內撐管片式減壓井管的製作方法

2023-05-28 13:05:51

專利名稱：內撐管片式減壓井管的製作方法
技術領域：
本發明涉及堤壩基礎工程，具體地說是涉及降低堤壩基低層滲透水壓力的內撐管片式減壓井管。
背景技術：
國內外大量堤壩破壞得實例調查資料表明，由於滲流引起的災害佔整個事故得40％左右，災害表現形式如堤(壩)身、堤(壩)基的管湧、流土、裂縫、崩岸等，而其中管湧、流土直接是由於滲透壓力、滲透梯度較大所導致。據估計，在1998年長江流域大洪水期間所發生得險情中，滲透直接導致的險情佔70％，管湧破壞又最為突出。
人們在水利工程的長期實踐中和滲流控制理論、技術的研究中，創造了很多行之有效的防滲、排水降壓的滲控技術措施，降低堤壩基礎及下遊的滲透壓力以保證工程的安全。其中當堤(壩)基下的覆蓋層上部為弱透水層、下部為強透水層的二元或多元土結構時，多採用減壓井技術控制基礎的滲透穩定性。首先採用減壓井防止堤壩基礎發生過大揚壓力的是美國陸軍工程兵團，在1942年蒙大拿州福特派克壩採用減壓井作為滲流控制的補充措施，效果很好，使壩趾靜水壓力由45英尺降為5英尺，以後此項技術被逐漸推廣。採用減壓井技術既經濟又能有效地降低堤(壩)基下遊的揚壓力，因此在長江沿岸、湖北荊江大堤、江西九江大堤及廣東三水北江大堤等江河湖堤的許多堤段下遊均設有減壓井。但大量實際應用情況表明，由於傳統減壓井本身在設計、結構、用料及管理中存在缺陷，使減壓井的效率和使用壽命不甚理想，其中由於減壓井砂礫濾料在施工填料時產生的離析。質量難以控制常常留下隱患，使減壓井的使用效率和使用壽命大打折扣，如湖北、九江一些大堤下遊減壓井使用年限約在1-3年左右，廣東北江大堤石斛險段建了許多口減壓井，一年多就有些井未能發揮其排滲減壓的作用；美國密西西比河大堤減壓井的效率在15年時間折減了三分之一強，檢查結果認為主要是礫石反濾層中結垢堵塞所致。
減壓井最常見的失效原因之一是井中填充的反濾料發生淤堵，這種淤堵是否發生主要看反濾料級配與堤基土顆粒是否匹配，如果濾料與被保護土匹配關係不好，就易發生幾何淤堵。也有些巖土地層中的礦物成分溶解於水中，在流動的地下水中含有的可溶鹽和各種化學物質之間在一定環境溫度下產生新的化合物，沉澱在濾層中，就可能會產生化學淤堵。在某些低流速，氧氣稀少的水環境下，還會產生新的生物性微生物，其代謝物會將滲流通道淤堵，如食鐵、食硫的厭氧菌的代謝物在獅子山尾礦壩的輸水管中就曾發現，有時這種生物還會加速化學淤堵。目前堤壩工程中最多見、最易發生的還是幾何淤堵，它使減壓井功效降低甚至失效，實際應用中有的使用一年，或者二至三年也就失效(也有少數建造較好的減壓井已運行了多年)。由於減壓井較深，被淤堵了的反濾料很難甚至無法取出，也曾試圖高壓水反衝洗，但效果並不理想，常常只能任其失效。為了工程安全，不得不重新建造，一口井造價往往需要2-3萬左右，這樣不但造成堤壩工程長期運行管理費用大大提高，而且又使堤(壩)工程很不安全。為此人們在尋求新的堤基滲流控處理方法，其中截滲牆是當前流行的主要措施之一，但是各種防滲牆將江堤滲截斷的作法其造價高且不說，大量採用後就其長期後果開看，可能導致生態環境改變和惡化，這是非常值得注意的。

發明內容
本發明的目的在於提供一種內撐管片式減壓井管，該井管具有提升內管方便，更換堵塞過濾層容易，滲水快，減壓效果明顯等優點。
內撐管片式減壓井管，由外管，內管，過濾層所組成，其特徵在於內管是由分離的四塊相同的管片所組成的環形內撐管式結構，內管中央設有支撐連杆和傳力軸，支撐連杆分上、中、下三層，每層四根連杆，在四根支撐連杆的兩端裝有鉸鏈，一端鉸鏈分別固定在四塊管片上，另一端鉸鏈分別固定在傳力軸上，過濾層放置在內管與外管之間，緊貼在外管內壁上。
內撐管片式減壓井管的基本結構該井管由外管+土工織物過濾層+內撐管片式內管組成。
由於開槽內管漲壓式減壓井管結構在操作上存在不夠靈活的缺點，在保持井管三層結構的基礎上，把內管改變為分離的四塊相同的管片組裝起來構成環型內撐式分離管片結構，管片上鑽有小孔，孔徑為20mm，孔間距80mm，內管中央設有支撐連杆和傳力軸。傳力軸上提即可收攏支撐連杆，四塊管片構成一個直徑較小的內管，此時可將土工織物過濾層套在管片的外周，一同插入外管中，當內管到位後，通過傳力軸向下壓(類似傘骨架結構)，將管片漲壓撐開，支撐連杆抵住管片，管片將土工織物過濾層壓向外管內壁。如果過濾層發生堵塞，滲水效果差時，只要提升傳力軸，收攏支撐連杆及管片，就可把內管提出來，將新的過濾層套在管片的外周，再插入外管，下壓傳力軸，即可由管片把過濾層壓向外管內壁。
本發明的內撐管片式減壓井管，經試驗證明，該井管具有提升內管方便，更換過濾層容易，滲水快，減壓效果好，而且部件可以工業化生產，大大節省了開支。
四

圖1分離管片組成的環型內撐管片式結構內管的示意圖；圖2內撐管片式減壓井管的剖面圖；圖3內撐管片式減壓井管的示意圖；附圖標記1-外管、2-過濾層、3-內管、4-支撐連杆、5-傳力軸、6-管片。
五具體實施例方式
外管為PVC多孔花管，內徑為100mm，外管上小孔的孔徑為20mm，孔間距80mm，外管單節長4m，將外管插入已打好的土孔中，內管外徑為95mm，長4m，將PVC內管剖成四等分得四塊管片，管片上鑽有小孔，孔徑為20mm，孔間距80mm，內管中央設有PVC材料製成的支撐連杆和傳力軸，支撐連杆分上、中、下層，每層4根，分別將支撐連杆兩端的鉸鏈，一端焊接在管片上，另一端焊接在傳力軸上，將縫製好的土工織物過濾層套在管片的外周，用傳力軸推入外管中，當傳力軸下壓時，通過支撐連杆將管片張開，把過濾層壓緊在外管內壁上。當需要更換過濾層時，只要將傳力軸向上提收，便可取出分離管片組成的環型內管，把新的過濾層套在管片外周插入外管中，下壓傳力軸，管片就張開，將過濾層緊壓在外管內壁。
權利要求
1.一種內撐管片式減壓井管，包括外管(1)、過濾層(2)、內管(3)，其特徵在於內管(3)是由分離的四塊相同的管片(6)構成的環形內撐管式結構，在內管(3)的中央設有支撐連杆(4)和傳力軸(5)，支撐連杆(4)一端連接管片(6)，另一端連接傳力軸(5)上，過濾層(2)放置在內管(3)與外管(1)之間，緊貼在外管(1)的內壁上。
2.根據權利要求1所述的內撐管片式減壓井管，其特徵在於所述的支撐連杆(4)分上、中、下三層，每層四根連杆，在四根支撐連杆(4)的兩端裝有鉸鏈，一端鉸鏈分別焊接在四塊管片(6)上，另一端鉸鏈焊接在傳力軸(5)上。
3.根據權利要求1所述的內撐管片式減壓井管，其特徵在於所述的外管(1)為多孔花管，其小孔的孔徑為20mm，孔間距為80mm，用PVC塑料製成，外管(1)的內徑為20-50cm，單節長4m。
4.根據權利要求1所述得內撐管片式減壓井管，其特徵在於所述四塊管片(6)上均鑽有小孔，其孔徑為20mm，孔間距80mm，管片單節長4m。
全文摘要
一種內撐管片式減壓井管，由多孔外管(1)、過濾層(2)、內管(3)組成；內管(3)是由分離的四塊管片(6)構成的環形內撐管式結構，在內管(3)的中央設有支撐連杆(4)和傳力軸(5)，支撐連杆(4)分上、中、下三層，每層四根，支撐連杆的一端連接在管片(6)上，另一端連在傳力軸(5)上，其結構類似雨傘的骨架，當傳力軸(5)上提時，支撐連杆(4)收縮，傳力軸下壓時，連杆帶動管片(6)張開，便將套在管片外圍的過濾層(2)緊貼在外管(1)的內壁，當過濾層(2)堵塞時，只要提升傳力軸(5)支撐連杆(4)帶動管片(6)收縮，便可取出過濾層(2)進行更換，該井管結構合理，減壓效果顯著，經濟耐用。
文檔編號E02D19/10GK1858365SQ20061003916
公開日2006年11月8日 申請日期2006年3月29日 優先權日2006年3月29日
發明者趙堅, 趙恆文, 範勁, 速寶玉, 張祝添 申請人:河海大學