專利名稱：柔性填料嵌填機以及混凝土面板接縫方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種工程用機械和工程方法，尤其涉及一種用于面板堆石壩混凝土面板接縫柔性填料嵌填的柔性填料嵌填機以及混凝土面板接縫方法。
背景技術：
面板堆石壩為國內(nèi)外水電站建設中廣泛采用的一種壩體形式，其以堆石體為主要受力結構來承擔庫水壓力，并以在堆石體迎水面自下而上澆注的鋼筋混凝土面板為防滲結構。由于考慮壩體沉降和變形等因素，混凝土面板需分塊澆注，這樣就在面板塊間，與周邊山體連為一體的趾板和面板塊間形成了數(shù)十條接縫，這些接縫如發(fā)生滲漏，則滲流會帶走堆石體內(nèi)的小顆粒，形成逐步擴大的滲流通道，最終影響整個壩體的穩(wěn)定，所以面板接縫止水為大壩防滲的關鍵環(huán)節(jié)。
現(xiàn)有國內(nèi)外面板堆石壩的面板接縫表層防水措施通常為在預留的V形槽內(nèi)嵌填柔性填料，并在填料外部設蓋板對填料加以保護。柔性填料作用為當壩體發(fā)生較大沉降和變形并導致面板底部預埋的銅止水結構發(fā)生破壞時，柔性填料可在水壓力的作用下流入縫腔內(nèi)封堵滲漏通道，從而增強接縫止水的整體安全可靠性，進而增強壩體的安全可靠性。
由于柔性填料的作用機理，限定了填料必須與V形槽混凝土面良好粘接，只有粘接面緊密牢靠，填料才有可能在水壓力下向縫腔內(nèi)流動，所以粘接面緊密牢靠是填料嵌填的關鍵。目前國內(nèi)外廣泛采用的嵌填方式為人工嵌填，由于國內(nèi)外市場上銷售的柔性填料產(chǎn)品多為斷面矩形的板或柱，且填料本身具有一定彈塑性，所以在大壩坡面上將其人工密實地嵌入V形槽有很大難度，當外界溫度偏低導致填料硬度增大時，嵌填難的問題會更加嚴重。因此人工嵌填效率低且嵌填質(zhì)量并不十分理想。
專利號為ZL03266644.6的柔性填料擠出機專利提出了一種柔性填料擠出設備，用于現(xiàn)場嵌填施工，能夠保證良好的嵌填密實度和界面粘接效果，且施工效率比人工嵌填有所提高，但也存在一些缺陷，限制了其在工程中的實際推廣應用，這些缺陷表現(xiàn)為1、工序繁瑣。需在混凝土面板上打孔安裝膨脹螺栓，然后用膨脹螺栓和壓板來固定外模；外模長度有限，嵌填一兩米后，就要拆下外模和膨脹螺栓并前挪后重新固定；同時打孔會破壞混凝土表面。
2、操作難度大?；炷撩姘灞砻嫫秸炔皇呛芨撸饽閯傂?，長度一兩米的外模與面板表面間存在或大或小的間隙，填料在較大壓力下被擠入外模內(nèi)的同時，也會從間隙中沖出，因此需要提前封堵間隙。
3、效率偏低。因需不斷地來拆模定模，所以嵌填過程為間歇式的，擠出機剛運轉起來填好一段V形槽就要停下來，等待外模重新就位固定，造成機器和操作人員閑置。
綜上，為了解決人工嵌填效率低和質(zhì)量差的問題，同時消除現(xiàn)有技術的不足之處，本發(fā)明提出一種用于面板堆石壩的柔性填料嵌填機。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于面板堆石壩的專業(yè)高效的柔性填料嵌填機以及一種面板堆石壩混凝土面板接縫方法。
柔性填料嵌填機具有機體，所述機體內(nèi)設置有動力機，所述動力機經(jīng)調(diào)速器與填料室的擠壓螺旋相連，所述填料室的適當部位設置有進料口，在擠壓填料經(jīng)過的機體部分設至少一個加熱器，所述機體兩側設行走裝置，在所述填料室出口設有控制填料擠出斷面形狀的模頭。
所述模頭可以根據(jù)待嵌填的填料斷面進行調(diào)換。控制填料擠出斷面形狀的模頭?？谛螤钆c所需嵌填的接縫填料斷面相同或與所需嵌填的接縫填料斷面的分解斷面相同。
所述行走裝置為包括至少四個輪子的可支撐機身并可行進的裝置。所述行走裝置為可調(diào)整機身高度和行進方向的裝置。
所述擠壓螺旋為具有壓密排氣功能的變螺距螺旋，螺距與外徑的比例由進料端到出料端逐漸縮小。
所述柔性填料嵌填機具有牽引裝置，可以為卷揚機，卷揚機可以為與主機體組合式，也可為與主機體分離式。
所述混凝土面板接縫方法的特征在于使用加熱器將填料嵌填機的填料室內(nèi)的填料加熱，然后加熱后的填料經(jīng)過填料室出口設置的控制填料擠出斷面形狀的模頭，經(jīng)過擠出成形的填料嵌填進入混凝土面板接縫內(nèi)。
本發(fā)明具體優(yōu)點如下1、設牽引裝置和行走裝置，可以保證嵌填機在壩面上自由移動，便于嵌填；行走裝置位于機體兩側且至少四個輪子，并可調(diào)控行進方向，可以保證嵌填機沿著接縫的延伸線路高精度地跨縫行進。
2、在擠壓填料經(jīng)過的機體部分設置加熱器，熱量傳遞給內(nèi)部的填料，使填料溫度在一定范圍內(nèi)升高，從而一定程度上消減了填料的彈塑性，便于填料進入料口和擠出?？凇?br> 3、在機體前部設控制填料擠出斷面形狀的模頭，使擠出的填料斷面為圓形或三角形等易于嵌填的形狀；由于行走裝置可調(diào)整機身高度，且機器可沿著接縫的延伸線路高精度地跨縫行進，所以由?？跀D出的填料柱可直接落入V形槽中；由于剛落入V形槽中填料具有一定溫度，很大程度上消減了其彈塑性，且斷面為圓形或三角形等易于嵌填的形狀，所以只需手按或腳踏等小的外界壓力就能夠保證足夠的嵌填密實度和緊密粘接效果。
4、對于受熱后彈塑性仍偏大的填料產(chǎn)品，?？谛螤羁蛇x擇為與所需嵌填的接縫填料斷面相同或接近的形狀，這樣落入V形槽中填料基本上能達到80％以上的預期嵌填形狀，只需適當?shù)募訅杭纯杀ＷC填料界面與混凝土面的緊密粘接效果。
5、對于大嵌填斷面，可能出現(xiàn)由于嵌填機擠出功率偏低，造成不能一次擠出足夠斷面面積填料的情況，?？谛螤羁蛇x擇為與所需嵌填的接縫填料斷面的分解斷面接近的形狀，由于機身高度可調(diào)，這樣就可以分層多次嵌填，通常填料與填料本身的粘結性能非常好，只需輕壓即可保證層間粘接質(zhì)量。
6、由于對填料嵌填工藝中擠出和壓實流程的分解，實現(xiàn)了嵌填的流水化操作；嵌填機沿縫不間斷地行走運行，后面緊跟的施工人員用手按或腳踏來壓實填料；工序簡潔，施工速度和質(zhì)量得到了極大提高。
本發(fā)明重要意義如下本發(fā)明的設計中力求設備簡單，工序簡潔，從而達到實際施工中設備維護容易和操作簡單的效果，施工快速高質(zhì)。如背景技術所述，面板堆石壩高達幾十米至數(shù)百米，其安全穩(wěn)定關系到國計民生，而作為防滲體系關鍵環(huán)節(jié)的表層填料止水層施工質(zhì)量則關系到大壩的安全穩(wěn)定。填料嵌填的低效率低質(zhì)量問題一直是困擾工程技術人員的難點問題。本設備的發(fā)明可用于新建面板堆石壩施工和已建面板堆石壩止水修繕，具有巨大的社會價值和經(jīng)濟價值。


圖1為柔性填料嵌填機結構示意圖；圖2為柔性填料嵌填機后視圖；圖3為柔性填料嵌填機運行示意圖；圖4為擠出斷面為圓形的柔性填料嵌填示意圖；圖5為擠出斷面為三角形的柔性填料嵌填示意圖；圖6為擠出斷面與預嵌填斷面一致的柔性填料嵌填示意圖；圖7為柔性填料分層嵌填示意圖。
具體實施例方式
如圖1和圖2所示，柔性填料1由進料口7填入到填料室8，動力機3經(jīng)調(diào)速器4后帶動擠壓螺旋9轉動，加熱器10使填料室8內(nèi)的填料溫度升高，并由擠壓螺旋9的作用，從模頭11的?？谥袛D出；嵌填機行走部分包括支撐輪5，調(diào)向裝置12和調(diào)整機身高度裝置6，嵌填機牽引部分包括卷揚機14，掛鉤13和鋼絲繩15。
嵌填機運行如圖3所示，固定在壩頂?shù)木頁P機14通過鋼絲繩15來牽引主機在混凝土面板2上跨縫行進；卷揚機14也可固定在壩頂?shù)膲郝窓C上，掛鉤13設在嵌填機主機側面的重量平衡點處，則嵌填機可通過壓路機在水平方向上的行進，來更好地實現(xiàn)非沿壩面直上直下接縫的嵌填。卷揚機14也可安裝在嵌填機前部，而將掛鉤13固定于壩頂。
圖4為當模頭11的?？跀嗝孢x擇為圓形時，柔性填料嵌填壓實過程示意圖；圖5為當模頭11的?？跀嗝孢x擇為三角形時，柔性填料嵌填壓實過程示意圖。
對于受熱后彈塑性仍偏大的填料產(chǎn)品，如圖5所示，模頭11的?？谶x擇為與所需嵌填的接縫填料斷面相同或接近的形狀，這樣落入V形槽中填料基本上能達到80％以上預期嵌填形狀，只需適當?shù)募訅杭纯杀ＷC填料界面與混凝土面的緊密粘接效果。
對于大嵌填斷面，如圖6所示，模頭11的?？谛螤羁蛇x擇為與所需嵌填的接縫填料斷面的分解斷面接近的形狀，由于機身高度可調(diào)，這樣就可以分層多次嵌填，通常填料與填料本身的粘結性能非常好，只需輕壓即可保證層間粘接質(zhì)量。
權利要求
1.一種用于面板堆石壩混凝土面板接縫的柔性填料嵌填機，其特征是，具有機體，所述機體內(nèi)設置有動力機，所述動力機經(jīng)調(diào)速器與填料室的擠壓螺旋相連，所述填料室設置有進料口，在擠壓填料經(jīng)過的機體部分設至少一個加熱器，所述機體兩側設行走裝置，在所述填料室出口設有控制填料擠出斷面形狀的模頭。
2.根據(jù)權利要求1所述的柔性填料嵌填機，其特征是所述模頭根據(jù)待嵌填的填料斷面進行調(diào)換。
3.根據(jù)權利要求2所述的柔性填料嵌填機，其特征是控制填料擠出斷面形狀的模頭模口形狀與所需嵌填的接縫填料斷面相同或與所需嵌填的接縫填料斷面的分解斷面相同。
4.根據(jù)權利要求1所述的柔性填料嵌填機，其特征是所述行走裝置為包括至少四個輪子的可支撐機身并可行進的裝置。
5.根據(jù)權利要求4所述的柔性填料嵌填機，其特征是所述行走裝置為可調(diào)整機身高度和行進方向的裝置。
6.根據(jù)權利要求1所述的柔性填料嵌填機，其特征是所述擠壓螺旋為具有壓密排氣功能的變螺距螺旋，螺距與外徑的比例由進料端到出料端逐漸縮小。
7.根據(jù)權利要求1所述的柔性填料嵌填機，其特征是所述柔性填料嵌填機具有牽引裝置。
8.根據(jù)權利要求7所述的柔性填料嵌填機，其特征是所述牽引裝置為卷揚機。
9.一種面板堆石壩混凝土面板接縫方法，其特征在于，使用加熱器將填料嵌填機的填料室內(nèi)的填料加熱，然后加熱后的填料經(jīng)過填料室出口設置的控制填料擠出斷面形狀的模頭，經(jīng)過擠出成形的填料嵌填進入混凝土面板接縫內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種工程用機械，尤其涉及一種用于面板堆石壩混凝土面板接縫柔性填料嵌填的柔性填料嵌填機。面板堆石壩表層柔性填料止水層施工質(zhì)量關系到大壩的安全穩(wěn)定。填料嵌填的低效率低質(zhì)量問題一直是困擾工程技術人員的難點問題。本發(fā)明的設計中力求設備簡單，工序簡潔，從而達到實際施工中設備維護容易和操作簡單的效果，施工快速高質(zhì)。其特征是，具有機體，所述機體內(nèi)設置有動力機，所述動力機經(jīng)調(diào)速器與填料室的擠壓螺旋相連，所述填料室設置有進料口，在擠壓填料經(jīng)過的機體部分設至少一個加熱器，所述機體兩側設行走裝置，在所述填料室出口設有控制填料擠出斷面形狀的模頭。以及混凝土面板接縫方法。
文檔編號E02B7/02GK101029481SQ20071009070
公開日2007年9月5日 申請日期2007年4月4日 優(yōu)先權日2007年4月4日
發(fā)明者張明軍 申請人:張明軍