一种气举反循环液面控制装置及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钻孔灌注粧工程施工技术领域，特别涉及一种气举反循环液面控制装置及控制方法。
【背景技术】
[0002]随着我国城市化建设步伐不断加快，城市用地日益紧张，地下深部空间工程开发已逐渐成为城市规划的发展趋势，其中重要的工程就是对地钻孔灌注粧工程。随着对地钻孔灌注粧的粧长及承载力的要求越来越高，对土层孔壁稳定性、沉渣清理要求也相应的提高，针对这一工程阶段，施工现场采用气举反循环工艺，能有效的清理孔底沉渣，提高粧的承载力。
[0003]气举反循环的工艺过程就是在钻孔灌注粧成孔后，粧身混凝土浇筑前，先将气液混合器伸入灌浆导管内一定深度位置，再将压缩空气通过送风管送至气液混合器，使压缩空气与灌浆导管内的泥浆混合，形成密度比灌浆导管外的泥浆的密度小的泥浆空气混合浆液。该泥浆空气混合浆液在灌浆导管内外气压差的作用下，沿灌浆导管内腔上升，经排渣管排至泥浆池。经沉淀后部分泥浆又以自流的方式流回粧孔内，沉入孔底，继续被吸入灌浆导管内，形成新的泥浆空气混合浆液，再次被排出至泥浆池，这样形成反循环，在反循环过程中，孔底原有的沉渣随泥浆空气混合浆液吸入灌浆导管内，从而被排出粧孔，形成清孔的效果O
[0004]相应地，气举反循环系统包括进行钻孔的气举反循环液压动力头钻机、用于吸入孔底泥浆的灌浆导管，如图1所示。
[0005]因施工现场不能连续、及时地使经泥浆池(未图示)沉淀后的泥浆以自流的方式流回粧孔02内，因此往往造成孔内的泥浆含量较少，这样当灌浆导管01吸入泥浆时，护筒03下方的孔壁上的泥浆会受到吸力进入灌浆导管01，这样容易导致孔壁坍塌，造成塌孔。
[0006]专利CN202215169U(申请号:201120296614.0，公开日:2012年5月9日)公开了一种栗循环施工装置，包括泥浆补充组件，包括设在泥浆池中的泥浆栗和与该泥浆栗连接并从该泥浆栗延伸到该井孔中的泥浆补充管路。上述专利采用双栗泥浆正循环，主要利用泥浆栗将制备好的泥浆通过导管穿过井漏断面，注入到正在施工的部位，从而满足正循环施工的条件。
[0007]上述技术虽然能够补充泥浆，但是并不能根据气举反循环进行的过程适时地补充泥浆，一旦泥浆补充过多，溢出粧孔，反而会影响气举反循环的进行，当泥浆补充太少，又会造成塌孔，因此上述专利补充泥浆时，需人力时时观察粧孔内泥浆的液面，并不能自动根据气举反循环的进程适当补充泥浆，泥浆补充过程费时又费人力。
[0008]因此有必要发明一种气举反循环液面控制装置及控制方法，能够自动根据泥浆的液面所在的位置进行及时、连续地补充泥浆。
【发明内容】
[0009]为了达到上述目的，本发明提供了一种气举反循环液面控制装置或者控制方法，将钻孔初期用于给粧孔定位而放置在粧孔内的护筒与一浮球液位控制结构形成连通器结构，且将护筒另一侧与泥浆补充装置连通，浮球液位控制结构中的泥浆液面与护筒内的泥浆液面持平，因此通过浮球液位控制结构中的漂浮物感知泥浆的液面，在当泥浆液面到达需大量补充泥浆的位置以及需少量补充泥浆的位置时，皆通过电路控制使得泥浆补充装置对粧孔内进行泥浆补充，并且根据泥浆液面的位置调整泥浆补充的速度与流量，因此无需人力时时监控，并且根据气举反循环的进程实时地、适当地补充泥浆，避免塌孔。
[0010]本发明提供的一种气举反循环液面控制装置，包括
[0011]内部放置有泥浆的一泥浆补充装置，与护筒连通，用于向护筒内补充泥浆；
[0012]一浮球液位控制结构，与护筒连通形成连通器结构，所述浮球液位控制结构中具有漂浮物以及感应装置，感应装置分为上感应装置和下感应装置，上感应装置的位置与护筒内第一泥浆位置对应，下感应装置的位置与护筒内第二泥浆位置对应，第一泥浆位置高度高于第二泥浆位置；
[0013]感应装置与泥浆补充装置连接。
[0014]作为优选，第一泥浆位置低于地面0.1米。
[0015]作为优选，第二泥浆位置低于地面1.5米。
[0016]作为优选，所述泥浆补充装置包括一泥浆补充箱、将泥浆补充箱与护筒连通的第一管道和第二管道，所述第一管道上具有泥浆补充阀门，其与感应装置通过电路连接，第一管道的内径大于第二管道的内径。
[0017]作为优选，第二管道上具有手动控制常开阀门。
[0018]作为优选，感应装置与三位四通电磁阀串联，三位四通电磁阀与阀门开关油缸油路连接，阀门开关油缸与泥楽补充阀门固定连接。
[0019]作为优选，三位四通电磁阀的进油口和回油口与钻机机架的液压系统相连通，三位四通电磁阀的通油口与阀门开关油缸相连通。
[0020]作为优选，浮球液位控制结构为管式结构，其与护筒的联通处位于第二泥浆位置。
[0021]本发明还提供一种使用如上所述的气举反循环液面控制装置的控制方法，当护筒内的泥浆液面低于或者位于第二泥浆位置时，漂浮物触碰下感应装置，下感应装置通过电路控制打开泥浆补充装置使得泥浆补充装置向护筒内以第一流量补充泥浆；当护筒内的泥浆液面高于或者位于第一泥浆位置时，漂浮物触碰上感应装置，上感应装置通过电路使得泥浆补充装置向护筒内以第二流量补充泥浆，第一流量大于第二流量。
[0022]作为优选，分别设置第一管道和第二管道皆将泥浆补充装置与护筒连接，第一管道内径大于第二管道，当护筒内的泥浆液面低于或者等于第二泥浆位置的高度时，泥浆补充装置内的泥浆同时通过第一管道和第二管道向护筒内补充泥浆，当护筒内的泥浆液面高于或者位于第一泥浆位置时，泥浆补充装置仅通过第二管道向护筒内补充泥浆。
[0023]与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明提供的一种气举反循环液面控制装置，包括
[0024]内部放置有泥浆的一泥浆补充装置，与护筒连通，用于向护筒内补充泥浆；
[0025]一浮球液位控制结构，与护筒连通形成连通器结构，所述浮球液位控制结构中具有漂浮物以及感应装置，感应装置分为上感应装置和下感应装置，上感应装置的位置与护筒内第一泥浆位置对应，下感应装置的位置与护筒内第二泥浆位置对应，第一泥浆位置高度高于第二泥浆位置；
[0026]感应装置与泥浆补充装置连接。
[0027]本发明还提供一种使用如上所述的气举反循环液面控制装置的控制方法，当护筒内的泥浆液面低于或者位于第二泥浆位置时，漂浮物触碰下感应装置，下感应装置通过电路控制打开泥浆补充装置使得泥浆补充装置向护筒内以第一流量补充泥浆；当护筒内的泥浆液面高于或者位于第一泥浆位置时，漂浮物触碰上感应装置，上感应装置通过电路使得泥浆补充装置向护筒内以第二流量补充泥浆，第一流量大于第二流量。
[0028]本发明将钻孔初期用于给粧孔定位而放置在粧孔内的护筒与一浮球液位控制结构形成连通器结构，且将护筒另一侧与泥浆补充装置连通，浮球液位控制结构中的泥浆液面与护筒内的泥浆液面持平，因此通过浮球液位控制结构中的漂浮物感知泥浆的液面，一般在护筒中根据施工现场条件设置两个位置，分别是需要快速补充泥浆的位置和需要缓慢补充泥浆的位置，也即分别对应第二泥浆位置和第一泥浆位置，无论泥浆液面到达第一泥浆位置还是第二泥浆位置，皆通过电路控制使得泥浆补充装置对粧孔内进行泥浆补充，并且根据泥浆液面的位置调整泥浆补充的速度与流量，如当泥浆液面位于第二位置时，则使泥浆补充装置以大流量向护筒补充泥浆，当泥浆液面位于第一位置时，则使泥浆补充装置以小流量向护筒补充泥浆，因此使用这种控制装置和控制方法进行泥浆补充，无需人力时时监控，并且根据气举反循环的进程实时地、适当地补充泥浆，避免塌孔。
【附图说明】
[0029]图1为现有技术中气举反循环工艺示意图；
[0030]图2为本发明提供的气举反循环液面控制装置结构示意图；
[0031]图3为本发明提供的继电器的电路结构示意图。
[0032]现有技术中:01_灌浆导管、02-粧孔、03-护筒；
[0033]本发明图示:1_浮球液位控制结构、11-浮子、12-上感应装置、121-上感应装置对应开关、13-下感应装置、131-下感应装置对应开关、14-电源、2-三位四通电磁阀、21-第一油口、22-第二油口、23-第三油口、24-第四油口、25-左电磁阀、26-右电磁阀、3-阀门开关油缸、31-左腔室、32-右腔室、33-活塞、4-第一管道、41-泥浆补充阀门、5-第二管道、51-手动控制常开阀门、6-泥楽补充箱、71-第一继电器、711-第一继电器常开触点一、712-第一继电器常开触点二、72-第二继电器、721-第二继电器常开触点一、722-第二继电器常开触点二、723-第二继电器常闭触点、73-第三继电器、731-第三继电器常闭触点、8-钻机机架液压系统、9-护筒。
【具体实施方式】
[0034]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。
[0035]请参照图2，一般地，在初期钻孔时，常埋设护筒9来定位需要钻的粧位，护筒9定位时，先以粧位中心为圆心，根据护筒9半径在地面上定出护筒9位置，护筒9就位后，施加压力将护筒9埋入约50cm，护筒9垂直于地面，护筒9除了可以定位还可以保护孔口，以及防止地面石块掉入孔内，防止钻孔过程中的沉渣回流，并且保持泥浆水位，防止塌孔。
[0036]由于护筒9仅埋入地下约50cm，为了防止护筒9下方的孔壁在气举反循环中塌孔，则使用本发明提供的一种气举反循环液面控制装置，请参照图2，该装置包括内部放置有泥浆的一泥浆补充箱6，与护筒9连通，用于向护筒9内补充泥浆。
[0037]较佳地，泥浆补充箱6通过两根管道与护筒9连通，分别为第一管道4和第二管道5，第一管道4上具有泥浆补充阀门41，第二管道5上具有手动控制常开阀门51，第一管道4的内径大于第二管道5，即单位时刻第一管道4的流量大于第二管道5的流量。
[0038]还包括一浮球液位控制结构I，由电源14供电以保持工作状态，浮球液位控制结构I与护筒9连通形成连通器结构，浮球液位控制结构I为管状结构，其中具有漂浮物可以随着通入浮球液位控制结构中的泥浆液面上下移动，浮球液位控制结构I顶部为上感应装置12，底部为下感应装置13，上感应装置12的位置与护筒9内第一泥浆位置(未图示)对应，