一種雙通道可變極真空電滲加速超軟土固結裝置製造方法
2023-12-01 15:27:51
一種雙通道可變極真空電滲加速超軟土固結裝置製造方法
【專利摘要】一種雙通道可變極真空電滲加速超軟土固結裝置，將複合排水板用緊固螺栓與快速接頭卡扣連接，將緊固螺栓穿過長纖熱扎無紡布包裹形成的濾膜與複合排水板內芯連接，將電滲導線接入緊固螺栓中，將快速接頭卡扣插入快速卡扣接入槽連接可接導線型密閉式快速板管連接器，將電滲導線穿過導線穿出孔，將同排的複合排水板所引出的電滲導線接入到陽極導線，再鋪設密閉式真空排水耐壓波紋支管中的下穿主管的支管和連接主管的支管，將下穿主管的支管和連接主管的支管用可接導線型密閉式快速板管連接器連接複合排水板。結構簡單、操作簡便、穩定性好，不易耗損，實用性強，排水效率高，靈活度和適應性強，具有廣泛的應用前景。
【專利說明】—種雙通道可變極真空電滲加速超軟土固結裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於超軟淤泥土排水固結地基處理【技術領域】，更具體涉及一種雙通道可變極真空電滲加速超軟淤泥土排水固結地基處理的裝置，該裝置不僅適用於各類靈敏度高的飽和軟粘土地基加固，而且尤其適用於以超細顆粒為主且初始承載力極低的各類疏浚淤泥吹填土地基的深層和淺層全範圍內的同時加固。
【背景技術】
[0002]由於近年來，工程建設用地漸趨緊張，為了緩解土地供應的矛盾，此類超軟弱地基的處理已經成為工程建設中重要的一環，其核心技術難題是如何快速、高效、經濟地進行處理加固。
[0003]超軟淤泥土一般是由港池和航道的疏浚淤泥經水力吹填於圍堰之內而形成，這類土具有以下幾個特點:1、含水率一般高達90%以上，如果是新近吹填場地則可高達170%左右；2、黏粒含量聞,通常顆粒直徑小於0.005m的佔比50%左右；3由於黏粒含量聞，滲透係數非常低，一般小於10_6cm/s ;4、此類土顆粒間連接非常弱，呈絮凝狀浮泥狀態，土骨架結構尚未形成，流動性強，強度及承載力極低。
[0004]超軟淤泥土的上述特性，導致採用傳統軟基加固裝置來處理時遇到了難以克服的困難或缺點。主要困難有如:①待處理超軟淤泥土工作面無法上人或機械設備由於滲透係數極低，導致傳統真空預壓排水固結排水效率低，導致荷載持續時間長，單位能耗大；③由於無法採用砂墊層，導致真空度的傳遞效率低，只能在表層形成小於Im的硬殼層，要處理深層軟土，需要二次加固處理；④採用排水板作豎向排水通道時，板體周圍極易形成密實度相對較高的土柱，此時土體的滲透係數降低至10_8cm/s，甚至10_9cm/s，可稱之為「圍阻效應」，此效應導致真空預壓系統的排水效率降低，電能損失增大。
[0005]為了克服先前上述4個主要缺點和不足，有必要設計一種能有的效減少單一陽極的損耗，降低單位時間能耗，避免「圍阻效應」，密封性好，真空傳遞效率高，提高排水固結效率，能同時淺層和深層土體加固的裝置。
【發明內容】
[0006]本實用新型的目的是在於提供了一種雙通道可變極真空電滲加速超軟土固結的裝置，該裝置設計結構簡單、操作簡便、穩定性好、各組構件經久耐用，不易耗損，實用性強，並可根據土體的實時加固情況配置實時變換極性和排水通道，排水效率高，靈活度和適應性強，具有廣泛的應用前景。
[0007]為了實現上述目的，本實用新型採用以下技術措施:
[0008]一種雙通道可變極真空電滲加速超軟土固結裝置，它包括複合排水板、快速接頭卡扣、複合排水板內芯、可接導線型密閉式快速板管連接器、導線穿出孔、快速卡扣接入槽、密閉式真空排水耐壓波紋支管、下穿主管的支管、連接主管的支管、密閉式真空排水PVC主管甲、密閉式真空排水PVC主管乙、真空排水主管甲的控制閥門、總控制閥門、PVC三通管、廣粘度型渦輪流量計，將複合排水板用緊固螺栓與快速接頭卡扣連接，將緊固螺栓穿過長纖熱扎無紡布包裹形成的濾膜與複合排水板內芯連接，將電滲導線接入緊固螺栓中，將快速接頭卡扣插入快速卡扣接入槽連接可接導線型密閉式快速板管連接器，將電滲導線穿過導線穿出孔，將同排的複合排水板所引出的電滲導線接入到陽極導線，再通過陽極導線接入到可變極電滲系統的正極中，再將相鄰排的電滲導線通過陰極導線接入到可變極電滲系統的負極中；再鋪設密閉式真空排水耐壓波紋支管中的下穿主管的支管和連接主管的支管，將下穿主管的支管和連接主管的支管用可接導線型密閉式快速板管連接器連接複合排水板。
[0009]所述的下穿主管的支管接入到密閉式真空排水PVC主管乙中，相鄰排的連接主管的支管接入到密閉式真空排水PVC主管甲，接頭部分注意用玻璃膠等密封以防止漏氣，其中需要確認的是，當密閉式真空排水PVC主管甲的控制閥門打開、且密閉式真空排水PVC主管乙的控制閥門關閉時，與密閉式真空排水PVC主管甲所連接的密閉式真空排水耐壓波紋支管上所有的複合排水板的極性狀態為陰極；同樣，當密閉式真空排水PVC主管乙的控制閥門打開、且密閉式真空排水PVC主管甲的控制閥門關閉時，與密閉式真空排水PVC主管乙所連接的密閉式真空排水耐壓波紋支管上所有的複合排水板的極性狀態為陰極，密閉式真空排水PVC主管甲和密閉式真空排水PVC主管乙通過PVC三通管及廣粘度型渦輪流量計連接真空泵，總控制閥門接入到PVC三通管中。上述特徵連接特徵即構成了雙通道可變極的橫-縱-深封閉式真空電滲加速超軟土固結系統。
[0010]所述的複合排水板，其複合了導電炭黑，金屬粉末(銀、銅、鋁、鋅、鐵、鎳等皆可)和金屬絲於聚丙烯和聚乙烯材質中作為內芯，外部濾膜採用長纖熱扎無紡布包裹形成，排水板具體構造如圖3、圖4所示，複合排水板通過快速接頭卡扣與真空預壓排水系統中的可接導線型密閉式快速板管連接器連接。複合板一般可插入軟土的深度為35m內，如需處理更深的軟土層，需將複合板的內芯尺寸進行調整。
[0011 ] 所述的電滲變極系統裝置，其包括交流-直流轉換器(常規交流-直流轉換器，市場均能購置)、可編程相控直流電源、穩壓器(直流穩壓器，市場均能購置)、極性變換迴路裝置(正負極變換開關，市場能購置配件組合而成)、電流電壓顯示記錄器(常規液晶面板，市場均能購置)等，電流電壓顯示記錄器提供電流電壓參數，電流電壓參數達到閾值時，極性變換迴路改變連接電滲裝置上複合排水板的極性，上述電滲變極系統放置於專業配電箱中(此處可隨意放置，不作要求，視上述部件的空間大小而布置)；
[0012]所述的雙通道(含甲、乙兩個通道)真空預壓及排水系統裝置，由真空泵(真空射流泵或機械泵均可)、PVC三通管、廣粘度型渦輪流量計(廣粘度型，可在市場購買)、密閉式真空排水PVC主管甲的控制閥門(常規球閥，可在市場購買)、密閉式真空排水PVC主管乙的控制閥門(常規球閥，可在市場購買)、密閉式真空排水PVC主管、密閉式真空排水耐壓波紋支管(內含鋼絲加固、可在市場購買)、複合排水板(同前所述)、可接導線型密閉式快速板管連接器(含快速卡扣接入槽及導線孔，可在市場定製購買)組成。其中複合排水板用緊固螺栓與快速接頭卡扣連接，再將緊固螺栓穿過長纖熱扎無紡布包裹形成的濾膜與複合排水板內芯連接，並將電滲導線接入緊固螺栓中，再將快速接頭卡扣插入快速卡扣接入槽中使複合排水板與可接導線型密閉式快速板管連接器連接，再用上述可接導線型密閉式快速板管連接器連接密閉式真空排水耐壓波紋支管(包括下穿主管的支管、連接主管的支管)，再將下穿主管的支管接入到密閉式真空排水PVC主管乙中，相鄰排的連接主管的支管接入到密閉式真空排水PVC主管甲，接頭部分注意用玻璃膠等密封以防止漏氣。密閉式真空排水PVC主管甲和密閉式真空排水PVC主管乙通過PVC三通管及廣粘度型渦輪流量計連接真空泵，總控制閥門接入到PVC三通管中。
[0013]本實用新型具有以下優點和積極效果:
[0014]I)排水板施工不需在密封膜上開孔，密封性好，其特點是負壓直接通過管道和排水板向深層傳遞，真空度沿深度方向損失很小；
[0015]2)雙通道的真空電滲配套變極系統，在同時真空預壓與電滲的條件下，能夠動態控制土體中電場和真空壓力場的轉換，使真空壓力場與電場產生有利於水分遷移的「有效疊加」，減少或避免能量抵消效應，在相同單位能耗的情況下可以使水分遷移速率提高數倍;
[0016]3) 一次加固即可處理深層軟土，淺層和深層承載力均可達到SOkPa以上；
[0017]4)採用上述系統能有效減少單一陽極的損耗、降低單位能耗、避免「圍阻效應」，提高排水固結效率，具有地基處理均勻、施工簡便、負載時間短，經濟節約的明顯優勢。
[0018]總之，本實用新型雙通道可變極真空電滲加速超軟土固結的裝置，可以方便靈活地處理不同含水率、不同黏粒含量等各類超軟淤泥土。且除了可以同時真空電滲聯合作業加速超軟淤泥土排水固結地基處理外，也可以進行傳統真空、電滲的分別單獨作業，或先真空預壓，後真空電滲的聯合作業，適用範圍廣，操作簡便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為一種雙通道可變極真空電滲及排水系統工作模式A (甲通道開，乙通道關，電滲開)示意圖；
[0020]圖2為一種雙通道可變極真空電滲及排水系統工作模式B (乙通道開，甲通道關，電滲開)示意圖；
[0021]圖3為一種可接導線型密閉式快速板管連接器及連接的複合排水板(含快速接頭)不意圖；
[0022]圖4為一種複合排水板及快速接頭卡扣截面圖；
[0023]圖5為一種工作模式A中支管與主管布置A-A截面示意圖；
[0024]雙通道可變極真空電滲加速超軟淤泥土排水固結裝置附圖中的標記說明:1_複合排水板；Ia-緊固螺栓(也作導線接點用)；lb_快速接頭卡扣；Ic-電滲導線；Id-複合排水板內芯；le_長纖熱扎無紡布包裹形成的濾膜；2_可接導線型密閉式快速板管連接器(由普通塑料板管連接器附加快速卡扣接入槽及導線孔而成，可定製)；2a_導線穿出孔2b_快速卡扣接入槽，3-密閉式真空排水耐壓波紋支管(3a_下穿主管的支管；3b_連接主管的支管)；4_密閉式真空排水PVC主管(甲)；5_密閉式真空排水PVC主管乙；6_真空排水主管甲的控制閥門(球閥)；7_真空排水主管乙的控制閥門(球閥)；8_總控制閥門(球閥)；9_真空泵(真空射流泵或機械泵均可)；10_可變極電滲系統(常規交流-直流轉換器、可編程相控直流電源、穩壓器、極性變換迴路裝置，電流電壓顯示記錄器，市場能購置配件組合而成)；11_陽極導線；12_陰極導線；13-PVC三通管；13a-廣粘度型渦輪流量計(廣粘度型，可在市場購買)。[0025]【具體實施方式】:
[0026]本實用新型結合附圖和實施例對【具體實施方式】作進一步描述。
[0027]實施例1:
[0028]位於湖北鄂州某吹填區，吹填平均深度約為3?6m。新近吹填淤泥具有含水率高，壓縮性大，透水性差，初始承載力極低的特點。處理前試驗區土土體含水率大於150 %，溼密度1.43g/cm3，液限92.6%，塑限39.1 顆粒組成大於0.075mm佔比2.7%，0.075mm?
0.005mm佔比52.1%，小於0.005mm佔比45.2% ;此吹填淤泥土呈流動狀態，初始承載力接近於0，需要進行處理後作為地基使用，要求處理後地基承載力大於55kPa，除了形成Im左右的淺層硬殼層外，還要求加固深度至少為2m。
[0029]一種雙通道可變極真空電滲加速超軟土固結裝置，它由複合排水板1、緊固螺栓Ia(也作導線接點用)、快速接頭卡扣lb、電滲導線lc、複合排水板內芯Id、長纖熱扎無紡布包裹形成的濾膜le、密閉式快速板管連接器2、導線穿出孔2a、快速卡扣接入槽2b、密閉式真空排水耐壓波紋支管3、下穿主管的支管3a、連接主管的支管3b、密閉式真空排水PVC主管甲4、密閉式真空排水PVC主管乙5、真空排水主管甲4控制閥門6、真空排水主管乙5控制閥門7、總控制閥門8、真空泵9、可變極電滲系統10(常規交流-直流轉換器、可編程相控直流電源、穩壓器、極性變換迴路裝置，電流電壓顯示記錄器，市場能購置配件組合而成)、陽極導線11、陰極導線12、PVC三通管13、廣粘度型渦輪流量計13a組成。
[0030]根據圖1、圖2可知，其連接關係是:將複合排水板I用緊固螺栓Ia與快速接頭卡扣Ib連接，將緊固螺栓Ia穿過長纖熱扎無紡布包裹形成的濾膜Ie與複合排水板內芯Id連接，並將電滲導線Ic接入緊固螺栓Ia中，將快速接頭Ib插入快速卡扣接入槽2b連接可接導線型密閉式快速板管連接器2 (由普通塑料板管連接器附加快速卡扣接入槽及導線孔而成，本領域的普通技術人員均可製備)，並將電滲導線Ic穿過板管連接器預留小孔2a，注意最後小孔需要用玻璃膠等密封，再將同排的複合排水板I引出的電滲導線Ic接入到陽極導線11，再通過陽極導線11接入到可變極電滲系統10的正極中，另外再將相鄰排的電滲導線Ic通過陰極導線12接入到可變極電滲系統10的負極中；再鋪設密閉式真空排水耐壓波紋支管3中下穿主管的支管3a和連接主管的支管3b，將下穿主管的支管3a和連接主管的支管3b用可接導線型密閉式快速板管連接器2連接複合排水板1，接頭部分注意用玻璃膠等密封以防止漏氣，再將下穿主管的支管3a接入到密閉式真空排水PVC主管乙5中，相鄰排的連接主管的支管3b接入到密閉式真空排水PVC主管甲4，其中需要注意的是，當密閉式真空排水PVC主管甲4的控制閥門6打開、且密閉式真空排水PVC主管乙5控制閥門7關閉時，與密閉式真空排水PVC主管甲4所連接主管的支管3b上所有的複合排水板I的極性狀態必須為陰極，如圖1所示；同樣，當密閉式真空排水PVC主管乙5控制閥門7打開、且密閉式真空排水PVC主管甲4控制閥門7關閉時，與密閉式真空排水PVC主管乙5所連接的下穿主管的支管3a上所有的複合排水板I的極性狀態必須為陰極，如圖2所示。密閉式真空排水PVC主管甲4和密閉式真空排水PVC主管乙5通過PVC三通管13及廣粘度型渦輪流量計13a連接真空泵9，總控制閥門8接入到PVC三通管13中。
[0031]根據圖3可知，將複合排水板I用緊固螺栓Ia與快速接頭卡扣Ib連接，將快速接頭Ib插入快速卡扣接入槽2b連接密閉式快速板管連接器2，並將電滲導線Ic接入緊固螺栓Ia中，再將電滲導線Ic穿過導線穿出孔2a，最後將可接導線型密閉式快速板管連接器2同下穿主管的支管3a或連接主管的支管3b連接。
[0032]根據圖4可知，將複合排水板I用緊固螺栓Ia與快速接頭卡扣Ib連接，將緊固螺栓Ia穿過長纖熱扎無紡布包裹形成的濾膜Ie與複合排水板內芯Id連接，並將電滲導線Ic接入緊固螺栓la。
[0033]根據圖5可知，下穿主管的支管3a從密閉式真空排水PVC主管甲4下部穿過，然後接入到密閉式真空排水PVC主管乙5中，相鄰排的連接主管的支管3b接入到密閉式真空排水PVC主管甲4。
[0034]按照上述雙通道可變極真空電滲加速超軟淤泥土排水固結地基處理的裝置，工作時間為32天，並檢測地基承載力，淺層地基承載力已達到80-90kPa，且3_6m超軟淤泥土的地基承載力(經十字板剪切和靜力觸探換算)均已達到70-85kPa，達到了預期的處理目標。
[0035]經初步估算，本實施例施工費用為常規真空預壓或純電滲的65% -75%，且施工工期可以減少50 %左右，能耗降低45 %左右，真空度損失減少40 %左右，加固後淺層和深層地基承載力平均達到SOkPa左右，達到加速超軟淤泥土排水固結的目的，同時具有地基處理均勻、施工簡便、負載時間短，經濟節約的明顯優勢。
[0036]以上已對本實用新型的較佳實施例進行了具體說明，但本實用新型並不限於上述實施例，還可以根據本實用新型的發明創造做出多種變化，凡是依據本實用新型技術方案的精神實質和核心內容、原理下所做的改變、修飾、替代、組合、簡化，均為等效的變換方式，這些方式均屬於本實用新型權利要求所限定的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種雙通道可變極真空電滲加速超軟土固結裝置，它包括複合排水板(I)、快速接頭卡扣(lb)、複合排水板內芯(Id)、可接導線型密閉式快速板管連接器(2)、導線穿出孔(2a)、快速卡扣接入槽(2b)、密閉式真空排水耐壓波紋支管(3)、下穿主管的支管(3a)、連接主管的支管(3b)、密閉式真空排水PVC主管甲(4)、密閉式真空排水PVC主管乙(5)、真空排水主管甲的控制閥門(6)、總控制閥門(8)、PVC三通管(13)、廣粘度型渦輪流量計(13a)，其特徵在於:將複合排水板(I)用緊固螺栓(Ia)與快速接頭卡扣(Ib)連接，將緊固螺栓(Ia)穿過長纖熱扎無紡布包裹形成的濾膜(Ie)與複合排水板內芯(Id)連接，將電滲導線(Ic)接入緊固螺栓(Ia)中，將快速接頭卡扣(Ib)插入快速卡扣接入槽(2b)連接可接導線型密閉式快速板管連接器(2)，將電滲導線(Ic)穿過導線穿出孔(2a)，將同排的複合排水板(I)所引出的電滲導線(Ic)接入到陽極導線(11)，再通過陽極導線(11)接入到可變極電滲系統(10)的正極中，再將相鄰排的電滲導線(Ic)通過陰極導線(12)接入到可變極電滲系統(10)的負極中；再鋪設密閉式真空排水耐壓波紋支管(3)中的下穿主管的支管(3a)和連接主管的支管(3b)，將下穿主管的支管(3a)和連接主管的支管(3b)用可接導線型密閉式快速板管連接器(2 )連接複合排水板(I)。
2.根據權利要求1所述的一種雙通道可變極真空電滲加速超軟土固結裝置，其特徵在於:所述的下穿主管的支管(3a)接入到密閉式真空排水PVC主管乙(5)中，相鄰排的連接主管的支管(3b)接入到密閉式真空排水PVC主管甲(4)中，密閉式真空排水PVC主管甲(4)和密閉式真空排水PVC主管乙(5)通過PVC三通管(13)及廣粘度型渦輪流量計(13a)連接真空泵(9)，總控制閥門(8)接入到PVC三通管(13)。
【文檔編號】E02D3/11GK203821369SQ201420133159
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年3月21日 優先權日:2014年3月21日
【發明者】王仕勇, 朱棟梁, 柏巍 申請人:王仕勇, 朱棟梁