一種膨脹性電滲陰極井點管及其施工方法

2023-05-08 01:32:56

一種膨脹性電滲陰極井點管及其施工方法
【專利摘要】本發明公開了一種膨脹性電滲陰極井點及其施工方法，通過在雙層陰極井點管之間加入由吸水膨脹橡膠顆粒和礫石配製而成的中間填充物，實現了電滲過程中外層井點管的膨脹，解決了吹填土地基利用電滲井點降水處理時，由於陰極井點管與土體脫離接觸、陰極井點管周圍形成硬殼層而帶來的能耗增大，排水效率降低的問題。另外，本發明還提出了利用電滲法處理大面積吹填土地基時，該型井點管安裝時的施工機械及施工方法。本發明可提高電滲效率，降低電滲能耗，施工方便，可回收並多次利用，具有一定的推廣價值。
【專利說明】一種膨脹性電滲陰極井點管及其施工方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種吹填土地基處理技術，尤其涉及一種膨脹性電滲陰極井點管及其施工方法，主要適用於沿海吹填土地基處理等工程【技術領域】。
【背景技術】
[0002]吹填土地基在吹填完成後往往具有較高的含水率，為儘快使其達到強度要求，需要對其進行技術處理。電滲法被認為是一種十分有效的方法，它在排水固結過程中，既不會像堆載預壓法那樣增大土體內部剪應力，又不會受水力滲透係數的限制。
[0003]傳統電滲井點降水法是在土中插入金屬電極，並通以直流電，在電場作用下，土中水從陽極向陰極井點移動，最終實現排水固結。但是由於在打入陰極井點的過程中，電極與土體的接觸面會有一部分被土中水佔據；在電滲過程中，由於水分的移動和電泳，陰極周圍有一部分土顆粒損失；在電滲後期，由於鹽類物質的析出，陰極周圍將會形成硬殼層。這三種現象都將增大土體與電極之間的界面電阻，增大電滲過程中的能耗，降低電滲的效果。根據室內試驗，發現由上述原因造成的能耗損失可以達到整個電滲工期內總能耗的40%，所以有必要開發一種陰極井點管，來減少能源的消耗，降低電滲排水技術造價。
[0004]在本發明之前，並沒有研究者關注本發明所提到的陰極井點管周圍的電阻變化問題，與陰極井點管相關的專利也屈指可數。例如中國專利「一種電滲井點」 UL201120221092.8)公開了一種電滲井點，屬於最常規井點管類型；中國專利「一種W『電滲井點管」 iZL 201220215897.6)公開了一種電滲井點，它將管材與金屬電極材料綁定，減小了電滲的能耗。這些專利與本發明專利的要義基本不相關。此外，本發明的創意來源於室內試驗，問題的提出具有一定的科學依據，因此，本發明對電滲技術的推廣應用具有積極意義。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在於克服電滲井點降水過程中，因陰極井點管打入、水分移動、鹽類析出等原因而造成的電滲效率降低這一缺陷，提出了一種可以隨著電滲的進行而膨脹的陰極井點管及其施工方法。
[0006]為解決上述技術問題，本發明採用如下技術方案:
一種膨脹性電滲陰極井點管，包括內管、外管、兩端連接盤及中間填充物。其特徵在
於:
所述的內管材質為鋼管，通過螺旋固定在連接盤上，鋼管的外徑為，內徑為鋼管表面沿縱向每隔2m打圓孔，孔徑k?，錯位布置，以利於陰極周圍水分的排出。鋼管的長度可根據現場吹填地基處理要求在工廠預製，但是長度不能長於極限長度I.。
[0007]所述的外管材質為鋼絲網，規格為50目，初始直徑為40cm，外管的長度比內管稍短，寬度為填充橡膠膨脹後最大周長的2倍。外管盤旋於內支撐的外側，通過連接鋼條、固定銷栓與內管固定，等到現場施工時，拔掉銷栓即可。[0008]所述的兩端連接盤將兩根井點管相連，並利用螺栓在螺栓孔處將兩根井點管固定。
[0009]所述的中間填充物為吸水膨脹橡膠顆粒和礫石的混合物，其中，吸水膨脹橡膠是由吸水膨脹樹脂、氯丁膠、填充劑、軟化劑、促進劑和防老劑通過混煉、硫化、粉碎而成；礫石採用中礫，性質為常見河砂中的卵石，尺寸在5mnT20_之間。由於電滲後期，硬殼層的厚度與電極間距和電壓有關，所以礫石和橡膠顆粒的比例需要根據實際情況而定，但外網半徑的增加需要大於硬殼層的厚度。
[0010]本發明還涉及了一種應用上述一種膨脹性電滲井點管現場施工的方法，具體包括以下步驟:
(I)圈定吹填區域，在吹填處理範圍周邊建立圍欄和警示牌。
[0011](2)按照施工方案，將吹填淤泥至設計高度，並在設計位置打設EKG電極排水板。
[0012](3)測量放線，標定陰極井點管埋設位置，將布管機吊放至吹填區域邊界位置，依靠底部的氣囊使其浮在吹填土表面上，打設井點管，通過卷揚機控制布管機的前後左右移動。
[0013](4)按照施工要求，開展其他準備工作，開始電滲。
[0014](5)當排水速率低於設計要求時，停止電滲，三個月後，回收井點管。
[0015]上述一種膨脹性電滲井點管現場施工方法中使用的布管機，包括氣墊、操作平臺，卷揚機，塔吊，控制箱，鑽頭、插管通道。操作平臺下方安裝氣墊；小型塔吊固定在操作平臺上；四臺卷揚機有兩臺固定在場外地面上，兩臺固定在操作平臺上。施工開始前，首先用場地外的吊機將布管機吊至吹填場地邊緣位置，連接兩臺卷揚機，開始工作。用平臺上的塔吊將井點管吊至插管通道處，鑽頭開啟，在地基上鑽出一個通道，將井點管沿插管通道吊入鑽孔中。卷揚機拉動纜繩，布管機向前移動，重複上述動作。
[0016]本發明的優點和效果在於:
O本發明中的膨脹性陰極井點管可以實現隨電滲的進行膨脹的功能，增大了土體與井點管的接觸面積，破壞了陰極周圍的鹽質硬殼層，減小了電滲過程中土體電阻，從而降低了能耗，節約了成本。
[0017]2)另外，由於吹填土地基吹填完成時含水量很高，地基強度幾乎為零，無法滿足大型機械的面上施工，本發明專利還提出了膨脹性陰極井點管的施工裝置，通過控制箱操縱實現前後移動，進一步提高了它在實際工程中推廣的可能性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發明膨脹性電滲陰極井點的主視圖；
圖2為本發明膨脹性電滲陰極井點管的A-A截面剖面圖；
圖3為本發明吹填土地基布管機的結構示意圖；
圖中:I為上連接盤，2為下連接盤，3為外管，4為內管，5為螺栓連接孔，6為固定銷栓，7為中間填充物，8為與內外管焊接的連接鋼條，9為與內管焊接、外管搭接的連接鋼條，10為氣囊，11為操作平臺，12為塔吊，13為卷揚機，14為場外地面，15為控制箱，16為陰極井點管，17為鑽頭，18為插管通道,19為滑動導槽。【具體實施方式】
[0019]以下結合技術方案和附圖詳細敘述本發明的【具體實施方式】。本發明的保護範圍並不僅僅局限於本實施方式的描述。
[0020]如圖2所示，實施時，首先將內管(4) 一端通過螺紋擰在連接盤(I)、(2)上，然後焊接連接鋼條(8)、(9)，最後將外管(3)的一端焊接在(8)位置處，沿逆時針順序進行纏繞，並用銷栓固定。然後在內管(4)與外管(3)之間加入按相應比例配置好的中間填充物(7)，以上過程為工廠預製，並最終形成如圖1所示的電滲陰極井點管。
[0021]利用該井點管進行現場施工的施工方法，具體包括如下步驟:
I)劃定吹填區域，在場地周圍建立圍欄和樹立警示牌。
[0022]2)按照施工方案，將淤泥吹填至設計高度，並在預定位置插入EKG電極，利用導線將各EKG電極連接，並將其引出吹填區域。
[0023]3)測量放線，標記陰極井點管埋設位置，將布管機吊放至吹填區域邊界位置，依靠底部的氣囊浮在吹填土表面上。
[0024]4)開啟布管機埋設井點管，用平臺上的塔吊(12)將井點管(16)吊至插管通道
(18)處，鑽頭(17)開啟，在地基上鑽出一個孔道，將井點管(16)沿插管通道(18)吊入鑽孔中，卷揚機(13 )拉動纜繩，布管機向前移動，重複上述動作。
[0025]5)井點管鋪設完畢後，關閉布管機控制系統，利用吊車將布管機吊離吹填區域。利用導線將各井點管相連，並將其引出吹填區域。
[0026]6)按照施工要求，開展其他準備工作，準備結束後，開始電滲。
[0027]7)當排水速率低於設計要求時，停止電滲，待地基靜置三個月後，回收井點管。
【權利要求】
1.一種膨脹性電滲陰極井點管，包括內管、外管、兩端連接盤及中間填充物，其特徵在於: O所述的內管(4)材料為鋼管，鋼管的外徑為30--，內徑為2&?，長度按施工要求預製，鋼管表面沿縱向每隔2cm打圓孔，孔徑k?，錯位布置，內管(4)通過螺紋連接在兩端連接盤(1)、(2)上； 2)所述的外管(3)材料為50目鐵絲網，初始直徑40cm，長度比內管稍短，寬度為填充橡膠膨脹後最大周長的2倍，外管盤旋於內支撐的外側，通過連接鋼條(8)、(9)、固定銷栓(6)與內管(4)固定； 3)所述的兩端連接盤(I)、(2)將兩根井點管相連，並利用螺栓在螺栓孔(5)處將兩根井點管固定； 4 )所述的中間填充物(7 )為吸水膨脹橡膠顆粒和礫石的混合物，其中吸水膨脹橡膠是由吸水膨脹樹脂、氯丁膠 、填充劑、軟化劑、促進劑和防老劑通過混煉、硫化、粉碎而成；礫石採用中礫，具體性質為常見河砂中的卵石,尺寸在5mnT20_之間。
2.一種基於權利要求1所述的膨脹性電滲陰極井點管施工的方法，包括以下步驟: O圈定吹填區域，在吹填處理範圍周邊建立圍欄和警示牌； 2)按照施工方案，將吹填淤泥至設計高度，並在設計位置打設EKG電極排水板； 3)測量放線，標定陰極井點管埋設位置，將布管機吊放至吹填區域邊界位置，依靠底部的氣囊使其浮在吹填土表面上，打設井點管，通過卷揚機控制布管機的前後左右移動； 4)按照施工要求，開展其他準備工作，開始電滲； 5)當排水速率低於設計要求時，停止電滲，三個月後，回收井點管。
3.根據權利要求2所述的膨脹性電滲陰極井點管施工方法中使用的布管機，包括氣墊(10)、操作平臺(11)、小型塔吊(12)，卷揚機(13)，控制箱(15)，陰極井點管(16)，鑽頭(17)，插管通道(18)，其特徵在於:操作平臺(12)下方安裝有氣墊(11);小型塔吊(12)固定在操作平臺(11)上；四臺卷揚機(13)有兩臺固定在場外地面(14)上，兩臺固定在操作平臺(11)上。
【文檔編號】E02D3/11GK103758112SQ201310751422
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月31日 優先權日:2013年12月31日
【發明者】沈揚, 勵彥德, 黃文君, 陶明安, 徐海東 申請人:河海大學