潜水式混凝土浇筑密封伸缩管的制作方法

本发明涉及一种建筑灌注桩施工设备，具体地说是一种潜水式混凝土浇筑密封伸缩管。

背景技术：

目前，混凝土灌注桩的施工方式大多利用混凝土自重沿料管流入桩底，自下向上完成灌注作业。在实际施工中，特别是对于混凝土的水下浇筑，上述作业方式存在施工效率低，工程质量及安全难以把控等问题，具体表现如下：

1、料管由多节利用螺纹连接组成，其整体长度通常不小于为60m，由于灌注桩自下向上进行施工，当混凝土桩浇筑达到一定高度后，需要暂停作业，提升料管并卸下位于顶端的最上一节管体，然后继续浇筑，整个施工过程需要多次暂停、拆卸单节管体，工作效率较低，施工成本高；

2、料管拆卸大多为人工操作，需要多人合作拆卸料管、移除拆下的单节料管并固定剩余的管体部分，工序繁琐，导致单次中断的时间较长，且浇筑过程需多次断续，在一定程度上影响施工质量；

3、由于灌注桩桩孔内存有泥浆，现有的灌注设备各节料管之间需使用o型垫圈进行密封处理，该结构使料管间的连接操作费时费力，劳动强度大，而且一旦出现安装不当，桩孔内的泥浆侵入料管内部，则导致混凝土离析堵管，灌注作业失败或断桩，造成重大经济损失；

4、料管拆卸作业的工作点位于桩孔的端口上方，很容易出现工人失足坠入桩孔的重大事故，存在较大的安全隐患。

此外，由于受混凝土的塌落度影响，极易发生料管堵塞现象，导致灌注失败，造成较大的经济损失，而塌落度较大又会影响工程质量，作业过程把控难度大。

技术实现要素：

针对以上问题，本发明提供一种潜水式混凝土浇筑密封伸缩管，采用多节可伸缩管材配合快速密封机构组成，克服了现有技术的缺陷，简化了施工工序，大幅缩短了灌注作业时长，降低了施工成本。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种潜水式混凝土浇筑密封伸缩管：包括导管，多节导管自上向下依次套接装配成可伸缩的料管主体，各节导管的直径依次增大；

还包括密封连接机构、封孔管体；各导管之间通过密封连接机构连接；

所述的密封连接机构包括上部管接头、下部管接头及密封囊；密封连接机构上段为锁紧并防止工作状态下料管主体扭摆及回缩的导向锁紧段；所述导向锁紧段的内壁设有截面呈环状的槽形容腔；上部管接头与下部管接头于槽形容腔处可拆卸的连接装配；密封连接机构的下部管接头下段内部设置有一限位卡台；

所述的密封囊横截面呈环形，并设有进排气管及气嘴；密封囊装配在导向锁紧段的槽形容腔内；

相连接的两节导管的连接结构为：上节导管下端设有一限位及导向的环形凸台，密封连接机构的上部管接头、下部管接头及密封囊套装在上一节导管外部；密封连接机构下部管接头的限位卡台与上节导管的环形凸台挂接；下部管接头的下端口与下节导管上端口可拆卸的连接；

所述封孔管体的上端与最下节导管的下端可拆卸的连接，封孔管体的下端端口通过弹簧卡安装有一密封端盖；

所述的密封连接机构外壁自上而下设有与吊装设备的吊挂卡具及提升卡具配合的吊挂卡位及提升卡位。

优选的，所述的密封囊包括环形封头、弹性材质的筒状内囊壁和外囊壁，内囊壁及外囊壁相互套装、且内外囊壁两端与环形封头连接固定，形成横截面为环形并与密封连接机构的槽形容腔相配合的柱状体结构；所述的进排气管设置在环形封头上端。

优选的，所述密封连接机构的上部管接头上端边缘为倒角结构设计。

优选的，所述密封连接机构的下部管接头下端口外径与下节导管外径相同，或下部管接头与下节导管平滑过渡连接。

优选的，所述密封连接机构的上部管接头上端设有一隐蔽凹槽，密封囊的进排气管自由端位于该凹槽内。

优选的，所述的密封端盖为钢制材质，密封端盖与封孔管体下端口间设有密封圈。

优选的，所述封孔管体的下端口边缘内收呈楔形设计。

优选的，所述封孔管体的外径与最下节导管外径相同。

本发明的有益效果是：

本发明提供了一种可伸缩的混凝土浇筑密封导管，解决了现有技术中灌注施工效率低，工程质量受影响且难以把控等难题，本发明技术方案采用可伸缩的料管主体进行混凝土浇筑施工，各节导管之间通过密封连接机构连接，且料管主体设有用于临时密封的密封连接机构以及下端端盖，该结构可实现管体的快速密封和锁定，并确保混凝土水下灌注时导管连接处密封。与现有的施工方式相比，使用本装置浇筑作业无需逐节拆卸料管，降低了劳动强度，整个施工过程仅需一人即可完成，大大节省了人工，且消除了事故隐患；浇筑过程中可根据施工情况进行导管收缩，无需中断浇筑，大幅简化了工作流程，方便快捷，实现了连续作业，提高了工程质量。

本发明导管表面光滑，导管连接处及封孔管体端部均采用倒角或楔形平滑过渡，有效的避免了导管与桩内钢筋笼体等物挂接，且密封连接机构锁紧后，可防止导管顶触钢筋笼等障碍物回缩或弯曲扭摆的现象；此外，料管主体自上向下直径逐节增大，杜绝了混凝土堵管现象。

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行详细说明。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明密封连接机构的结构示意图；

图3为本发明封孔管体的结构示意图；

图4为本发明密封囊的结构示意图。

具体实施方式

图中：1、密封端盖，2、封孔管体，3、密封连接机构，3a、上部管接头，3b、下部管接头，3c、吊挂卡位，3d、提升卡位，3e、槽形容腔，4、密封囊，4a、内囊壁，4b、外囊壁，4c、环形封头，5、进排气管，6、导管，6a、环形凸台，7、泵管。

实施例

从图1～图4可知，本发明技术方案包括导管6、密封连接机构3、封孔管体2；多节导管6自上向下依次套接装配成可伸缩的料管主体，各节导管6的直径自上向下依次增大，该结构设计可有效的避免灌注过程中混凝土堵塞导管；各所述导管6之间通过密封连接机构3连接。

所述的密封连接机构3包括上部管接头3a、下部管接头3b及密封囊4；密封连接机构3的上段为导向锁紧段，所述导向锁紧段的内壁设有内凹且截面呈环状的槽形容腔3e；上部管接头3a与下部管接头3b于槽形容腔3e处通过螺纹可拆卸的连接装配；密封连接机构的下部管接头3b下段内部设置有一环形的限位卡台；所述的密封囊4横截面呈环形，并设有进排气管5及气嘴；密封囊4装配在导向锁紧段的槽形容腔3e内。

相连接的两节导管6连接端结构为：上节导管下端设有一限位且与密封连接机构限位卡台配合的环形凸台6a；密封连接机构的上部管接头3a、下部管接头3b及密封囊4套装在上一节导管6外部，并与导管壁滑动配合，两节导管伸缩过程中，由上、下部管接头所形成的导向锁紧段可起到防止管体间扭摆并导向的作用；密封连接机构下部管接头3b的限位卡台与上节导管的环形凸台6a挂接；下部管接头3b的下端口与同直径的下节导管上端口通过螺纹可拆卸的连接。导管6伸缩过程中，环绕导管端口的环形凸台6a外缘沿下节导管内壁滑动也可起到导向作用。

所述封孔管体2的上端与最下节导管6的下端通过螺纹可拆卸的连接，便于拆卸更换；密封端盖1通过一内藏式弹簧卡安装在封孔管体2的下端端口；封孔管体2的下端口边缘内收呈楔形缩口设计，可在料管主体伸缩过程中触碰障碍时起到导向作用；所述封孔管体2的外径与最下节导管6外径相同，以确保连接后管体表面光滑。

所述的密封端盖1为钢制材质，密封端盖1与封孔管体2下端口间设有密封圈。

所述的密封连接机构3外壁自上而下设有与吊装设备的吊挂卡具及提升卡具配合的吊挂卡位3c及提升卡位3d。

作为一种优选方案，所述的密封囊4包括环形封头4c、弹性材质的筒状内囊壁4a和外囊壁4b，内囊壁4a及外囊壁4b相互套装、且内外囊壁两端与环形封头4c连接固定，形成一横截面为环形且与密封连接机构的槽形容腔相匹配的柱状体结构；所述的进排气管5设置在环形封头4c上端。

在相连接的导管的伸缩过程中，位于密封囊4上下两端的环形封头4c，可起到导向及支撑的作用，以保护囊体。

工作状态下，密封囊4内充入气体（或液体），使内囊壁4a及外囊壁4b向内外膨胀，分别顶压导管6外壁及密封连接机构的槽形容腔3e内壁，使相连接的两节导管6之间实现密封并锁紧，以防止泥浆等进入料管主体内，同时在灌注过程中也可避免料管主体因振动而产生的横向扭动。该结构的另一优点是导管下放过程中管体顶触钢筋笼等障碍时，防止管体回缩或扭摆变形卡死。

作为优选方案，所述密封连接机构的上部管接头3a上端边缘为倒角结构设计；密封连接机构的下部管接头3b下端外径与下一节导管6外径相同（或下部管接头3b与下一节导管6的连接处平滑过渡）；在密封连接机构的上部管接头3a上端设置一隐蔽的凹槽，密封囊的进排气管5由该凹槽处伸出，且进排气管自由端及气嘴隐藏于凹槽内，以确保料管主体连接装配后管体表面光滑，防止管体伸缩（升降）过程中与混凝土钢筋笼等物体钩挂。

下面以浇筑混凝土灌注桩为例说明本发明的水下灌注施工过程：

用于灌注作业的吊装设备设有一提升卡具以及多个吊挂卡具；

a、利用吊装设备的多个吊挂卡具分别与本发明料管主体的各密封连接机构的吊挂卡位卡接，使各节导管相互套装并悬吊在桩孔（或施工点）正上方；将灌注设备的泵管与最上端的第一节导管（即最内层的导管）插接式连接；第一节导管上端可通过密封连接机构与吊挂卡具卡接配合（也可根据情况在该导管管体端部设置卡位与吊装设备的卡具配合）；

b、自连接最下节导管的密封连接机构开始，依次释放卡接各密封连接机构的吊挂卡具，并通过吊装设备的提升卡具，自最下节导管起由下而上逐节下放，使封孔管体的下端下行至桩孔底部，即本实施例浇筑作业的起始位置；

c、在各密封连接机构进入泥浆（或水）前，将密封连接机构充气或注入液体使其膨胀，实现导管连接处密封，并使相连接的两节管体锁紧；

料管主体进入泥浆（或水）后随着深度的增加，封孔管体下端的密封端盖在泥浆（或水）的压力作用下自动压紧管口，防止泥浆（或水）进入料管主体，实现较好的封闭作用；

d、启动灌注设备的混凝土泵开始浇筑作业，通过泵管将混凝土注入导管，当落入导管底部的混凝土重量大于密封端盖弹簧卡锁紧力及泥浆（或水）的压力时，钢制的密封端盖脱落留至桩孔底部；

e、随着混凝土表面上升，启动吊装设备利用提升卡具起吊最上端的导管，当连接两节导管的密封连接机构露出泥浆（或水面），将密封连接机构的密封囊排空，使两导管间的密封及锁定解除；

f、当上一节导管完全升起后，即该节导管升至起始位置，再次利用吊装设备中与该节导管对应的吊挂卡具将该导管悬吊在最高处；

g、吊装设备的提升卡具返回至最下方，准备进行下一节导管的提升；

h、重复上述e～g步骤，至完成混凝土浇筑。

最后应当说明的是：以上实施例用于说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的技术人员对实施方式进行修改或对部分技术特征进行等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质，均应涵盖在本发明所要求保护的范围之内。