本發(fā)明涉及尾水管施工，具體涉及一種尾水管鋼襯混凝土振搗裝置及施工方法。

背景技術：

1、尾水管是水輪機的重要部件，為防止高速水流對混凝土流道直接沖刷，需布置鋼襯。水電站機組常在非最優(yōu)工況和低負荷區(qū)運行，尾水管中水流脈動壓力較大，會引起強烈振動，容易導致鋼襯與混凝土的脫離，這就對鋼襯周邊混凝土施工質量提出了較高要求。

2、然而，尾水管鋼襯周邊二期混凝土澆筑面臨以下挑戰(zhàn)：首先，場地狹窄，預埋件、支撐件多，分層多，鋼筋密集，混凝土澆筑施工困難；其次，尾水管自腰線以下均為反弧段，不利于混凝土振搗氣體排出，容易產(chǎn)生空鼓，進而導致鋼襯管壁與混凝土結合面出現(xiàn)脫空現(xiàn)象，干擾水輪機的正常運行，甚至危害電站安全。因此，降低施工難度，尤其是減少乃至消除混凝土空鼓現(xiàn)象，是尾水管混凝土回填施工的關鍵。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種尾水管鋼襯混凝土振搗裝置及施工方法，目的在于能夠減少尾水管鋼襯混凝土澆筑區(qū)域出現(xiàn)空鼓的現(xiàn)象。

2、本發(fā)明通過下述技術方案實現(xiàn)：一種尾水管鋼襯混凝土振搗裝置，包括：

3、振搗器，所述振搗器位于尾水管鋼襯底部模板下方；

4、輸氣管，所述輸氣管位于尾水管鋼襯底部模板下方，所述輸氣管上開設有輸氣孔；

5、抽氣單元，所述抽氣單元與所述輸氣管連通；

6、提升單元，所述提升單元用于驅動所述振搗器和所述輸氣管沿著尾水管鋼襯底部模板弧面提升；

7、數(shù)據(jù)采集單元，所述數(shù)據(jù)采集單元用于采集尾水管鋼襯澆筑區(qū)域的測點數(shù)據(jù)；

8、控制器，所述控制器與所述數(shù)據(jù)采集單元和提升單元電連接。

9、本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果：

10、本方案中振搗器能夠振實混凝土減少空鼓，而輸氣管和抽氣單元的配合能夠抽出尾水管鋼襯二期混凝土反弧段腹部多余氣體，能顯著減少空鼓，減輕混凝土內部脫空、變形、開裂等病害，提高機組運行期間尾水管鋼襯的安全性和耐久性。

11、另外，本方案中的混凝土振搗通過振搗器，以及輸氣管和振搗器的提拉通過提升單元，有效的實現(xiàn)了自動化，無需人工在狹窄的二期混凝土澆筑區(qū)域操作，提高了施工質量與效率，節(jié)省了施工成本。

12、進一步，尾水管鋼襯的軸線兩側均設有多個所述振搗器，且多個所述振搗器沿尾水管鋼襯的軸線方向間隔分布。

13、有益效果：多個振搗器的設置能夠增加振搗面積，提高振搗效率和振搗質量。

14、進一步，尾水管鋼襯軸線兩側的多個所述振搗器相互交錯排列。

15、有益效果：如此設置能夠在不增設振搗器數(shù)量的情況下提高振搗面積，以及提高振搗的均勻性。

16、進一步，所述輸氣管的數(shù)量與所述振搗器的數(shù)量相同，多個所述輸氣管分別位于多個所述振搗器的上方且與所述振搗器連接。

17、有益效果：如此設置能夠進一步減少空鼓的現(xiàn)象，提高混凝土澆筑質量。

18、進一步，所述抽氣單元和提升單元均設有兩組，兩組抽氣單元分別與位于尾水管鋼襯的軸線兩側的輸氣管連通，兩組所述提升單元分別對尾水管鋼襯的軸線兩側的振搗器和輸氣管進行提升。

19、有益效果：本方案中抽氣單元和提升單元均設有兩組，從而能夠分別對位于尾水鋼襯軸線兩側的振搗器和輸氣管進行提升和抽氣。

20、進一步，所述抽氣單元包括真空泵和主軟管，所述真空泵的進氣口與所述主軟管連接，所述主軟管的一端連接有多通管，所述多通管余下的接口均連接有分支軟管，多根所述分支軟管分別與多個輸氣管連通。

21、有益效果：如此設置尾水鋼襯軸線兩側的真空本只需要設置一臺，通過多根分支軟管即可同時控制多個輸氣管進行抽氣，這樣能夠簡化裝置，節(jié)省成本。

22、進一步，所述提升單元包括卷揚機、定滑輪、主支架和副支架，所述主支架與澆筑區(qū)域側墻的頂部平臺連接，所述副支架設有多個，多個所述副支架位于所述主支架下方，所述主支架和所述副支架的一端均連接有定滑輪，所述卷揚機的鋼絲繩上連接有一根主連接繩，所述主連接繩經(jīng)過所述主支架上的定滑輪；所述主連接繩的一端連接有多根副連接繩，多根所述副連接繩分別經(jīng)過多個副支架上的定滑輪，且多根所述副連接繩的一端分別與多個振搗器和多個輸氣管連接。

23、有益效果：本方案中提升單元通過卷揚機、主連接繩和副連接繩時效內對輸氣管和振搗器的提拉，且副連接繩設有多根，這樣在不增設卷揚機的情況下，能夠同時控制多組輸氣管和振搗器的提升。

24、進一步，所述振搗器的上端固定連接有吊環(huán)管夾，所述振搗器與所述輸氣管連接，所述副連接繩遠離所述主連接繩的一端與所述吊環(huán)管夾連接。

25、有益效果：本方案中吊環(huán)管夾的設置方便與副連接繩之間的連接，而振搗器與輸氣管之間進行連接后，能夠確保二者同步移動。

26、進一步，還包括用于支撐輸氣管和振搗器的支撐架，所述支撐架上設有輸氣管預留孔和振搗器預留孔，所述振搗器預留孔位于所述輸氣管預留孔的下方，所述輸氣管和所述振搗器分別穿過所述輸氣管預留孔和所述振搗器預留孔。

27、有益效果：支撐架的設置能夠對振搗器和輸氣管提供支撐，且能夠確保振搗器與輸氣管提前布置在指定位置。

28、一種尾水管鋼襯混凝土振搗施工方法，使用上述的一種尾水管鋼襯混凝土振搗裝置，包括以下步驟：

29、根據(jù)混凝土澆筑區(qū)域面積確定尾水管鋼襯兩側布置的振搗器單元數(shù)量與位置，并于上述位置分別搭設支撐架，所述支撐架上預留有輸氣管預留孔和振搗器預留孔；

30、分別將各振搗器與彎曲成弧形的輸氣管沿著振搗器預留孔和輸氣管預留孔插入支撐架上，并將位于同一排支撐架上的輸氣管與振搗器進行連接；

31、安裝卷揚機及定滑輪，卷揚機的鋼絲繩上連接一根主連接繩，主連接繩的一端連接有多根副連接繩，多根副連接繩穿過定滑輪后分別與多個振搗器依次連接；

32、安裝真空泵，真空泵與輸氣管上端通過軟管連接；

33、將澆筑區(qū)域沿尾水管鋼襯的弧度方向劃分為若干監(jiān)測區(qū)域，并于每個監(jiān)測區(qū)域內沿尾水管鋼襯軸線方向均布測點；

34、混凝土澆筑開始后，開啟所有振搗器和真空泵，數(shù)據(jù)采集單元包括沖擊錘、檢波器和記錄儀，用沖擊錘依次敲擊監(jiān)測區(qū)域內所有測點，檢波器接收檢測信號后傳輸給記錄儀，記錄儀再將完整數(shù)據(jù)傳輸至控制器；

35、控制器根據(jù)輸入數(shù)據(jù)判斷檢測區(qū)域內是否存在空鼓，若存在空鼓，則繼續(xù)振搗后重復檢測；若不存在空鼓，則控制卷揚機將振搗器與輸氣管共同提拉至下一檢測區(qū)域；

36、重復上述步驟,直至所有區(qū)域檢測完畢；

37、將各振搗器與輸氣管提拉至澆筑區(qū)域上方，關閉所有真空泵、卷揚機與振搗器，清洗輸氣管。

38、(1)本發(fā)明通過真空泵與輸氣管抽出尾水管鋼襯二期混凝土反弧段腹部多余氣體，能顯著減少空鼓，減輕混凝土內部脫空、變形、開裂等病害，提高機組運行期間尾水管鋼襯的安全性和耐久性。

39、(2)本發(fā)明的混凝土振搗、輸氣管和振搗器的提拉實現(xiàn)了自動化，無需人工在狹窄的二期混凝土澆筑區(qū)域操作，提高了施工質量與效率，節(jié)省了施工成本。

40、(3)本發(fā)明的輸氣管在簡單清洗后，即可直接投入下倉混凝土的澆筑，維護方便。

41、(4)本發(fā)明除支撐架永久留在混凝土內部作為鋼筋骨架外，其余裝置均可應用于其它尾水管二期混凝土的振搗，重復利用率高。

42、(5)本發(fā)明卷揚機、真空泵、滑輪架等裝置均通過螺栓固定，拆卸安裝簡單；除支撐系統(tǒng)的全套裝置可由一輛卡車裝載，運輸方便。