注浆振捣混凝土的施工方法

注浆振捣混凝土的施工方法
摘要：注浆振捣混凝土的施工方法，包括以下步骤：第一步：启动搅拌机，向
搅拌机内加入水、水泥，形成水泥浆液；第二步：将注浆钢管插入砂砾石堆积体
内部的间隙中；第三步：打开控制阀门；第四步：通过加压泵将搅拌机内部的水
泥浆液经耐高压管道及注浆钢管注射到所述砂砾石堆积体内部；第五步：振捣。

采用注浆振捣混凝土的施工方法不受施工空间限制，只要将注浆管和振捣棒插入
混凝土内即可施工，施工工艺简单，施工效率高，施工后形成的混凝土质量高，
且施工周期短、成本低。

关键词：注浆振捣混凝土；施工方法
背景技术
众所周知，中国是水电施工大国，在众多的水电工程施工过程中，往往遇到
砂砾石地基需要浇筑混凝土，或在静水中浇筑混凝土。

传统的方法是将砂砾石挖除，浇筑常态混凝土；或挖除后浇筑水下混凝土。

挖除法的缺点是：在浇筑常态
混凝土时，集水难以排干，流水将混凝土中的浆液带走，影响混凝土施工质量；
水下混凝土需要吊装设备集中设置，且在拔管时容易把导管拔空，使混凝土散落
在水中，形成不密实的混凝土，且适用于面积较小，施工空间有足够的高度；而
对于面积较大，施工空间高度较低的现场，如隧洞施工，则施工方法有很大的局
限性。

变态混凝土自动注浆振捣设备，包括挖掘机及液压系统，还包括供浆站、注
浆振捣装置、PLC控制系统和操作屏，供浆站通过供浆站托架与挖掘机的承重主
梁连接，注浆振捣装置由连接件通过销轴与挖掘机的四杆机构摇臂连接，PLC控
制系统位于挖掘机的回转工作台上，操作屏安装在挖掘机的驾驶室中，注浆振捣
装置包括液压翻转油缸、振捣机架、振捣棒、注浆头、注浆机架，注浆头和振捣
棒分别安装在注浆机架和振捣机架上，注浆机架铰接在振捣机架上，液压翻转油
缸两端分别铰接在注浆机架和振捣机架上。

变态混凝土自动注浆振捣设备的操作步骤和工作过程如下：
1)搅拌机开启：先通过触摸屏操作界面，启动搅拌机，搅拌机指示灯变绿变亮，表明搅拌机工作正常，否则为停止工作或工作不正常。

2)基准位置标定：注浆前，操作人员通过手动操作挖掘机，使注浆头位于特
定的几个基准位置，PLC控制系统通过传感器采集并保存这些位置信息。

3)注浆头自动对位：当设备处于注浆状态时，启动注浆按钮后，PLC控制系统将不断比较预先设定的基准位置和角位移传感器当前位置信息，通过控制液压系
统电磁阀，挖掘机动臂油缸、小臂油缸和铲斗油缸是挖掘机手臂协调动作，使注
浆头便插入所需位置，对位指示灯也相应变绿变亮，表明相应的对位工作正常，
否则为对位不正常。

4)注浆量自动控制：自动对位结束后，PLC控制系统再根据设定的注浆量，通过计算柱塞行程和油缸作用次数，结合安装在柱塞架上的传感器采集的位移信息，由PLC控制系统及液压系统控制液压缸驱动柱塞泵组实现自动定量精确注浆。

此时，注浆指示灯变绿变亮，表明注浆工作结束，否则为没有注浆或工作不正常。

5)加浆自动提示：PLC控制系统具有注浆量累加功能，当累加注浆量与浆液桶容积接近时，系统会给出报警提醒须加浆，否则无需加浆。

加浆后，需手工将累
加器清零。

6)工作状态转换：注浆完毕后，PLC控制系统发出信号，先通过液压系统驱动
挖掘机手臂动作，拔出注浆头；再通过电磁阀控制翻转油缸，使注浆工作装置向
内翻转90°角，从而使注浆振捣工作装置由注浆状态。

7)振捣控制：先手动操作挖掘机将振捣棒移至工作面上；后通过触摸屏操作
界面，启动振捣棒插入工作面；再手动操作挖掘机控制振捣棒工作。

此时，PLC
控制系统将根据预先设定的振捣时间，自动关闭振捣棒。

该变态混凝土自动注浆振捣设备结构复杂，制造成本高，使用范围有限。

目前，将砂砾石从水中挖出，然后将所处理的区域封闭，排干该区域内的水，在此区域内浇筑常态混凝土，施工周期长；而在水下浇筑混凝土则容易产生混凝
土分散的缺陷。

技术方案
为了克服现有技术中的缺陷，采用注浆振捣混凝土的施工方法，包括：
第一步：启动搅拌机，向搅拌机内加入水、水泥，形成水泥浆液；
第二步：将注浆钢管插入砂砾石堆积体内部的间隙中；
第三步：打开控制阀门；所述控制阀门用于控制水泥浆液的输送状态，如开
始输送、停止输送；
第四步：通过加压泵将搅拌机内部的水泥浆液经耐高压管道及注浆钢管注射
到所述砂砾石堆积体内部；
由于所述水泥浆液的比重大于砂砾石堆积体内部水的比重，故将水泥浆液注
入后，将砂砾石堆积体内部的水置换出来；其中，所述加压泵用于对水泥浆液进
行加压；
第五步：振捣；将振捣棒插入已注射水泥浆液的砂砾石堆积体中，启动电机，在电机的驱动下，所述振捣棒振捣，形成密实的混凝土结构。

进一步细化优化：
1.水、水泥重量比为0.3:1。

2.搅拌机采用1200L的搅拌机，所述搅拌机用于制备水泥浆液。

3.注浆钢管采用直径为50mm的耐高压管道，用于水泥浆液输送。

4.上述第四步中，加压泵施加压力在0.2-0.3Mpa之间。

5.上述第五步中，所述振捣棒采用直径为70mm的振捣棒。

上述注浆振捣混凝土施工现场的搅拌机、加压泵及注浆钢管通过耐高压钢管
连接，且在加压泵输出端的耐高压钢管上设有控制阀门。

注浆振捣混凝土的施工方法的原理是：通过对砂砾石堆积体的间隙内部注射
水泥浆液，使砂砾石堆积体的间隙内部充满水泥浆液，同时将间隙中的水置换出来，经过振捣棒振捣后形成密实的混凝土结构。

施工方法适用于砂砾石堆积体厚
度小于1.5m的施工现场。

施工示意图
图中：1-搅拌机、2-加压泵、3-耐高压管道、4-控制阀门、5-注浆钢管、6-振
捣棒、7-电机、8-砂砾石堆积体、9-施工者。

有益效果
注浆振捣混凝土的施工方法的优越效果在于：采用注浆振捣混凝土的施工方
法不受施工空间限制，只要将注浆管和振捣棒插入混凝土内即可施工，施工工艺
简单，施工效率高，施工后形成的混凝土质量高，且施工周期短、成本低。