一种多舱室地连墙接头施工填充囊的制作方法

本实用新型涉及地下连续墙施工技术领域，具体涉及一种多舱室地连墙接头施工填充囊。

背景技术：

随着城镇化建设加速，城市土地资源稀缺，大量的建筑空间需要向地下延伸，尤其是轨道交通和大型商场，写字楼，停车场等；地下连续墙是地下空间建设最合适的施工方案之一，其施工速度快，质量稳定，安全性好，成本合理；地下连续墙施工一般通过双轮铣或者成槽机按照设计要求施工成一定宽度和深度的槽，幅宽一般3-6米；再进行钢筋混凝土浇筑形成一面地下墙，一幅幅连起来就形成一面墙，为了防止墙与墙之间接头漏水，地下连续墙接头一般采用工(十)字钢预埋件形成凹凸施工槽，每次施工时凹凸槽先要使用沙袋，导管，接头箱临时填充，待混凝土凝固后撤出填充物为下一幅墙形成止水凹槽，现有的最成熟使用最多的填充措施还是抛沙袋，一次施工的装袋和抛填累积需要使用10人以上人1天时间，大量机械投配合，费时费力；也有采用钢套箱，锁扣管但是深度受限。

内外不少机构和施工单位研究地下连续墙接头填充施工技术：

授权公告号cn104278697b，方案中提出的地下连续墙头空间封填的泥浆囊采用橡胶和纤维加强层硫化而成，泥浆囊截面为梯形泥浆进出在底部等；实际使用中设计缺陷全部暴露出来，泥浆囊是橡胶和纤维加强层硫化而成，充压后弹性形变随压力变大使地下连续墙钢筋笼受到挤压发生位移，囊体压力小后混凝土出现绕流，混凝土跑到需要填充空间内；泥浆由底部阀门进出下槽时打开，落入底部时关闭，实际操作中操作不方便，密封不严，混凝土绕流后出现囊取不出来，结果是混凝土绕流无法清除下一幅墙的钢筋笼无法按照设计位置安装，后续接头漏水，事后花巨大代价处理和耽误工程进度，留下严重隐患；

申请公告号cn110424374a/cn110424375a地下连续墙端头空间封填的柔性液态囊虽然采用多层结构，其设计是凯夫拉内胆加硫化层，依据其说明凯夫拉内胆只起到增加强度、耐磨、抗撕裂，外层依然是橡胶和纤维，橡胶帘子布，或橡胶，纤维和帘子布做；实际使用过程中囊的摩擦和压力主要在囊外表与槽壁之间，凯夫拉安装在内部无法达到预期的强度、耐磨、抗撕裂效果，囊内安装了支撑组件同时也增加操作难度，囊与支撑组件之间的受力状态和程度很难掌握；方案中提出浇筑速度不能超过6米/小时,以一幅40米深的墙较原来增加2-4倍施工时间；方案中提出报警压力2.6公斤，填充囊一般体积在10-100立方之间，其实际瞬时压力达到4公斤以上，对囊的设计加工材料提出很高的要求。

以上方案传统橡胶囊是使用擦胶的帘子线或者帘子布粘接成型后整体硫化成型，承压能力是靠材料间相互粘接的摩擦力，压力越大材料粘接越厚，操作起来越不方便同时，弹性形变很大影响施工效果。

地下连续墙施工程序是先使用成槽设备根据设计在地下开挖出深槽，下放钢筋笼后再进行混凝土浇筑，由于地质条件复杂施工成槽后表面会出现槽壁粗糙有尖锐物，塌孔，局部尺寸大小不均等，这时需要填充囊施工时有强度、刚度、收放时的柔韧性；囊的强度能经受复杂地质条件下地下连续墙内墙壁、钢筋笼共同摩擦挤压，以及混凝土浇筑的冲击压力。由于采用泥浆护壁工艺，泥浆密度在1.2左右，囊内使用水时会有压力差，依据理论计算和现场实际经验，每10米0.2公斤的压力差，一幅40米墙需要0.8公斤才能保持内外平衡压力，囊不上浮，再加上1公斤的工作压力，所以40米长的囊内压力加到2公斤才是安全起始工作值，地下连续墙混凝土现场实际浇筑速度一般在10-20立方米/每小时，在实际浇筑和拔管时产生的瞬时压力超过4公斤，所以材料要具有一定强度；囊的刚度需要囊很低的弹性形变，对材料和加工方式提出新的要求；由于需要填充空间狭小这时需要囊具有良好的柔韧性，方便折叠成更小尺寸进出空间，以800地下连续墙为例钢筋笼端部工字钢630×250，工字钢加超挖一般空间尺寸只630×500，还未考虑不利因数，囊尺寸过大将无法下放；

首先肯定使用填充囊替代其他方法填充地下连续墙接头空间是一个非常不错的方案，但根据现场需要填充囊直径在0.6-1.5米之间，外囊长度20-120米之间，体积在10-100立方之间，工作压力4公斤以上，对填充囊提出严苛的要求，地下连续墙接头填充囊要成功使用还需解决以下几个问题：

1)首先填充囊质量要100％可靠，施工时间比原来方案缩短，施工成本比原来不相上下；

2)能克服因地下连续墙接头空间成槽后出现尺寸和垂直度偏差，槽壁表面出现槽壁粗糙有尖锐物，塌孔，底部淤泥堆积等各种复杂工况对囊的安全和安装影响；

3)囊要有足够高的承受压能力和比较长且稳定的使用寿命；

4)操作简单实用，方便快捷的安装撤除；

5)还要有一套完整的安全检测方案和施工工艺。

技术实现要素：

本实用新型提供一种多舱室地连墙接头施工填充囊，通过串联在外囊内部的膨胀囊将外囊分隔成多个独立密封的舱室，进而提高可靠性。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种多舱室地连墙接头施工填充囊，包括外囊和设于外囊内的膨胀囊，多个所述膨胀囊通过连通管串联安装在外囊内，将外囊内部分隔成多个密封舱室，所述填充囊顶部在进水口处安装有进出水阀，顶部还安装有压力传感器，底部在出水口处安装有排污阀。

作为上述方案的优选，所述膨胀囊内设有穿心管，穿心管贯穿膨胀囊的两侧壁，并与膨胀囊之间密封处理，穿心管顶部安装有电磁阀，所述膨胀囊的初始压力大于外囊工作压力的1.5倍。

作为上述方案的优选，所述填充囊上安装有可拆卸的数字显示屏和声光报警器，数字显示屏和声光报警器与压力传感器电性连接。

作为上述方案的优选，所述进出水阀包括外囊进出水阀和膨胀囊进出水阀，分设于外囊和膨胀囊的顶部，所述排污阀包括外囊排污阀和膨胀囊排污阀，分设于外囊和膨胀囊的底部。

作为上述方案的优选，所述外囊包括内胆、骨架层，所述骨架层套设于内胆外，两端通过法兰组与内胆连接，内胆与骨架层之间的顶部和底部分别安装有增强层和定型钢砂袋，骨架层外侧涂覆有耐磨涂层。

作为上述方案的优选，所述内胆上安装有吊装螺丝，吊装螺丝穿过增强层、骨架层，延伸至填充囊外部。

作为上述方案的优选，所述内胆采用pvc涂层布或tpu涂层布加工而成；所述骨架层采用编织管或采用编织带纵横交错织成环形管；所述耐磨涂层采用聚脲。

作为上述方案的优选，所述法兰组包括设于外囊顶部的进出水法兰组和底部的排污法兰组，进出水法兰组上安装有外囊进出水阀和膨胀囊进出水阀，排污法兰组上安装有外囊排污阀和膨胀囊排污阀。

由于具有上述结构，本实用新型的有益效果在于：

1、本申请的多舱室地连墙接头施工填充囊及施工方法，用于地下连续墙施工接头空间的施工填充，广泛用于代替抛沙包、锁扣管、接头箱等传统工艺，具有施工简单快捷，成本低廉，能够循环使用等优点；

2、填充囊被分隔成多个独立密封的舱室，即使某舱出现损坏也只是单舱泄压，由于泄压段两端都被膨胀囊牢牢卡住，仍然能防止绝大部分混凝土绕流，不影响其他舱填充效果，进而提高了填充囊的安全可靠性；而膨胀囊体积小承压能力强，分节段后将原来整条囊承受压力变成分节段承受压力，形似铁轨与枕木工作原理，与混凝土浇筑过程浇筑侧压力和冲击力曲线吻合，降低整体材料的要求，进一步提高可靠性；

3、外囊呈多层结构，功能分明，尤其是骨架层使用现有超大直径编织管，整体编织既有强度和密实度，又能够有效防穿刺，其自身额定压力可达4公斤，爆破压力达9公斤，为囊提供2倍以上安全系数，同时，内胆可更换方案，能够保证产品的安全使用和有效降低成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例一多舱室地下连续墙接头填充囊结构示意图；

图2为本实用新型应用填充囊进行地下连续墙接头空间施工时的构示意图；

图3为本实用新型实施例二多舱室地下连续墙接头填充囊结构示意图；

图4为本实用新型实施例二多舱室地下连续墙接头填充囊的顶部结构示意图；

图5为本实用新型实施例二多舱室地下连续墙接头填充囊的底部结构示意图；

图6为本实用新型实施例二多舱室地下连续墙接头填充囊的骨架层的结构布置图；

图7为本实用新型实施例二多舱室地下连续墙接头填充囊的骨架层的剖面示意图。

具体实施方式

实施例一：

如图1、图2所示，本实施例提供一种多舱室地下连续墙接头填充囊，依据现场实际需要填充囊直径0.6-1.5米之间，长20-120米之间，大部分尺寸在0.8米和1米直径，长30-60米。

填充囊包括外囊1和设于外囊1内的膨胀囊2，多个所述膨胀囊2通过连通管3串联安装在外囊1内，将外囊1内部分隔成多个密封舱室11，所述填充囊顶部在进水口处安装有进出水阀，顶部还(可拆卸)安装有压力传感器4，底部在出水口处安装有排污阀。

在本实施例中，外囊1为单层囊。外囊1内的膨胀囊2通过连通管3以一定间距串联安装，将外囊1分隔成多个密封舱室11，使得当其中一个舱室11出现问题时其他舱室不受影响，能够继续工作。

所述膨胀囊2内设有穿心管21，穿心管21贯穿膨胀囊2的两侧壁，并与膨胀囊2之间密封处理，穿心管21顶部安装有电磁阀22，电磁阀22工作时阀门处于常闭状态，所述膨胀囊2的初始压力大于外囊1工作压力的1.5倍。

所述填充囊上安装有可拆卸的数字显示屏和声光报警器5，数字显示屏和声光报警器5与压力传感器4电性连接。数字显示屏和声光报警器5可以安装在囊上，也可以与水泵一体设置，与控制系统的主控制器10连接，也可以单独安装。

所述进出水阀包括外囊进出水阀51和膨胀囊进出水阀52，分设于外囊1和膨胀囊2的顶部，所述排污阀包括外囊排污阀53和膨胀囊排污阀54，分设于外囊1和膨胀囊2的底部。填充囊外囊1内剩余污水是通外囊排水阀51排出，膨胀囊2的剩余污水是通过膨胀囊排水阀52排出，两个阀门均使用电磁阀，特殊情况下可以使用堵头代替电磁阀进行封堵。

应用本实施例的填充囊进行地连墙接头空间填充的施工方法包括以下步骤：

s1、填充囊压力加载：在做好技术交底及施工准备后，将填充囊吊入地下连续墙接头空间待施工的孔内并对其进行压力加载，囊顶的进出水阀(外囊进出水阀51和膨胀囊进出水阀52)连接水泵6，水泵6连接外部水源(储水袋7)，利用水泵6分别向外囊1和膨胀囊2内注水，水通过连通管3依次进入各膨胀囊2，水泵6出口管线上安装有流量计8，流量计8连接外部控制系统的主控制器10，用于对填充囊进行容量和压力控制；

s2、填充囊压力监控：压力传感器4、数字显示屏和声光报警器5分别连接主控制器10和远程监控终端13，压力传感器4实时采集外囊1和膨胀囊2的压力并传输给主控制器10和/或远程监控终端13，并显示和记录填充囊压力状态参数，当填充囊压力达到预设值，主控制器10和/或远程监控终端13控制数字显示屏和声光报警器5进行声光报警；

s3、填充囊压力卸载：在地下连续墙凝土灌注结束4-8小时后，并采用探针探测确定混凝土初凝后，首先对膨胀囊2进行泄压，膨胀囊2排放5-10分钟后，再对外囊1进行排放，填充囊内的水在内外压差下自然排出，囊外空间同时补充泥浆，排水时使用流量计8检测出水量，囊吊装出孔，通过排污阀(外囊排污阀53和膨胀囊排污阀54)排除剩余污水，当余水在0.5吨以内时可以使用吊车提囊，边缓慢用水冲洗囊外表，进行包装。

其中，步骤s1中的技术交底内容包括：

(1)关键控制目标

1)使用探孔器探测地下连续墙接头槽深、槽宽，以及超声波检测垂直度和塌孔情况；

2)对填充囊进出水容量进行监控，防止欠量和过量；

3)膨胀囊预加压力为3公斤；

填充囊的外囊预加压力值为2公斤；

外囊预加压力值为2-3公斤，预加压力值没有达到之前严禁灌注混凝土；

外囊预警压力值为3-4公斤，达到预警压力值时，减缓放料速度；

外囊报警压力值>4公斤，达到报警压力值时，立即停止浇灌混凝土，压力值下降到3公斤左右时，开始灌注混凝土或者间歇灌注混凝土；

(2)混凝土浇灌速度控制在10～20米/小时；

(3)混凝土灌注结束4-8小时后，采用探针探测确定混凝土初凝后才能泄压。

步骤s1中的施工准备工作具体包括：

(1)设备材料清单：地下连续墙接头填充囊，成套加载监控设备，备用工具件，填充材料备份；

(2)设备状态检查：

1)连续使用时只要进行填充囊的外观检查；长时间不用时首先要进行安全检测，分内外压检测，先进行内压检测，内压力加载到2公斤静压2小时后压力≧1.8公斤(压降≦10％)即合格；通过局部外加压力方式进行外压检测，直到压力4公斤静压2小时后压力≧3.6公斤(压降≦10％)即合格；

2)成套加载监控设备12、安全控制套件进行通电运行试验；

3)快接水管组14以及配套接件要进行保压试验，数量和外观检查；

4)水电接驳位置与安全检查，确保水源供给能力在20-40立方/小时，电源10千瓦以上供电能力；

5)做好备选填充材料的储备确保填充囊不能使用时有备用材料。

(3)成孔探测：

1)使用超声波探孔对接头空间进行塌孔和垂直度扫描，了解孔内实际情况；

2)使用探孔器探测，确保无尖锐物损害囊和囊的顺利下放，确保矩形空间周长≦填充囊周长5-50厘米；

3)使用吊线锤进行深度探测，确保接头底部抛填0.5-5米高的沙袋9；

4)使用泥浆比重计进行比重探测，确保泥浆密度在设计规范的1.2左右；

(4)填充囊安装

1)在囊底填充有0.5-5米高的沙袋9。

2)将填充囊吊入地下连续墙待施工的孔内；

3)确保囊顶部与地面高低在+0.5米，-1米之内，保证囊顶漏出液面，顶部超出部分必须使用专用架吊起，保证囊在自然垂直状态。

(5)管道连接

(1)将水源(储水囊)、成套加载监控设备12、填充囊之间的管路连通；

(2)实验性加压检查管路通畅和密封性。

(6)监控连接

1)检查压力采集传输系统电源是否正常；

2)实验性加压检查管路通畅和密封性。

(7)囊加水容量以及压力设置

囊内体积计算检测依据：

1)根据囊的外形尺寸计算出体积，作为加载依据防止欠量和过量；

2)进出流量计安装在囊的快接水管组14管路上，使用流量计统计出入流量，检测状态。

填充囊安全压力依据＝囊内外压差+工作压力+混凝土浇筑侧压力+安全储备压力

1)囊内外压差：由于囊外泥浆比重是1.2左右，囊内水是1，随着深度增加内外压差会增加；

2)工作压力：为了保持囊有一定刚度必须有一定压力，通过大量实验证明1-1.5公斤压力最适合；

3)混凝土浇筑侧压力：产生的侧压力和混凝土浇筑导管拔插产生的力；

4)安全储备压力：预留1倍的安全系数；

5)压力传感器4安装在填充囊顶上，用于实时检测囊内压力。

步骤s1中的填充囊加水程序包括：

(1)先将膨胀囊2加压到3公斤压力；

(2)再将外囊1加压到2公斤压力；

(3)外囊1加压到2公斤压力后静载15分钟以后才能浇筑混凝土。

步骤s2中的远程监控终端13包括手机、平板电脑、计算机上的软件，将现场压力传感器4监测采集到的压力，流量信号经过转换和rtu传输到远程监控终端13，远程监控终端13进行监控和记录，监控数值设置与现场一致，达到预警和报警值时通过电话、短信、微信等通知有相关操作和管理权限的人员，数据无法篡改永久保留。

步骤s2中的声光报警具体包括：

现场数字显示屏及远程监控终端13同步显视外囊1及膨胀囊2的实时压力数值，声光报警器5根据设定压力值来动作；

膨胀囊2预加压力值为3公斤；

填充囊的外囊1预加压力值为2公斤；

当填充囊的外囊压力值2-3公斤时，指示灯显示为绿色，可以正常浇筑；

当填充囊的外囊压力值达在3-4公斤之间，指示灯显示为黄色，同时响起警报声，提醒减缓混凝土浇筑速度；

当填充囊的外囊压力值>4公斤时，指示灯显示为红色，同时响起警报声，警示立即停止浇灌混凝土，压力值下降到3公斤时，开始灌注混凝土或者间歇灌注混凝土。

本实施例的多舱室地连墙接头施工填充囊和多舱室地连墙接头施工方法，用于地下连续墙施工接头空间的施工填充，广泛用于代替抛沙包、锁扣管、接头箱等传统工艺，具有施工简单快捷，成本低廉，能够循环使用等优点；

填充囊被分隔成多个独立密封的舱室，即使某舱出现损坏也只是单舱泄压，由于泄压段两端都被膨胀囊牢牢卡住，仍然能防止绝大部分混凝土绕流，不影响其他舱填充效果，进而提高了填充囊的安全可靠性；而膨胀囊体积小承压能力强，分节段后将原来整条囊承受压力变成分节段承受压力，形似铁轨与枕木工作原理，与混凝土浇筑过程浇筑侧压力和冲击力曲线吻合，降低整体材料的要求，进一步提高可靠性。

实施例二：

与实施例一基本相同，所不同的是：

如图3至图7所示，所述外囊1包括内胆101、骨架层102，所述骨架层102套设于内胆101外，两端通过法兰组与内胆101连接，内胆101与骨架层102之间的顶部和底部分别安装有增强层103和定型钢砂袋104，骨架层102外侧涂覆有耐磨涂层105。

定型钢砂袋104位于内胆101与骨架层102之间，均匀沿骨架层102内壁环形安装，定型钢砂袋104由两片高强布绗缝2-6厘米直径连续柱状口袋，铁砂装在口袋内，口袋长1.5-3米；由于囊比较软，槽底浮力大，定型钢砂袋104用于下放时使囊底部保持有一定形状、刚度、重量，有利于囊顺利下放，到底后底部重量和浮力使囊在槽第保持自然垂直状态。

所述内胆101上安装有吊装螺丝108，吊装螺丝108穿过增强层103、骨架层102，延伸至填充囊外部，吊装螺丝108上安装有垫片109。

所述内胆101采用pvc涂层布或tpu涂层布加工而成；所述骨架层102采用编织管(如图3所示)或采用编织带纵横交错织成环形管(如图6、图7所示，骨架层102由径向编织带1022加工成环形外层再螺旋缠绕上纬向编织带1021，纬向编织带1021也可以是在径向编织带1022内外各有一层安装)；所述耐磨涂层105采用聚脲。

所述法兰组包括设于外囊1顶部的进出水法兰组106和底部的排污法兰组107，进出水法兰组106上安装有外囊进出水阀51和膨胀囊进出水阀52，排污法兰组107上安装有外囊排污阀53和膨胀囊排污阀54，阀的电源线事先安装好在骨架层102内壁，由填充囊顶部引出使用航空插头连接控制电源(施工前安全检查发现电源出现问题可以卸下电磁阀使用堵头封堵)。

进出水法兰组106和排污法兰组107均由四片法兰(111、112、113、114)组成，进出水法兰组106直径在300-500毫米之间，排污法兰组107直径在150-200毫米之间。内胆101端部和骨架层102端部上同轴叠层安装，通过进出水法兰组106以及螺栓(115、116、117)连接固定，法兰111、112对夹内胆101，螺栓(115、117)固定内胆101，法兰(112、113、114)对夹骨架层102端部和增强层103端部，螺栓(116、117)固定骨架层102和增强层103。

本实施例的填充囊，外囊呈多层结构，功能分明，尤其是骨架层使用现有超大直径编织管，整体编织既有强度和密实度，又能够有效防穿刺，其自身额定压力可达4公斤，爆破压力达9公斤，为囊提供2倍以上安全系数，同时，内胆可更换方案，能够保证产品的安全使用和有效降低成本。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。