适用于钢管柱定位器的混凝土防超灌装置及施工方法 |
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| 申请号 | CN202210801027.5 | 申请日 | 2022-07-08 | 公开(公告)号 | CN115233681B | 公开(公告)日 | 2024-05-14 |
| 申请人 | 中铁隧道局集团有限公司; 中铁隧道股份有限公司; | 发明人 | 董锋利; 王阿龙; 李现朋; 马瑞升; 张强; 李恩雷; 娄志豪; 袁中凯; 李国东; 张万洲; 袁庆典; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种适用于 钢 管柱 定位 器的 混凝土 防超灌装置及施工方法，通过导电片及简单 串联 电路 实现 浆液 高度监测，且通过继电器实现注浆的自动控制，解决了现有装置构造复杂、造价高、控制繁琐的问题。装置包括电源、平行设置的两导电片、设于所述两导电片间的隔离件、用于包裹两所述导电片的柔性绝缘套、接设于所述电源和所述导电片间的报警器和用于控制注浆 泵 启停的继电器。其施工方法包括如下步骤：（1）定位器卡槽设置，桩口处架设控制箱；（2）固定连接导电片；（3）继电器接线；（4）启动注浆；（5）注浆完成后拆解装置 导线 。本发明具有结构简单、使用方便、可靠性高的优点。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种混凝土防超灌装置，包括电源，其特征在于，还包括平行设置的两导电片、设于所述两导电片间的隔离件、用于包裹两所述导电片的柔性绝缘套、接设于所述电源和所述导电片间的报警器和用于控制注浆泵启停的继电器、设于钢管桩定位器盘底面对应位置处的卡槽；包裹柔性绝缘套且分别预留接线端的两导电片插设于定位器盘底面的卡槽中；所述隔离件为大小匹配于所述两导电片的绝缘隔离垫，使得两导电片在外力作用下可相接触。 |
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| 说明书全文 | 适用于钢管柱定位器的混凝土防超灌装置及施工方法技术领域[0001] 本发明涉及钢管柱施工技术领域，具体涉及一种适用于钢管柱定位器的混凝土防超灌装置及施工方法。 背景技术[0002] 钢管柱是施工地下车站重要的工程构件，其施工工艺流程包括：地面测量定位、安放护筒、钻挖成孔、下钢筋笼、浇筑混凝土至设定标高、吊放安装定位器、二次浇筑混凝土至定位器底面标高、吊放钢管柱至定位器上、三次浇筑混凝土至桩顶标高。其中，定位器安装前先确定钢柱中心点，依地面放线定位的控制桩，在孔口处做十字线，确定桩柱中心点，在按照此中心点用线锤垂至孔底定位，随后进行定位器的安装。 [0003] 定位器的安装作业空间狭小，且作业难度大，对定位器进行二次浇筑混凝土时，依靠传统的混凝土浇筑防超灌措施——计算工程量和人工现场查看，对作业人员安全存在一定影响，而且混凝土标高不易控制，导致注浆不密实或者混凝土超灌进而堵塞定位器连接 螺栓孔，超灌后人工凿除则费工费时，并存在极大的安全隐患。尽管现有一些混凝土标高控制装置，但是其结构复杂，成本造价高、控制过程繁琐、维修成本高，且施工中易遭受损坏进而影响施工进度及质量。 发明内容[0005] 鉴于以上技术问题中的至少一项，本公开提供了一种适用于钢管柱定位器的混凝土防超灌装置及施工方法，通过导电片及简单串联电路实现浆液高度监测，且通过继电器 实现注浆的自动控制，以解决现有装置构造复杂、造价高、控制繁琐的问题。 [0006] 根据本公开的一个方面，提供一种混凝土防超灌装置，包括电源、平行设置的两导电片、设于所述两导电片间的隔离件、用于包裹两所述导电片的柔性绝缘套、接设于所述电源和所述导电片间的报警器和用于控制注浆泵启停的继电器。 [0007] 在本公开的一些实施例中，所述柔性绝缘套为软质塑胶材质。 [0008] 在本公开的一些实施例中，所述两导电片均为铜材质件。 [0010] 在本公开的一些实施例中，所述隔离件为U型绝缘弹片，所述两导电片分别设于该U型绝缘弹片两臂上。 [0011] 在本公开的一些实施例中，所述继电器为常闭继电器。 [0012] 根据本公开的另一个方面，提供一种混凝土防超灌施工方法，基于上述混凝土防超灌装置而实施，包括如下步骤： [0013] （1）在钢管桩定位器盘的底面对应位置处设置卡槽，在桩口处架设包括电源、报警器、继电器的控制箱； [0014] （2）将包裹绝缘套且分别预留接线端的两导电片插入定位器底面的卡槽中，并将导电片的接线端分别连接具有一定长度的导线至控制箱对应端口； [0015] （3）将继电器的动作端与对应的注浆设备对应电连接； [0016] （4）启动注浆设备和防超灌装置电源，对定位器进行浇筑和浆液高度监测； [0017] （5）直至浆液挤压导电片接触进而触发报警器报警、注浆设备自动关断后，关闭注浆设备及防超灌装置电源。 [0018] 在本公开的一些实施例中，在所述步骤（1）中，所述卡槽由对称设置的两角钢构成，且两角钢间距匹配于导电片尺寸，保证导电片位于两角钢间中空区域。 [0019] 本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下任一技术效果或优点： [0021] 2. 由于导电片外包裹有柔性绝缘套，有效解决了混凝土浆液渗入导电片间进而造成检测失效的技术问题，保证了装置的可靠性。 [0022] 3. 由于采用了继电器，有效解决了注浆至标高位置处时注浆机的控制问题，进而实现了注浆至标高处时注浆设备自动停机。 [0024] 图1为本申请一实施例中混凝土防超灌装置的结构示意图。 [0025] 图2为本申请一实施例中混凝土防超灌装置的电路原理示意图。 [0026] 图3为本申请另一实施例中两导电片连接结构示意图。 [0027] 图4为本申请另一实施例中混凝土防超灌装置的电路原理示意图。 [0028] 图5为本申请一实施例中定位器的结构示意图。 [0029] 图6为本申请一实施例中混凝土防超灌装置使用示意图。 [0030] 图7为本申请又一实施例中混凝土防超灌装置使用示意图。 [0031] 图8为本申请又一实施例中混凝土防超灌装置电路原理示意图。 [0032] 以上各图中，1为导电片，2为绝缘隔离垫，3为柔性绝缘套，4为控制箱，5为工作指示灯，6为声光报警器，7为导线，8为U型绝缘弹片，9为漏电保护器，10为定位器，11为卡槽，12为注浆设备，13为继电器。 具体实施方式[0033] 在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请 的限制。而本申请所涉及“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。 [0034] 以下实施例中所涉及的零部件等器件，如无特别说明，则均为常规市售产品。 [0038] 考虑到装置内采用有其他较小额定电压的器件，故220V的市电无法直接接入本装置中，进而在该市电在使用前先需要通过变压器进行电压变换，以满足装置中各用电器件 的要求。本实施例中采用220V转12V的变压器，该变压器的输入端子分别接入对应市电的火线及零线，其输出端子按照铭牌上标注的12V输出端子分别接线，进而引出两根电源线为本防超灌装置供电。 [0039] 为了用电安全及防护，在交流电电源及变压器间设置漏电保护器，防止因施工意外而损坏装置所导致的漏电等安全事故的发生，保证装置的使用安全及施工安全。 [0040] 两导电片为注浆高度的监测部件，本实施例中，两导电片为导电性能优良的铜材质，其尺寸为长4cm宽2cm厚0.5mm。此外，两铜片间夹有一宽2cm厚0.5cm的橡胶绝缘隔离垫，该绝缘隔离垫主要起到支撑隔离两导电片，避免无受力情况下两导电片的接触。使用时，两导电片分别与两电源线相接，在不受外力时，两导电片上下相对，互不接触，也即接入电路中的两导电片其所处位置为断路状态；当因外部环境的改变，造成外力对导电片发生挤压，进而导致两导电片相互接触，也即电路闭合，电路形成通路，触发后续的报警。 [0041] 在其他的一些实施例中，参见图3，两导电片间的隔离件为两臂间宽0.5cm的U型塑料弹片，两导电片粘结于该U型弹片的两臂上，且两导电片分别与两电源线连接。U型塑料弹片一方面对两导电片起到支撑作用，另一方面利用自身的绝缘材料性质，防止二者间的接 触，且依靠自身所具有的弹性，同时保证两导电片在受外力时能相互接触。不受外力时，两导电片相互平行，不发生接触，电路断路；受到外力时，在外力的挤压作用下，由于U型塑料弹片具有弹性，进而上下两导电片间发生接触，电路导通。 [0042] 由于使用工作环境的限制，两导电片会直接与混凝土浆直接接触，当混凝土浆液渗入进两导电片间，则会造成上下两导电片间存在浆液杂质无法相互接触，也即无法使装 置电路达到通路的条件，进而无法实现超灌的监测功能。由此，故而在两导电片外套设一柔性绝缘套进行防护，该柔性绝缘套为软质塑胶材质，一方面可以避免混凝土浆液渗入两导 电片间发生干扰，且通过自身绝缘特性，可为两导电片提供更好的使用环境，起到更好的防护，避免发生漏电等安全事故，另一方面，软质材料可以避免其对导电片所受外力的削弱，避免由于绝缘套过分保护而阻碍外力对导电片的挤压，进而导致注浆高度判断不准确的情 况。此外，本实施例中的绝缘套为袋状结构，套入并包裹好导电片后采用电工胶布将袋口封闭，以隔离混凝土浆液。 [0043] 考虑到两导电片发生接触后会产生过大的电流，进而造成发热短路现象，损坏电路和电源，故在导电片与变压器间任一条线路上设置一限流电阻，该限流电阻起到对电路 中电流的限制阻碍作用，保护电路安全工作。 [0044] 继电器采用常闭继电器，该继电器控制端口串接入电路中，参见图2，其动作端口与注浆设备连接，用于控制注浆的启停。由于采用的是常闭继电器，当两导电片未接触，也即注浆高度还没达到标高时，电路为断路状态，进而继电器上未有电流流过，此时继电器动作端始终处于闭合状态，与其连接的注浆设备也因此一直工作；当注浆达到标高时，浆液会挤压导电片，进而导致两导电片相接触，电路导通，继电器有电流流过，触发继电器，导致继电器动作端口断开，与之连接的注浆设备也因此得以停止注浆，保证注浆的高度。 [0046] 本实施例中还设有工作指示灯，该指示灯设于交流电源与变压器间，用于确认装置是否通电工作。本例中还设有一控制箱，工作指示灯嵌于箱面上，漏电保护器、变压器、限流电阻、继电器则设于控制箱内，声光报警器设置于箱体上表面。 [0047] 在其他的一些实施例中，参见图4，适用于钢管柱定位器的混凝土防超灌装置包括12V移动电源、导电片、隔离件、限流电阻、声光报警器及连接注浆设备的继电器。 [0048] 本例还公开一种基于上述适用于钢管柱定位器的混凝土防超灌装置的混凝土防超灌施工方法，参见图6，包括如下步骤： [0049] （1）在钢管桩定位器盘的底面对应位置处设置置物槽，在桩口处架设包括电源、报警器、继电器的控制箱。 [0051] （2）将包裹绝缘套且分别预留接线端的两导电片插入定位器底面的置物槽中，并将导电片的接线端分别连接具有一定长度的导线至控制箱对应端口。 [0052] 将包裹好绝缘套的两导电片卡入卡槽内，其中，带绝缘套尺寸需要大于导电片尺寸，并使导电片位于绝缘套中间，且需保证卡入卡槽后，导电片部位处于定位器两卡槽中间空区域，以便于混凝土浆液注至定位器板位置处时，依靠浆液压力可以挤压导电片，进而使得两导电片相互接触，电路导通。 [0053] 导电片放置完成后，将导电片预留出的接线端通过长导线连接至控制线甩出的接线端口，导线长度根据桩柱深度确定，保证导电片能水平放置于定位器相应卡槽内。 [0054] （3）将继电器的动作端与对应的注浆设备对应电连接。 [0055] 本实施例中，继电器的动作端接入注浆设备的控制回路，通过闭合和断开进而控制注浆设备的启停。 [0056] （4）启动注浆设备和防超灌装置电源，对定位器进行浇筑和浆液高度监测。 [0057] （5）直至浆液挤压导电片接触进而触发报警器报警、注浆设备自动关断后，关闭注浆设备及防超灌装置电源。 [0058] 由于两导电片为铜材质，并不影响底部混凝土的浇筑质量，故而在浇筑完成后，断开装置电源，从定位器位置处混凝土浆液中所漏出线体的根部剪断两电源线，其余部分可再循环使用，大大降低了施工成本。 [0059] 在其他的一些实施例中，为了进一步的提升监测的准确性和可靠性，在定位器盘的背面设置多个监测点。参见图7，在定位器盘背面相对设置了两个监测点，采用冗余设置，防止因施工环境磨损等影响因素造成误判或失效，两组导电片分别接入控制箱，互不影响 判断。在另外的一些实施例中，同时对多个钢管柱定位器注浆进行监控，参见图7‑图8分别设有导电片、限流电阻，由此，可在同一个控制箱中对各注浆工况进行监视。 [0060] 尽管已描述了本发明的一些优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。 [0061] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围 之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。 |
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