一种导管分级出料装置及首灌方法与流程

本发明属于水下混凝土浇筑，具体涉及一种导管分级出料装置及首灌方法。

背景技术：

1、水下混凝土浇筑通常通过导管将混凝土输送至槽底，并在后续浇筑中保持导管出口埋入混凝土。首灌阶段尚未形成稳定包埋，隔水构件释放后，混凝土可能集中排出；出口与槽底间距较小时，外部间隙还可能成为主要通流限制。通过反复提管扩大出口间隙，会同时改变出口高程及包埋条件。

2、公告号为us4129008a的专利文献《tremie tube》公开了一种带有柔性内管和底部闭合构件的浇筑导管，底部闭合构件可在混凝土压力作用下打开。该结构涉及水下输料和底部封闭，但未给出成对通道与错位长窗相配合的分级全开结构。

3、公开号为cn118814794a的中国专利文献《一种水利河湖治理用生态混凝土施工装置及方法》公开了可调整喷浆头位置和喷洒范围的施工装置，利用喷嘴组件扩展喷洒范围。对于深槽首灌，还需使含骨料混凝土经过的各级通路保持足够净空，并协调底部密封、分级定位和后续通道开启。

4、采用连续小开度节流时，局部狭缝容易形成骨料筛分或架桥。仅增加出口数量，也不能保证已经开启的通道在后续运动中不被遮挡。因而，需要在稳定浇筑位置提供完整通路，并限制正常工况下在部分开启位置停留，同时考虑首次开封压差、残余气体和管内存料对实际出料的影响。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种导管分级出料装置及首灌方法，克服了现有技术的不足。本发明的目的在于，通过成对出料通道、错位长窗及分级定位结构，逐级增加完全开启的通道并保持先开启通道畅通，减少以狭缝持续节流引起的骨料阻塞；通过开封条件核验和异常供料限制，使首灌分级转换与实际出料及包埋状态相适应。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种导管分级出料装置，包括上连接段、扩径分配本体、分级滑套、液压执行器和分级定位组件；所述扩径分配本体具有与上连接段连通的中央分配腔、封闭底部及沿周向分组设置的出料通道，每组出料通道成对相对设置，通道出口朝向外下方；所述分级滑套沿轴向滑动设置于扩径分配本体内，并通过抗转导向件限制转动；分级滑套设有与各出料通道入口对应的轴向长窗，同组长窗的开启边缘处于同一轴向位置，不同组长窗的开启边缘沿轴向错开；分级定位组件具有全闭定位位置和依次增加全开通道组数的分级定位位置，在各分级定位位置，已开启通道的入口完全露出，未开启通道的入口由分级滑套封闭，且先开启通道的入口在后续开启行程中保持完全露出；液压执行器与分级滑套连接，分级定位组件在通道入口部分露出的行程区间不设正常浇筑定位位置。

4、优选地，出料通道包括第一组出料通道、第二组出料通道和第三组出料通道，各组分别包括两个周向相隔180度的出料通道，六个通道的入口处于同一轴向高度，三个分级定位位置依次对应两个、四个和六个通道入口完全露出。

5、优选地，分级定位组件包括随分级滑套移动的定位轨和设置于扩径分配本体上的弹簧锁销，定位轨上的定位槽对应全闭定位位置及各分级定位位置设置，末级分级定位位置设有机械止挡。

6、优选地，中央分配腔的底部具有圆滑导流底面，各出料通道由入口向出口连续过渡且不设筛分骨料的缝隙或筛网；出料通道的入口设有入口密封座，入口密封座包括支承面、可更换密封件和刮浆边缘，分级滑套的长窗边缘设有圆角；分级滑套设有将运动中容积发生变化的非液压局部空间与入口密封座上游的中央分配腔连通的局部容积连通槽。

7、优选地，液压执行器通过驱动环与分级滑套连接，液压执行器的油路设有液控单向阀或平衡阀，液压油腔与混凝土通路密封隔离；装置还包括控制器，以及与控制器连接的内侧压力测点、外侧压力测点、驱动压力测点、滑套位置检测件和锁销到位检测件；内侧压力测点位于中央分配腔，外侧压力测点位于通道出口附近的外部介质中，驱动压力测点位于液压执行器的油路。

8、优选地，控制器以全闭定位位置或分级定位位置作为正常动作目标，在分级滑套到达目标位置且弹簧锁销锁定后输出级位确认信号，在动作超时、驱动压力异常或位置与锁定信号不一致时输出限制新增供料的信号。

9、一种导管分级出料装置的首灌方法，采用导管分级出料装置，包括以下步骤：

10、将处于全闭锁定状态的装置安装于浇筑导管下端并下放，检查密封状态及排气通路；

11、在内外压差、残余气体、管内存料量和执行器驱动能力满足预先验证的开封条件后，使分级滑套越过部分开启区间，到达首个分级定位位置并锁定，使首组出料通道完全开启；

12、根据实际出料、压力和出口包埋情况，依次解除锁定并移动至后续分级定位位置，每次到位后重新锁定，增加完全开启的通道组数，且保持先开启通道完全开启；

13、在末级分级定位位置保持锁定，继续浇筑并保持导管出口埋入混凝土，浇筑结束后回收清理装置。

14、优选地，所述预先验证包括在代表实际骨料、混凝土流动性及内外压差的条件下，检查各级完整通路、双向密封和部分开启区间的通过情况，确定允许的转换时间及驱动压力范围；分级转换时连续监测位置和驱动压力，不将部分开启位置作为持续浇筑位置。

15、优选地，下放前核算入口密封座下游各出料通道的存浆容积，首次出料时将通道内置换出的泥浆从有效混凝土方量中扣除，开启后续通道前检查所述存浆容积对出口包埋区的影响。

16、优选地，出现转换超时、卡滞或密封异常时限制新增供料，根据管内剩余料柱、残余气体和内外压差决定保持当前位置或回收处置，不将停止新增供料作为管内压力已消除的判据。

17、本发明所带来的有益技术效果：

18、（1）同组长窗具有相同的开启边缘位置，配合相对设置的出料通道，使同组通道随同一分级滑套同步开启；长窗覆盖后续行程，避免已开启入口被长窗另一端重新遮挡。

19、（2）正常定位位置对应全闭或完整入口全开，减少把部分开启狭缝作为长期浇筑通路的情形；圆滑过渡的出料通道为含骨料混凝土保留连续通路。

20、（3）分级锁定与位置、压力监测相配合，可以识别未到位及卡滞状态；异常时限制新增供料，避免在未确认级位的条件下继续扩大供料。

21、（4）在实际出料量受到约束且各通道畅通的条件下，增加总出料面积有利于降低平均出口速度。该作用取决于实际压差和流量，不能仅依据出口面积增加推定冲刷程度必然降低。

1.一种导管分级出料装置，其特征在于，包括上连接段、扩径分配本体、分级滑套、液压执行器和分级定位组件；扩径分配本体具有与上连接段连通的中央分配腔、封闭底部及沿周向分组设置的出料通道，每组出料通道成对相对设置，通道出口朝向外下方；分级滑套沿轴向滑动设置于扩径分配本体内，并通过抗转导向件限制转动；分级滑套设有与各出料通道入口对应的轴向长窗，同组长窗的开启边缘处于同一轴向位置，不同组长窗的开启边缘沿轴向错开；分级定位组件具有全闭定位位置和依次增加全开通道组数的分级定位位置，在各分级定位位置，已开启通道的入口完全露出，未开启通道的入口由分级滑套封闭，且先开启通道的入口在后续开启行程中保持完全露出；液压执行器与分级滑套连接，分级定位组件在通道入口部分露出的行程区间不设正常浇筑定位位置。

2.根据权利要求1所述的一种导管分级出料装置，其特征在于，出料通道包括第一组出料通道、第二组出料通道和第三组出料通道，各组分别包括两个周向相隔180度的出料通道，六个通道的入口处于同一轴向高度，三个分级定位位置依次对应两个、四个和六个通道入口完全露出。

3.根据权利要求1所述的一种导管分级出料装置，其特征在于，分级定位组件包括随分级滑套移动的定位轨和设置于扩径分配本体上的弹簧锁销，定位轨上的定位槽对应全闭定位位置及各分级定位位置设置，末级分级定位位置设有机械止挡。

4.根据权利要求1所述的一种导管分级出料装置，其特征在于，中央分配腔的底部具有圆滑导流底面，各出料通道由入口向出口连续过渡且不设筛分骨料的缝隙或筛网；出料通道的入口设有入口密封座，入口密封座包括支承面、密封件和刮浆边缘，分级滑套的长窗边缘设有圆角；分级滑套设有将运动中容积发生变化的非液压局部空间与入口密封座上游的中央分配腔连通的局部容积连通槽。

5.根据权利要求1所述的一种导管分级出料装置，其特征在于，液压执行器通过驱动环与分级滑套连接，液压执行器的油路设有液控单向阀或平衡阀，液压油腔与混凝土通路密封隔离；装置还包括控制器，以及与控制器连接的内侧压力测点、外侧压力测点、驱动压力测点、滑套位置检测件和锁销到位检测件；内侧压力测点位于中央分配腔，外侧压力测点位于通道出口附近的外部介质中，驱动压力测点位于液压执行器的油路。

6.根据权利要求5所述的一种导管分级出料装置，其特征在于，控制器以全闭定位位置或分级定位位置作为正常动作目标，在分级滑套到达目标位置且弹簧锁销锁定后输出级位确认信号，在动作超时、驱动压力异常或位置与锁定信号不一致时输出限制新增供料的信号。

7.一种导管分级出料装置的首灌方法，其特征在于，采用导管分级出料装置，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种导管分级出料装置的首灌方法，其特征在于，预先验证包括在代表实际骨料、混凝土流动性及内外压差的条件下，检查各级完整通路、双向密封和部分开启区间的通过情况，确定允许的转换时间及驱动压力范围；分级转换时连续监测位置和驱动压力，不将部分开启位置作为持续浇筑位置。

9.根据权利要求7所述的一种导管分级出料装置的首灌方法，其特征在于，下放前核算入口密封座下游各出料通道的存浆容积，首次出料时将通道内置换出的泥浆从有效混凝土方量中扣除，开启后续通道前检查所述存浆容积对出口包埋区的影响。

10.根据权利要求7所述的一种导管分级出料装置的首灌方法，其特征在于，出现转换超时、卡滞或密封异常时限制新增供料，根据管内剩余料柱、残余气体和内外压差决定保持当前位置或回收处置，不将停止新增供料作为管内压力已消除的判据。