一种水下混凝土振捣装置及其施工方法与流程

本发明涉及建筑施工领域，尤其涉及一种水下混凝土振捣装置及其施工方法。

背景技术：

水下混凝土有导管法、压浆法、倾倒法等施工方法，其中以导管法应用最广。常规的水下混凝土导管法施工过程中，泵管本身仅作输送混凝土之用，不能对水下混凝土进行振捣，另外普通的混凝土振捣装置也无法深入水下几十米进行振捣，故水下混凝土本身的密实度难以得到保证。目前水下混凝土仅通过增加水泥用量、控制水灰比、含砂率和用水量等配合比措施来满足设计要求和保证施工质量，水下混凝土的水泥用量比一般混凝土多，成本亦有所增加。混凝土在水中虽然可以凝固硬化，但浇筑质量较差。若以水下混凝土结构作为基坑围护的围护体系，后期易造成渗漏水隐患，堵漏等措施亦会增加施工成本。

因此，如何提供一种能够使水下混凝土更密实，同时降低成本的水下混凝土振捣装置及其施工方法是本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。

技术实现要素：

本发明提供一种水下混凝土振捣装置及其施工方法，以解决上述技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种水下混凝土振捣装置，包括末端泵管、多节标准节泵管以及环形振捣器，所述末端泵管以及多节标准节泵管从下至上依次通过法兰盘连接；所述环形振捣器可拆卸式套设于所述末端泵管的外侧；所述末端泵管的管壁上设有若干键槽，所述键槽内设有导轮，所述导轮能够以转轴为轴心旋转，所述转轴内设有发电机，所述发电机与设置于所述末端泵管的管壁内的内部导线联通，所述末端泵管的外侧设有与所述内部导线联通的第一金属触点，所述环形振捣器的内部设有第二金属触点，所述环形振捣器与所述末端泵管安装后，所述第一金属触点与所述第二金属触点接触，所述末端泵管内的混凝土流经所述导轮并驱动所述转轴旋转时，所述发电机产生的电流通过所述内部导线为所述环形振捣器的振捣提供电流。

较佳地，所述发电机为磁铁线圈发电机。

较佳地，所述导轮还包括均匀分布于所述转轴上的至少三片扇叶。

较佳地，所述末端泵管上的第一金属触点的数量为多个，多个第一金属触点在所述末端泵管上沿垂向分布，所述环形振捣器的数量小于或等于所述第一金属触点的数量。

较佳地，每个所述法兰盘上安装有密封胶圈。

本发明还提供了一种如上所述的水下混凝土振捣装置的施工方法，包括如下步骤：

步骤1：将至少一个所述环形振捣器安装于所述末端泵管上，并使所述第一金属触点与所述第二金属触点接触；

步骤2：所述末端泵管安装完成后，依次在上方安装所述标准节泵管，泵管安装完成后移至水下混凝土浇筑区域下放就位；

步骤3：混凝土从位于地面的料斗顺着泵管持续灌入，混凝土在所述泵管内呈缓慢加速状态；

步骤4：混凝土经所述末端泵管时驱动所述导轮绕所述转轴旋转，使所述转轴内的发电机开始工作，为所述环形振捣器提供电流，所述环形振捣器进行水下混凝土振捣；

步骤5：拆除时，每次提升所述泵管过程中施加的提升力会使得所述泵管内的混凝土相对于所述导轮下落，所述环形振捣器可持续工作直至水下混凝土施工完毕。

与现有技术相比，本发明提供的水下混凝土振捣装置及其施工方法具有如下优点：

1.本发明通过在末端泵管上设置环形振捣器，在水下混凝土施工时可进行适当振捣，使水下混凝土更密实，配合比设计时可减少水泥用量，从而有效降低成本；

2.本发明利用水下混凝土下落时产生的动能驱动发电机产生电能，继而驱动环形振捣器发生振动实现振捣，过程中无需电力供应，节约了能源；

3.本发明可直接在原有混凝土泵管的基础上进行创新改造，结构简单、成本低、操作简便；

4.环形振捣器固定在末端泵管外侧，采用扣件或螺栓等可快速装拆的连接形式，方便更换不同功率的振捣器或在振捣棒损坏时更换。

附图说明

图1为本发明一具体实施方式中水下混凝土振捣装置的结构示意图；

图2为本发明一具体实施方式中水下混凝土振捣装置中末端泵管的结构示意图(未安装环形振捣器及导轮)；

图3为本发明一具体实施方式中水下混凝土振捣装置中环形振捣器的结构示意图；

图4为本发明一具体实施方式中水下混凝土振捣装置中导轮的结构示意图。

图中：10-末端泵管、11-法兰盘、12-键槽、13-导轮、14-内部导线、15-第一金属触点、16-转轴、17-扇叶、20-标准节泵管、30-环形振捣器、31-第二金属触点。

具体实施方式

为了更详尽的表述上述发明的技术方案，以下列举出具体的实施例来证明技术效果；需要强调的是，这些实施例用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。

本发明提供的水下混凝土振捣装置，如图1至图4所示，包括末端泵管10、多节标准节泵管20以及环形振捣器30，所述末端泵管10以及多节标准节泵管20从下至上依次通过法兰盘11连接，较佳地，每个所述法兰盘11上安装有密封胶圈(未图示)，确保两个法兰盘11连接后，具有良好的密封防水作用；所述环形振捣器30可拆卸式套设于所述末端泵管10的外侧，例如，可采用扣件或螺栓等可快速装拆的装置，便于根据现场施工需求更换不同功率的振捣器或在振捣棒损坏时进行更换；所述末端泵管10的管壁上设有若干键槽12，所述键槽12内设有导轮13，所述导轮13能够以转轴16为轴心旋转，所述转轴16内设有发电机(未图示)，本实施例中，所述发电机可选磁铁线圈发电机，所述发电机与设置于所述末端泵管10的管壁内的内部导线14联通，所述末端泵管10的外侧设有与所述内部导线14联通的第一金属触点15，所述环形振捣器30的内部设有第二金属触点31，所述环形振捣器30与所述末端泵管10安装后，所述第一金属触点15与所述第二金属触点31接触以形成闭合回路，所述末端泵管10内的混凝土流经所述导轮13并驱动所述转轴16旋转时，所述发电机产生的电流通过所述内部导线14为所述环形振捣器30的振捣提供电流。本发明通过在末端泵管10上设置环形振捣器30，在水下混凝土施工时可进行适当振捣，使水下混凝土更密实，配合比设计时可减少水泥用量，从而有效降低成本；另外，本发明利用水下混凝土下落时产生的动能驱动发电机产生电能，继而驱动环形振捣器30发生振动以实现振捣，过程中无需电力供应，节约了能源。

较佳地，请重点参考图1和图4，所述导轮13还包括均匀分布于所述转轴16上的至少三片扇叶17，混凝土下落过程中，流经扇叶17上表面，由重力作用带动扇叶17向下转动，从而带动转轴16旋转，使发电机产生电流。需要说明的是，一定数量的导轮13以及发电机即可产生环形振捣器30的驱动力，导线、控制器等为常规应用，此处不予赘述。

较佳地，所述末端泵管10上的第一金属触点15的数量为多个，多个第一金属触点15在所述末端泵管10上沿垂向分布，所述环形振捣器30的数量小于或等于所述第一金属触点15的数量。换句话说，在所述末端泵管10上可以设置多组第一金属触点15作为备选，实际施工中，可在备选的第一金属触点15中选择合适的位置和数量用于安装环形振捣器30，继而增加本申请的灵活性和通用性。

请继续参考图1至图4，本发明还提供了一种如上所述的水下混凝土振捣装置的施工方法，包括如下步骤：

步骤1：将至少一个所述环形振捣器30安装于所述末端泵管10上，并使所述第一金属触点15与所述第二金属触点31接触，当然，标准节泵管20安装完成后，也可根据施工需求，对末端泵管10上环形振捣器30的数量及位置进行适应性调整；

步骤2：所述末端泵管10安装完成后，依次在上方安装所述标准节泵管20，泵管安装完成后移至水下混凝土浇筑区域下放就位；

步骤3：混凝土从位于地面的料斗顺着泵管持续灌入，由于重力作用，混凝土在所述泵管内呈缓慢加速状态；

步骤4：混凝土经所述末端泵管10时驱动所述导轮13绕所述转轴16旋转，使所述转轴16内的发电机开始工作，为所述环形振捣器30提供电流，所述环形振捣器30进行水下混凝土振捣，使水下混凝土更加密实；

步骤5：拆除时，每次提升所述泵管过程中施加的提升力会使得所述泵管内的混凝土相对于所述导轮13下落，所述环形振捣器30可持续工作直至水下混凝土施工完毕。换句话说，泵管的拆除不影响环形振捣器30的振捣，两个步骤可以同时施工，进一步缩短施工工期，降低成本。

综上所述，本发明提供的水下混凝土振捣装置及其施工方法，该结构包括末端泵管10、多节标准节泵管20以及环形振捣器30，所述末端泵管10以及多节标准节泵管20从下至上依次通过法兰盘11连接；所述环形振捣器30可拆卸式套设于所述末端泵管10的外侧；所述末端泵管10的管壁上设有若干键槽12，所述键槽12内设有导轮13，所述导轮13能够以转轴16为轴心旋转，所述转轴16内设有发电机，所述发电机与设置于所述末端泵管10的管壁内的内部导线14联通，所述末端泵管10的外侧设有与所述内部导线14联通的第一金属触点15，所述环形振捣器30的内部设有第二金属触点31，所述环形振捣器30与所述末端泵管10安装后，所述第一金属触点15与所述第二金属触点31接触，所述末端泵管10内的混凝土流经所述导轮13并驱动所述转轴16旋转时，所述发电机产生的电流通过所述内部导线14为所述环形振捣器30的振捣提供电流。本发明通过在末端泵管10上设置环形振捣器30，在水下混凝土施工时可进行适当振捣，使水下混凝土更密实，配合比设计时可减少水泥用量，从而有效降低成本；另外，本发明利用水下混凝土下落时产生的动能驱动发电机产生电能，继而驱动环形振捣器30发生振动以实现振捣，过程中无需电力供应，节约了能源。

显然，本领域的技术人员可以对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发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。