用于地下连续墙端头空间封填的柔性液态囊及封填方法与流程

本发明属于地下连续墙施工技术领域，尤其涉及一种用于地下连续墙端头空间封填的柔性液态囊及封填方法。

背景技术：

当前世界各国都在抓住时机，大力推进地下空间开发和建设；近年来我国现代城市轨道交通得到飞速发展，地下车库、商场也在大力兴建。目前，地下空间围护结构采用地下连续墙，地下连续墙接头施工环节复杂，常用的施工方法有抛填泥包+封装箱和利用泥浆囊封填。

抛填泥包+封装箱的施工方法具有以下缺点：(1)接头处如果刷壁不到位，无法保证二期钢筋笼顺利下放，钢筋笼水平钢筋难于插入一期工字钢连接槽内，接缝处很容易出现渗漏，而且，泥包需求量很大、占用大面积施工场地，达不到标准化施工要求；(2)因为封头箱、锁口管周围存在空隙，绕流砼包裹封头箱、锁口管，在砼的侧压力的作用下，封头箱、锁口管接头处极易发生弯曲，所以在灌注砼的同时需要不断的提拔封头箱、锁口管，防止封头箱、锁口管被绕流砼抱死，如果无法拔出槽孔，其后续处理会造成巨大的经济损失，而且延误工期，并且，封头箱、锁口管进出场运输费用高。综上，抛填泥包+封装箱的施工方法极大地浪费了人力、物力、财力及时间，耽误工期。

公开号为cn104278697a的发明专利公开了一种用于地下连续墙端头空间封填的泥浆囊，该泥浆囊的顶部设置有穿入孔，泥浆囊内设置有配重袋，配重袋通过钢丝绳穿过穿入孔，泥浆囊的顶部设置有进气孔，进气管穿过进气孔插入到泥浆囊的底部，泥浆囊的顶部还设置有注浆阀和压力表，泥浆囊的底部设有进出浆阀。采用该泥浆囊进行地下连续墙端头封填的方法为：将泥浆囊放入地下连续墙端头的两端槽中，由于泥浆囊内设置有配重袋，泥浆囊底部的进出浆阀会在槽中下落，进出浆阀入槽下落时自动打开，此时泥浆就能通过泥浆囊底部孔洞进入到泥浆囊内。当泥浆囊吊落至槽底时，进出浆阀关闭，泥浆停止向泥浆囊内灌注，然后连接注浆泵与泥浆囊顶部注浆阀门，开起注浆泵向泥浆囊里灌注泥浆，观察压力表读数达到设计值时，关闭泥浆囊顶部注浆阀门停止灌注泥浆。通过吊环提升泥浆囊时，首先打开泥浆囊顶部注浆阀门，泥浆囊内压力减小，泥浆囊里的泥浆外流，泥浆囊吊起时泥浆囊底部进、出球阀将会打开，泥浆囊内的泥浆从底部的进出浆阀流出，待泥浆囊全部取出后，用清水冲洗干净以备下次使用。该泥浆囊进行灌注泥浆时需要泥浆囊顶部的注浆阀、进气孔、压力表，内部的配重袋和底部的进出浆阀相互配合，操作较复杂，需要大量的人力配合完成。而且，进出浆阀依靠重力打开，利用槽底抵住进出浆阀实现关闭，打开和关闭的方式存在随机性，如果打开或关闭失败，则会导致封填失败，延误工期。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种用于地下连续墙端头空间封填的柔性液态囊就封填，其采用凯夫拉作为内胆，外面包覆帘子布和硫化层，具有抗冲胀强度、弹性、水密性，而且重量轻，折叠后体积小、运输简便。而且通过囊顶机构改变了传统的注浆方式，囊体内注入的是清水，不再是泥浆，减少了囊体的承重；而且囊体内的清水均采用从顶部注入、从顶部排出的方式，区别于传统的底部排水的方式，从顶部抽出的水用于制浆，节约用水，而且封填效果好。在柔性液态囊提出槽孔后，经超声波检测仪检测结果显示各边整齐、无泥土无绕流砼，工字型钢槽内干净。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种用于地下连续墙端头空间封填的柔性液态囊，包括囊体、配重物、囊体顶部的囊顶机构和囊体底部的底阀，所述囊体包括凯夫拉内胆和硫化层，硫化层包覆在凯夫拉内胆的外层；所述囊体的底部为倒锥形；所述囊顶机构包括进抽水管、进水管、排气管、配重孔和用于检测囊体内部压力的压力表；所述进抽水管的第一端插入所述囊体内部，所述进抽水管的第二端与自吸泵的吸水管或出水管相连；所述进水管的第一端插入所述囊体内部，所述进水管的第二端与自来水管连接；所述排气管的第一端插入所述囊体内部，所述排气管的第二端连接囊体外部大气；所述压力表安装在所述排气管上；所述配重物通过牵引绳穿过配重孔进入囊体的内部；所述底阀包括变径水管和端盖，所述变径水管的第一端位于囊体内部，所述变径水管的第二端位于囊体外部，所述变径水管第一端的内径小于第二端的内径，所述变径水管的第二端通过内径上的螺纹与端盖螺接。

优选的，所述囊体还包括帘子布，帘子布位于凯夫拉内胆和硫化层之间。

优选的，所述硫化层由橡胶，橡胶和纤维，橡胶和帘子布，或橡胶、纤维和帘子布硫化而成。

优选的，所述囊顶机构通过囊顶外端盖、囊顶内端盖和两道错位安装的抱箍固定在所述囊体的顶部，所述囊顶内端盖安装于囊体内部并用两道错位安装的抱箍抱紧，所述囊顶外端盖安装在囊体顶部的外端面上，所述进抽水管、进水管、排气管和配重孔均穿过所述囊顶外端盖和囊顶内端盖与囊体内部连通。

优选的，所述囊体内设有用于支撑囊体的支撑组件，所述支撑组件包括第一支撑杆、第二支撑杆和用于调节第一支撑杆和第二支撑杆之间距离的驱动件，所述第一支撑杆抵在所述囊体的内壁上，所述第二支撑杆抵在所述第一支撑杆相对的囊体内壁上，所述驱动件位于第一支撑杆和第二支撑杆之间。

优选的，所述驱动件的数量为2组，所述驱动件包括油缸、第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的第一端与所述第一支撑杆活动连接，所述第二连杆的第一端与所述第二支撑杆活动连接，所述第一连杆的第二端与所述第二连杆的第二端转动连接，所述油缸的缸筒固定在所述第一支撑杆上，所述油缸的活塞杆固定在所述第一连杆与第二连杆的连接处，两组驱动件的油缸的活塞杆方向相背。

本发明还提供一种用于地下连续墙端头空间封填的柔性液态囊，包括囊体、配重物、囊体顶部的囊顶机构和囊体底部的底阀，所述囊体包括纤维和橡胶硫化而成的硫化层，所述囊体的底部为倒锥形；所述囊顶机构包括进抽水管、进水管、排气管、配重孔和用于检测囊体内部压力的压力表；所述进抽水管的第一端插入所述囊体内部，所述进抽水管的第二端与自吸泵的吸水管或出水管相连；所述进水管的第一端插入所述囊体内部，所述进水管的第二端与自来水管连接；所述排气管的第一端插入所述囊体内部，所述排气管的第二端连接囊体外部大气；所述压力表安装在所述排气管上；所述配重物通过牵引绳穿过配重孔进入囊体的内部；所述底阀包括变径水管和端盖，所述变径水管的第一端位于囊体内部，所述变径水管的第二端位于囊体外部，所述变径水管第一端的内径小于第二端的内径，所述变径水管的第二端通过内径上的螺纹与端盖螺接。

本发明还提供一种利用上述柔性液态囊对地下连续墙端头空间进行封填的封填方法，包括以下步骤：

s1、柔性液态囊吊装入槽：测量端头空间的槽深，得出柔性液态囊的长度与槽深的数据差，吊装装置吊起柔性液态囊放入端头空间的槽孔内，并下放柔性液态囊，直至柔性液态囊的顶部距槽孔顶面的距离等于柔性液态囊的长度与槽深的数据差，保证柔性液态囊的底部与槽底接触；

s2、向柔性液态囊内灌注清水：进抽水管连接自吸泵的出水管，进水管连接自来水管，同时通过进抽水管和进水管向囊体内注入清水，注水过程中，时刻观察压力表的读数，当读数达到预设压力值时关闭自来水管和自吸泵，停止向囊体内注水；

s3、抽净柔性液态囊内的清水：进抽水管连接自吸泵的吸水管，自吸泵的出水管连接制浆器底部的进水管，开启自吸泵将囊体内的清水抽取到制浆器内，制浆器制成新浆注入到槽内的囊体外围，随着囊体内的清水减少，囊体自上而下逐渐收缩；

s4、柔性液态囊吊出槽孔，排净囊底清水，完成封填：待囊体内的清水抽净，囊体收缩至原形后，吊装装置将柔性液态囊吊出槽孔，拧开底阀的端盖，排净囊体底部剩余的清水，完成此端头空间的封填；将柔性液态囊吊至另一个槽孔内，或折叠后收纳。

优选的，预设压力值为0.15mpa。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明的用于地下连续墙端头空间封填的柔性液态囊，囊体采用凯夫拉作为内胆，外面包覆帘子布和硫化层，具有抗冲胀强度、弹性和水密性，具有高强度、高耐磨和高抗撕裂性，使用寿命长，而且重量轻，折叠后体积小、运输简便，易于加工成型，生产成本低。

(2)本发明的柔性液态囊能够快速封填连接墙端头空间，缩短了封填时间，而且操作简单、安全可靠、节省人力物力。囊顶机构包括进抽水管、进水管、排气管和压力表，进抽水管与自吸泵连接，进水管与自来水管连接，在柔性液态囊吊装入槽后，自吸泵通过进抽水管向柔性液态囊的囊体内注水，同时自来水经进水管进入囊体内，囊体内压力达到预设压力值时停止注水；注水过程中，柔性液态囊底阀关闭，由于其良好的密封性，避免了囊内的清水流出囊体外，同时，排气管上的放气阀打开以放净囊体内的空气，使囊体内全是清水，保证加压达到预设压力值后，囊体不会因承受砼的压力体积发生变化；提取柔性液态囊前，自吸泵将柔性液态囊内的清水经进抽水管抽取到制浆器中，制成新浆灌入囊体的外部，随着柔性液态囊内清水不断减少，柔性液态囊的囊体自上而下逐渐收缩，待到囊内清水抽取干净时，清水全部制成新浆灌入端头空间，整个囊体也收缩恢复原形，将柔性液态囊吊出槽孔后，打开柔性液态囊底阀，将嚢底残余的清水排净。底阀关闭时，具有良好的密封性，避免囊体内的水流出囊体，也能避免囊体外的浆液进入到囊体内；底阀打开时，能将囊体内的水完全排干净。

(3)本发明改变了传统的注浆方式，囊体内注入的是清水，不再是泥浆，减少了囊体的承重；而且囊体内的清水均采用从顶部注入、从顶部排出的方式，区别于传统的底部排水的方式，从顶部抽出的水用于制浆，节约用水，而且封填效果好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的用于地下连续墙端头空间封填的柔性液态囊的结构示意图；

图2是本发明的囊体的结构示意图；

图3是本发明的支撑组件的结构示意图。

图中：1-囊体，2-囊顶机构，3-底阀，6-配重物，11-凯夫拉内胆，12-帘子布，13-硫化层，21-进抽水管，22-进水管，23-排气管，24-压力表，25-配重孔，31-变径水管，32-端盖，61-牵引绳，51-囊顶外端盖，52-囊顶内端盖，53-两道错位安装的抱箍，7-支撑组件，71-第一支撑杆，72-第二支撑杆，73-驱动件，731-第一连杆，732-第二连杆，733-油缸。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细的说明，而非对本发明的保护范围限制。需要理解的是在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”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发明和简化描述，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发明的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于简化文字描述以区别于类似的对象，而不能理解为特定的次序间的先后关系。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

如图1所示，本发明提供一种用于地下连续墙端头空间封填的柔性液态囊，包括囊体1、配重物6、囊体顶部的囊顶机构2和囊体底部的底阀3，配重物6依靠自身的重量增加柔性液态囊吊装入槽时的重量，使柔性液态囊准确吊装入位。

囊体1包括凯夫拉内胆11和硫化层13，硫化层13包覆在凯夫拉内胆11的外层。还包括帘子布12，帘子布12位于凯夫拉内胆11和硫化层13之间。硫化层由橡胶，橡胶和纤维，橡胶和帘子布，或橡胶、纤维和帘子布硫化而成。

凯夫拉，英文原名kevlar，也译作克维拉或凯芙拉，是一种芳纶纤维材料，为"聚对苯二甲酰对苯二胺"，化学式的重复单位为-[-co-c6h4-conh-c6h4-nh-]-接在苯环上的酰胺基团为对位结构，由于凯夫拉密度低、强度高，其强度为同等质量钢铁的5倍，但密度仅为钢铁的五分之一，进而使得柔性液态囊重量轻，便于运输，其高强度使得囊体能承受更多清水的重量以及来自囊体外泥浆给的压力；而且凯夫拉坚韧耐磨，且耐酸碱和有机溶剂的侵蚀，易于加工和成型，进而使得柔性液态囊具有高强度、高耐磨和高抗撕裂性，使用寿命长；凯夫拉具有良好的柔韧性，易于折叠，所以本发明的柔性液态囊重量轻，折叠后体积小、运输简便，生产成本低。帘子布的包覆，进一步增强了柔性液态囊承受压力、冲击负荷和强烈震动的能力。最外层的硫化层使其具有良好的密封性和抗冲击能力。

如图2所示，囊体1包括凯夫拉内胆11、帘子布12和硫化层13，多层帘子布12和一层硫化层13依次包覆在凯夫拉内胆11的外部。硫化层由橡胶硫化而成，或者硫化层由橡胶和纤维硫化而成。

囊体可以由凯夫拉内胆11和硫化层13构成，硫化层由橡胶硫化而成，或者硫化层由橡胶和纤维硫化而成，或者硫化层由橡胶、纤维和帘子布硫化而成。

在另一实施例中，囊体也可以只由硫化层13构成，硫化层13由橡胶和纤维硫化而成，或者硫化层由橡胶、纤维和帘子布硫化而成。

囊顶机构2包括进抽水管21、进水管22、排气管23、配重孔25和用于检测囊体1内部压力的压力表24；进抽水管21的第一端插入囊体1内部，进抽水管21的第二端与自吸泵的吸水管或出水管相连，用于向囊体内注水或者将囊体内的清水抽出；进水管22的第一端插入囊体1内部，进水管22的第二端与自来水管连接，用于向囊体内注水；进抽水管21和进水管22能同时向囊体内注水，增加了注水效率，缩短注水时间，进而缩短地下连续墙端头空间的封填时间。排气管23的第一端插入囊体1内部，排气管23的第二端连接囊体1外部大气；排气管23上设有放气阀，用于将囊体1内的气体排出，压力表24安装在排气管23上，压力表24用于实时检测囊体1内的压力，保证封填过程的顺利进行；配重孔25连通柔性液态囊的囊体1内外，牵引绳61穿过配重孔25将配重物送入囊体的内部，增加整个柔性液态囊的重量，在柔性液态囊吊装入槽内时，囊体内配重物的重量使柔性液态囊准确定位到槽内。在不使用时，可以将配重物6通过牵引绳61从囊体内取出，将柔性液态囊折叠收纳。

囊顶机构2通过囊顶外端盖51、囊顶内端盖52和两道错位安装的抱箍53固定在囊体1的顶部，囊顶内端盖52安装于囊体1内部并用两道错位安装的抱箍53抱紧，囊顶外端盖51安装在囊体1顶部的外端面上，进抽水管21、进水管22、排气管23和配重孔25均穿过囊顶外端盖51和囊顶内端盖52与囊体1内部连通。

如图1和2所示，底阀3包括变径水管31和端盖32，变径水管的第一端位于囊体1内部，变径水管的第二端位于囊体1外部，变径水管第一端的内径小于第二端的内径，变径水管的第二端通过内径上的螺纹与端盖32螺接。

在柔性液态囊吊装入槽后，向柔性液态囊内灌注清水时，柔性液态囊底阀处于关闭状态，此时，端盖32与变径水管31的第二端螺接，从而保证密封性，避免囊体内的清水流出。提取柔性液态囊前，自吸泵将柔性液态囊内的清水抽取到制浆器中，制成新浆灌入囊体的外部，注浆的过程中，底阀也处于关闭状态，避免囊体外灌注的浆液进入囊体内。随着柔性液态囊内清水不断减少，柔性液态囊的囊体自上而下逐渐收缩，待到囊内清水抽取完毕，清水制成新浆灌入端头空间后，拧开端盖32，将囊底残留的清水全部排净。

如图3所示，囊体1内设有用于支撑囊体的支撑组件7，支撑组件7通过链条连接从囊顶深入到囊体内部，不用时也可以通过牵拉链条将支撑组件7拉出囊体外；支撑组件7包括第一支撑杆71、第二支撑杆72和用于调节第一支撑杆和第二支撑杆之间距离的驱动件73，第一支撑杆71抵在囊体的内壁上，第二支撑杆72抵在第一支撑杆相对的囊体内壁上，驱动件73位于第一支撑杆和第二支撑杆之间。驱动件73的数量为2组，驱动件73包括油缸733、第一连杆731和第二连杆732，第一连杆731的第一端与第一支撑杆71活动连接，第二连杆732的第一端与第二支撑杆72活动连接，第一连杆731的第二端与第二连杆732的第二端转动连接，油缸733的缸筒固定在第一支撑杆71上，油缸733的活塞杆固定在第一连杆731与第二连杆732的连接处，两组驱动件73的油缸的活塞杆方向相背。初始状态时，第一支撑杆71和第一支撑杆72相互靠拢，两个油缸的活塞杆未顶出，第一连杆731和第二连杆732之间的夹角较小；当使用柔性液态囊时，需要将囊体撑开，则启动油缸733，两个油缸的活塞杆同时顶出，使第一连杆731和第二连杆732之间的夹角变大，最大可达到180°，第一支撑杆71和第二支撑杆72之间的距离增大，将囊体撑开，便可以进行注水等操作。设置两组驱动件的目的在于保持第一支撑杆71和第二支撑杆72之间沿长度方向的距离相同，即使囊体的上部和下部的内径相同。第一支撑杆71和第二支撑杆72的顶部距囊顶的距离为囊体总长的1/4，保证整个囊体完全撑开。

本发明的另一方面还提供一种采用本发明的柔性液态囊对地下连续墙端头空间进行封填的封填方法，具体包括以下步骤：

s1、柔性液态囊吊装入槽：测量端头空间的槽深，得出柔性液态囊的长度与槽深的数据差，吊装装置吊起柔性液态囊放入端头空间的槽孔内，并下放柔性液态囊，直至柔性液态囊的顶部距槽孔顶面的距离等于柔性液态囊的长度与槽深的数据差，保证柔性液态囊的底部与槽底接触；

s2、向柔性液态囊内灌注清水：进抽水管21连接自吸泵的出水管，进水管22连接自来水管，同时通过进抽水管21和进水管22向囊体1内注入清水，注水过程中，时刻观察压力表的读数，当读数达到预设压力值时关闭自来水管和自吸泵，停止向囊体内注水；

s3、抽净柔性液态囊内的清水：进抽水管21连接自吸泵的吸水管，自吸泵的出水管连接制浆器底部的进水管，开启自吸泵将囊体1内的清水抽取到制浆器内，制浆器制成新浆注入到槽内的囊体外围，随着囊体内的清水减少，囊体自上而下逐渐收缩；

s4、柔性液态囊吊出槽孔，排净囊底清水，完成封填：待囊体内的清水抽净，囊体收缩至原形后，吊装装置将柔性液态囊吊出槽孔，拧开底阀3的端盖32，排净囊体底部剩余的清水，完成此端头空间的封填；将柔性液态囊吊至另一个槽孔内，或折叠后收纳。

优选的，预设压力值为0.15mpa。在注浆过程中，实时监测囊体内的压力值，达到预警压力值0.2mpa时，减缓注浆速度；达到报警压力值0.26mpa时，立即停止注浆，等待底部砼初凝后，压力值出现下降时，开始灌注浆液或者间歇灌注浆液，但是要保证压力值不能超过报警压力值0.26mpa。

优选的，向槽内注入新浆的速度为6米/小时。避免注浆过快，对柔性液态囊的压力过大，造成损坏。

在柔性液态囊提出槽孔，经超声波检测仪检测结果显示各边整齐、无泥土无绕流砼，工字型钢槽内干净。

综上，本发明的柔性液态囊具有高强度、高耐磨、高抗撕裂性和良好的密封性，使用寿命长，而且重量轻，折叠后体积小、运输简便，易于加工成型，生产成本低。能够快速封填连接墙端头空间，缩短了封填时间，而且操作简单、安全可靠、节省人力物力。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。