本發(fā)明涉及建筑幕墻，特別涉及一種超深豎井混凝土垂直灌注裝置及施工方法。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有超深地下工程常采用環(huán)形開挖，開挖時間長，占地面積大，地層加固使用材料多，對環(huán)境影響大。在800m左右落差下混凝土粗骨料會因極高的落地加速度而碎裂。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種超深豎井混凝土垂直灌注裝置及施工方法。用于解決超深井混凝土垂直灌注的問題。

2、一種超深豎井混凝土垂直灌注裝置，包括u型連通管、隔離球、出漿管和平衡壓機構(gòu)，所述隔離球設(shè)置于u型連通管內(nèi)，所述u形連通管包括第一豎直管、第二豎直管和u形底管，所述u形底管兩端開口分別與第一豎直管下端開口和第二豎直管下端開口焊接固定連接，u形底管混凝土包封于超深豎井井底，所述第一豎直管和第二豎直管分別通過襯砌固定于超深井井壁，第一豎直管、第二豎直管與u形底管相互連通，第二豎直管下部設(shè)置出漿口，所述出漿管一端焊接固定出漿口，出漿管另一端延伸到深豎井井底,出漿管緊挨出漿口處設(shè)置閥門，所述平衡壓機構(gòu)設(shè)置于第一豎直管上端開口，用于平衡從第二豎直管上端開口泵入的混凝土壓力。

3、進一步，所述第一豎直管與第二豎直管都是通過多段豎直管中心對齊焊接固定連接而成，所述第一豎直管、第二豎直管和u形底管都是高強無縫鋼管根。

4、進一步，所述平衡壓機構(gòu)包括進水管、水泵、活塞和千斤頂，所述活塞封堵于第一豎直管上端開口，活塞上設(shè)置進水孔，所述進水管一端穿過進水孔進入到第一豎直管內(nèi)，進水管另一端與水泵輸水管連通，所述水泵進水管與水源連通，所述千斤頂固定于活塞上表面。

5、進一步，所述隔離球的直徑大于等于出漿口的直徑。

6、進一步，所述超深井包括深油層資源開采井、地球物理和地質(zhì)開采井或地鐵通風(fēng)井。

7、本發(fā)明提供的第二種技術(shù)方案為：

8、一種超深豎井混凝土垂直灌注裝置灌注施工方法，包括以下步驟：

9、步驟1、測量定位超深豎井位置，并在施工范圍旋噴加固；

10、步驟2、按照超深井直徑逐層開挖，逐層開挖中，將固定于上層井壁的2根豎直管與與固定于下層井壁的2根豎直管焊接固定連接，再將上層的2根豎直管對稱襯砌固定于超深井井壁內(nèi)，依次逐層開挖焊接固定豎直管，直到開挖到超深井井底，將u形底管兩端分別與2根豎直管焊接固定，再將u形底管混凝土包封于超深豎井井底；

11、步驟3、將隔離球放入u型連通管，將活塞封堵于第一豎直管上端開口，平衡壓機構(gòu)向第一豎直管內(nèi)施加壓力，直到隔離球被壓力推動懸浮于第二豎直管上部，從第二豎直管上端開口泵入混凝土，平衡壓機構(gòu)調(diào)節(jié)減小施加的壓力，隨著平衡壓機構(gòu)施加壓力的減小，泵入越來越多的混凝土下壓隔離球往下移動，直到泵入的混凝土到出漿口處，平衡壓機構(gòu)不在減小施加的壓力，此時平衡壓機構(gòu)施加壓力與泵入第二豎直管內(nèi)的混凝土產(chǎn)生的重量平衡，停止泵入混凝土；

12、步驟4、打開出漿口閥門，混凝土勻速流出出漿口，同時繼續(xù)從第二豎直管上端開口泵入混凝土，泵入的混凝土勻速流出出漿口，完成垂直灌注裝置混凝土灌注，完成灌注后，再次減小千斤頂?shù)膲毫?，不再泵入混凝土，混凝土從出漿口繼續(xù)流出，直到千斤頂壓力減小為零，再隨著混凝土的流出，啟動水泵抽出隔離球另一側(cè)的水減壓，直到第二豎直管內(nèi)混凝土排空。

13、進一步，步驟1中，埋置進水管，超深井旁修建水泵房。

14、進一步，步驟2中，豎直管對稱位置焊接固定2根鋼筋，2根鋼筋平行于超深井井壁，豎直管緊挨超深井井壁位置到2根鋼筋位置用混凝土襯砌固定于超深井井壁，超深井井底挖槽，u形底管放置于挖槽內(nèi)，混凝土包封固定于超深井井底。

15、進一步，步驟3平衡壓機構(gòu)安裝及加壓減壓操作，活塞封堵于第一豎直管上端開口，進水管一端穿過進水孔進入到第一豎直管內(nèi)，進水管另一端與水泵輸水管連通，水泵進水管與水源連通，開動水泵往第一豎直管內(nèi)泵入水，泵入水產(chǎn)生的水壓推動隔離球移動，直到隔離球被水壓推動懸浮于第二豎直管上部，此時隔離球下兩側(cè)水平面等高,?于第二豎直管上端開口泵入混凝土，再活塞上固定千斤頂，隔離球再次往上移動，待隔離球不在移動，減小千斤頂?shù)膲毫ΓS著千斤頂?shù)膲毫ψ冃?，泵入越來越多的混凝土下壓隔離球往下移動，同時隨著混凝土的下移，隔離球另一側(cè)的水，隨著混凝土的下移從進水口流出，直到泵入的混凝土的到出漿口處，千斤頂?shù)膲毫Σ辉贉p小，停止泵入混凝土。

16、進一步，步驟4中，完成灌注后，再次減小千斤頂?shù)膲毫?，不再泵入混凝土，混凝土從出漿口繼續(xù)流出，直到千斤頂壓力減小為零，再隨著混凝土的流出，啟動水泵抽出隔離球另一側(cè)的水減壓，直到第二豎直管內(nèi)混凝土排空。

17、本發(fā)明有益效果在于：本發(fā)明利用u型管連通壓原理，通過控制垂直灌注裝置一側(cè)的壓力，使垂直灌注裝置另一側(cè)的混凝土勻速從高處輸送到超深井井底。解決了深井混凝土垂直輸送灌注問題，具有結(jié)構(gòu)簡單，工藝簡單，占有空間小的優(yōu)點，特別適用于空間小，垂直開挖的工程。

技術(shù)特征：

1.一種超深豎井混凝土垂直灌注裝置，其特征在于，包括u型連通管（1）、隔離球（2）、出漿管（3）和平衡壓機構(gòu)，所述隔離球（2）設(shè)置于u型連通管（1）內(nèi)，所述u形連通管（1）包括第一豎直管（4）、第二豎直管（5）和u形底管（6），所述u形底管（6）兩端開口分別與第一豎直管（4）下端開口和第二豎直管（5）下端開口焊接固定連接，u形底管（6）混凝土包封于超深豎井井底（13），所述第一豎直管（4）和第二豎直管（5）分別通過襯砌固定于超深井井壁（14），第一豎直管（4）、第二豎直管（5）與u形底管（6）相互連通，第二豎直管（5）下部設(shè)置出漿口（7），所述出漿管（3）一端焊接固定于出漿口（7），出漿管（3）另一端延伸到深豎井井底,出漿管（3）緊挨出漿口處設(shè)置閥門，所述平衡壓機構(gòu)設(shè)置于第一豎直管（4）上端開口，用于平衡從第二豎直管（5）上端開口泵入的混凝土壓力。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超深豎井混凝土垂直灌注裝置，其特征在于，所述第一豎直管（4）與第二豎直管（5）都是通過多段豎直管中心對齊焊接而成，所述第一豎直管（4）、第二豎直管（5）和u形底管（6）都是高強無縫鋼管。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超深豎井混凝土垂直灌注裝置，其特征在于，所述平衡壓機構(gòu)包括進水管（8）、水泵（9）、活塞（10）和千斤頂（11），所述活塞（10）封堵于第一豎直管（4）上端開口，活塞（10）上設(shè)置進水孔，所述進水管（8）一端穿過進水孔進入到第一豎直管（4）內(nèi)，進水管（8）另一端與水泵（9）輸水管連通，所述水泵（9）進水管與水源（12）連通，所述千斤頂（11）固定于活塞上表面。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超深豎井混凝土垂直灌注裝置，其特征在于，所述隔離球（2）的直徑大于等于出漿口的直徑。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超深豎井混凝土垂直灌注裝置，其特征在于，所述超深井包括深油層資源開采井、地球物理和地質(zhì)開采井或地鐵通風(fēng)井。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述的一種超深豎井混凝土垂直灌注裝置灌注施工方法，其特征在于，包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超深豎井混凝土垂直灌注裝置灌注施工方法，其特征在于，步驟1中，埋置進水管，超深井旁修建水泵房。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超深豎井混凝土垂直灌注裝置灌注施工方法，其特征在于，步驟2中，豎直管對稱位置焊接固定2根鋼筋，2根鋼筋平行于超深井井壁，豎直管緊挨超深井井壁位置到2根鋼筋位置用混凝土襯砌固定于超深井井壁，超深井井底挖槽，u形底管放置于挖槽內(nèi)，混凝土包封固定于超深井井底。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的超深豎井混凝土垂直灌注裝置灌注施工方法，其特征在于，步驟3平衡壓機構(gòu)安裝及加壓減壓操作，活塞封堵于第一豎直管上端開口，進水管一端穿過進水孔進入到第一豎直管內(nèi)，進水管另一端與水泵輸水管連通，水泵進水管與水源連通，開動水泵往第一豎直管內(nèi)泵入水，泵入水產(chǎn)生的水壓推動隔離球移動，直到隔離球被水壓推動懸浮于第二豎直管上部，此時隔離球下兩側(cè)水平面等高,?于第二豎直管上端開口泵入混凝土，再活塞上固定千斤頂，隔離球再次往上移動，待隔離球不在移動，減小千斤頂?shù)膲毫ΓS著千斤頂?shù)膲毫ψ冃?，泵入越來越多的混凝土下壓隔離球往下移動，同時隨著混凝土的下移，隔離球另一側(cè)的水，隨著混凝土的下移從進水口流出，直到泵入的混凝土的到出漿口處，千斤頂?shù)膲毫Σ辉贉p小，停止泵入混凝土。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的超深豎井混凝土垂直灌注裝置灌注施工方法，其特征在于，步驟4中，完成灌注后，再次減小千斤頂?shù)膲毫?，不再泵入混凝土，混凝土從出漿口繼續(xù)流出，直到千斤頂壓力減小為零，再隨著混凝土的流出，啟動水泵抽出隔離球另一側(cè)的水減壓，直到第二豎直管內(nèi)混凝土排空。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種超深豎井混凝土垂直灌注裝置，包括U型連通管、隔離球、出漿管和平衡壓機構(gòu)，隔離球設(shè)置于U型連通管內(nèi)，U形連通管包括第一豎直管、第二豎直管和U形底管，U形底管兩端開口分別與第一豎直管下端開口和第二豎直管下端開口焊接固定連接，U形底管混凝土包封于超深豎井井底，第一豎直管和第二豎直管分別通過襯砌固定于超深井井壁，第二豎直管下部設(shè)置出漿口，出漿管一端固定出漿口，出漿管緊挨出漿口處設(shè)置閥門，平衡壓機構(gòu)設(shè)置于第一豎直管上端開口，用于平衡從第二豎直管上端開口泵入的混凝土壓力。本發(fā)明還公開了一種超深豎井混凝土垂直灌注裝置施工方法。本發(fā)明解決超深井混凝土平穩(wěn)運輸灌注的問題。具有結(jié)構(gòu)和工藝簡單，占有空間小的優(yōu)點。

技術(shù)研發(fā)人員：孟繁超,曹基光,牛鑫,邢會沖,馬駿彪,方凱祥,劉志偉,申海洋,劉冬,楊國富,薛有青,田新國,齊世超
受保護的技術(shù)使用者：中建二局第三建筑工程有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30