌浆分区7内预埋配备与外部连通的排气槽3，排气槽3与钢衬1之间排气导向设置第一间隔式连接层31；灌浆管4包括外包套管41和供灌浆时浆液流经的内芯42；外包套管41管壁贯通设置外出浆孔44，同时在内芯42上管壁贯通设置内出浆孔43，外出浆孔44与内出浆孔43交错分布在不重合的位置处，且外包套管41具有可膨胀的弹性特性，对浆液形成单向外隔离部，以此使灌浆管4可重复灌浆。

其中，整体接触灌浆区域可沿钢衬1轴向串联多个灌浆分区7实现整体、全面的接触灌浆。本实施例中，钢衬1轴向即水流方向，水流方向为图1中的箭头方向。每个灌浆分区7的长度为10-15m，采用并联方式布置可重复的灌浆管4，可使灌浆保证率较高。

其中，排气槽3以及灌浆管4皆为沿横向加劲肋11的方向进行布设。而排气槽3突出于钢衬1的两侧，并在其两端同时布置排气钢管，同时排气槽3可根据布置需要在灌浆分区7内布置多组。

如图5-6所示，本实施例中，内芯42可采用PVC材料，而外包套管41则采用橡胶材料，同时外包套管41因其自身所具备的弹性，使其可在浆液朝外流出时进行膨胀，而若是浆液从外部进入内芯42时则会因内出浆孔43、外出浆孔44不在同一角度而形成封闭，以此达到对浆液的单向流体效果。而其中外包套管41的为外径38mm、内芯42的为内径22mm，内出浆孔43、外出浆孔44直接大于等于5mm。内出浆孔43、外出浆孔44上分别在内芯42以及外包套管41上交错且均匀布置四排，内出浆孔43、外出浆孔44最佳可在同一纵截面上全部显示。

其中，可重复灌浆的灌浆管4在重复灌浆后，通过灌浆管路5往内芯42内用高压气和清水冲入其中，将管内的砂浆清理干净以防残留砂浆堵管。因此通过重复灌浆系统可有效减少灌浆后脱空区的数量和范围，使灌浆施工质量得到保证，同时在不增加工期的情况下，减少灌浆后修补工作。

如图1-4所示，钢衬1上设置对灌浆管4进行围设的灌浆槽2，且灌浆槽2外表面与混凝土形成固定连接；且灌浆槽2与钢衬1底板部分之间设置第二间隔式连接层21，形成对泥浆的导向排出。

其中，通过灌浆槽2使得灌浆管4紧贴钢衬1底板部分。以通过灌浆槽2可使灌浆出浆效果较为均匀。

其中，灌浆槽2、排气槽3皆采用C型槽，而C型槽外部突出的部分通过与钢衬1点焊形成第一间隔式连接层31或第二间隔式连接层21，以使得浆液从C型槽与钢衬1无焊接的缝隙处进行浆液的排出或空气的排出。其中C型槽为厚度为0.5mm的钢片成型。

如图1所示，灌浆管路5内设置多组导向管道，多组导向管道对若干根灌浆管4呈间隔连通；导向管道包括相互连通的进浆管51和回浆管52，进浆管51与灌浆管4的内芯42连通，且回浆管52引至坝后或廊道进行浆液的排出。本实施例中，导向管道最佳设置两组，两组导向管道内的进浆管51通过其侧壁与间隔分布的灌浆管4内的内芯42形成连通，以此确保内芯42内所流经浆液的压强可得到满足。

如图1所示，排气回浆管路6内设置与灌浆管路5相互配合的排气回浆管61，排气回浆管61引至坝后或廊道进行空气以及浆液的排出。排气回浆管61的两端皆为可将从内芯42中排出的空气以及浆液，引排至坝后或廊道本实施例中，排气回浆管61上设置与内芯42连通的接口，由于排气回浆管61设置两组，同时两组排气回浆管61与排列分布的若干根灌浆管4的内芯形成间隔连通，以此可使浆液在排出时避免造成拥堵。

如图1所示，钢衬1底板部分设置增加与混凝土接触面的横向加劲肋11、纵向加劲肋12。横向加劲肋11与灌浆管4的预埋方向水平设置。

如图1所示，灌浆分区7内相邻的钢衬1之间通过钢衬管节分缝14形成相互连接。通过将多块钢衬1进行拼合，从而使得灌浆分区7成型，直至整体接触灌浆区域成型。

如图1所示，钢衬1内贯穿设置与混凝土接触面连通的排气振捣孔13。通过排气振捣孔13也可进行进一步的排气。

请参阅图1-6，在灌浆系统进行钢衬接触灌浆施工、且可重复灌浆时，具体施工步骤如下：

S1：对灌浆系统进行安装：

安装前，将钢衬1表面清理干净,确保无杂物和油渍等；

用灌浆槽2将可重复灌浆的灌浆管4固定在钢衬1表面上，灌浆槽2与钢衬1底板点焊，焊点间缝隙用于出浆，以及同样将排气槽3与钢衬1底板点焊，焊点间缝隙用于排气；

混凝土浇筑过程中加强灌浆管4、灌浆管路5、排气回浆管路6的保护,如有损坏应及时修补或更换,防止砂浆进入管内造成堵管；如浇筑过程中因管体受到挤压变形或损坏有砂浆渗进管内,应立即用高压气和清水将管内的砂浆清理干净以防堵管；

灌浆分区7可根据现场实际浇筑情况进行调整，并将灌浆管路5以及排气回浆管路6集中引至下游坝面或就近廊道内，做好标识并用胶带保护两头以防堵塞；

而当同一灌浆路径上需采用两根或两根以上灌浆管4进行搭接时，灌浆管4的搭接长度大于等于10cm；

S2：接触灌浆施工：

钢衬1接触灌浆要求在钢衬1底板部位混凝土二期冷却结束后，且宜在低温时段进行；接触灌浆时要求钢衬1顶板混凝土覆盖厚度不小于12m；

灌浆前应做好灌前检查，包括管路连接情况、管路通畅情况、钢衬1脱空情况等；灌浆前应进行水、风冲洗，冲洗压力为灌浆压力的80％；

其中需要注意的是，用于灌浆的水泥强度等级不应低于普通硅酸盐水泥P.O42.5，且所用水泥的细度要求通过80μm方孔筛的筛余量不大于5％；浆液水灰比可采用0.8、0.6(或0.55)，浆液中宜加入减水剂；灌浆压力宜为0.2MPa，灌浆过程中应严格控制灌浆压力，具体灌浆压力可根据钢衬实际情况调整，但不应大于0.3MPa；灌浆过程中应持续观测钢衬变形，钢衬变形每米范围内不超过2mm；

而在灌浆过程中用锤敲击震动钢衬1，以利于吸浆、排出空气；灌浆过程中用锤敲击震动钢衬1，以利于吸浆、排出空气；灌浆时，由一侧开始灌浆，待另一侧排完管内空气并出浆液后，将其封堵，此时浆液会从灌浆管4的外出浆孔44出浆并注入缝隙，缝隙内的空气从预埋的排气槽3排走；

不同灌浆分区7的灌浆应依次自低向高进行，应从下游侧灌浆分区7开始逐步向另一侧上游侧灌浆分区7推进；在规定的压力下，最大浓度浆液停止吸浆，延续灌注5min，即可结束灌浆；

当排气槽排气或出浆不畅时，可在第二次顺灌结束之后即刻进行倒灌；

S3：灌后进行灌浆质量检查：

灌浆结束7d后进行灌浆质量检查，质量检查一般采用锤击敲打法进行检查，其中敲击工具不得使用铁锤，可使用木质锤或橡胶锤；

对于脱空范围和程度应满足设计要求，要求独立脱空面积不得大于0.2m²，且脱空部位不得集中，而灌后检查仍有脱空的，应利用预埋的灌浆管4进行重复灌浆2-3次；

对于重复灌浆无法灌到的部位应采用钻孔灌浆；钻孔采用磁座电钻开孔，孔径不宜小于12mm，每个独立脱空区布孔应不少于2个，最低处和最高处应布孔；

灌浆应自低处开始，并在灌浆过程中敲击震动钢衬1，灌浆压力在大面积脱空区控制在0.1Mpa，独立脱空区控制在0.15MPa，最大浓度浆液停止吸浆，延续灌注5min，即可结束；

灌浆结束后采用焊补法封孔，焊后用砂轮磨平。

以上实施例仅为本实用新型的一种较优技术方案，本领域的技术人员应当理解，在不脱离本实用新型的原理和本质情况下可以对实施例中的技术方案或参数进行修改或者替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可重复灌浆的钢衬接触灌浆系统，包括覆盖设置于混凝土表面的钢衬(1)，并将灌浆管(4)预设置于所述钢衬(1)和混凝土之间，而在所述灌浆管(4)的两端分别设置与其内部连通的灌浆管路(5)、排气回浆管路(6)；其特征在于：

所述灌浆系统将整体接触灌浆区域分为若干个相连的灌浆分区(7)；

若干根所述灌浆管(4)在所述灌浆分区(7)内，并通过该所述灌浆分区(7)内的所述灌浆管路(5)以及所述排气回浆管路(6)皆形成并联布置，所述灌浆分区(7)内预埋配备与外部连通的排气槽(3)，所述排气槽(3)与所述钢衬(1)之间排气导向设置第一间隔式连接层(31)；

所述灌浆管(4)包括外包套管(41)和供灌浆时浆液流经的内芯(42)；

所述外包套管(41)管壁贯通设置外出浆孔(44)，同时在所述内芯(42)管壁贯通设置内出浆孔(43)，所述外出浆孔(44)与所述内出浆孔(43)交错分布在不重合的位置处，对浆液形成单向外隔离部，以此使所述灌浆管(4)可重复灌浆。

2.根据权利要求1所述的一种可重复灌浆的钢衬接触灌浆系统，其特征在于：所述灌浆管(4)沿所述钢衬(1)周向方向延伸，沿所述钢衬(1)轴向方向并列。

3.根据权利要求1所述的一种可重复灌浆的钢衬接触灌浆系统，其特征在于：所述钢衬(1)上设置对所述灌浆管(4)进行围设的灌浆槽(2)，且所述灌浆槽(2)外表面与混凝土形成固定连接；且所述灌浆槽(2)与所述钢衬(1)底板部分之间设置第二间隔式连接层(21)，形成对泥浆的导向排出。

4.根据权利要求1所述的一种可重复灌浆的钢衬接触灌浆系统，其特征在于：所述灌浆管路(5)内设置多组导向管道，多组所述导向管道对若干根所述灌浆管(4)呈间隔连通；所述导向管道包括相互连通的进浆管(51)和回浆管(52)，所述进浆管(51)与所述灌浆管(4)的所述内芯(42)连通，且所述回浆管(52)引至坝后或廊道进行浆液的排出。

5.根据权利要求1所述的一种可重复灌浆的钢衬接触灌浆系统，其特征在于：所述排气回浆管路(6)内设置与所述灌浆管路(5)相互配合的排气回浆管(61)，所述排气回浆管(61)引至坝后或廊道进行空气以及浆液的排出。

6.根据权利要求1所述的一种可重复灌浆的钢衬接触灌浆系统，其特征在于：所述灌浆分区(7)内相邻的所述钢衬(1)之间通过钢衬管节分缝(14)形成相互连接。

7.根据权利要求1所述的一种可重复灌浆的钢衬接触灌浆系统，其特征在于：所述钢衬(1)内贯穿设置与混凝土接触面连通的排气振捣孔(13)。

8.根据权利要求1所述的一种可重复灌浆的钢衬接触灌浆系统，其特征在于：所述整体接触灌浆区域可沿沿所述钢衬(1)轴向串联多个所述灌浆分区(7)实现整体、全面的接触灌浆。

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