一種膨脹性電滲陰極井點(diǎn)管及其施工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種膨脹性電滲陰極井點(diǎn)及其施工方法，通過在雙層陰極井點(diǎn)管之間加入由吸水膨脹橡膠顆粒和礫石配制而成的中間填充物，實(shí)現(xiàn)了電滲過程中外層井點(diǎn)管的膨脹，解決了吹填土地基利用電滲井點(diǎn)降水處理時，由于陰極井點(diǎn)管與土體脫離接觸、陰極井點(diǎn)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(fā)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(diǎn)管安裝時的施工機(jī)械及施工方法。本發(fā)明可提高電滲效率，降低電滲能耗，施工方便，可回收并多次利用，具有一定的推廣價值。
【專利說明】一種膨脹性電滲陰極井點(diǎn)管及其施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種吹填土地基處理技術(shù)，尤其涉及一種膨脹性電滲陰極井點(diǎn)管及其施工方法，主要適用于沿海吹填土地基處理等工程【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]吹填土地基在吹填完成后往往具有較高的含水率，為盡快使其達(dá)到強(qiáng)度要求，需要對其進(jìn)行技術(shù)處理。電滲法被認(rèn)為是一種十分有效的方法，它在排水固結(jié)過程中，既不會像堆載預(yù)壓法那樣增大土體內(nèi)部剪應(yīng)力，又不會受水力滲透系數(shù)的限制。
[0003]傳統(tǒng)電滲井點(diǎn)降水法是在土中插入金屬電極，并通以直流電，在電場作用下，土中水從陽極向陰極井點(diǎn)移動，最終實(shí)現(xiàn)排水固結(jié)。但是由于在打入陰極井點(diǎn)的過程中，電極與土體的接觸面會有一部分被土中水占據(jù)；在電滲過程中，由于水分的移動和電泳，陰極周圍有一部分土顆粒損失；在電滲后期，由于鹽類物質(zhì)的析出，陰極周圍將會形成硬殼層。這三種現(xiàn)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(jù)室內(nèi)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)由上述原因造成的能耗損失可以達(dá)到整個電滲工期內(nèi)總能耗的40%，所以有必要開發(fā)一種陰極井點(diǎn)管，來減少能源的消耗，降低電滲排水技術(shù)造價。
[0004]在本發(fā)明之前，并沒有研究者關(guān)注本發(fā)明所提到的陰極井點(diǎn)管周圍的電阻變化問題，與陰極井點(diǎn)管相關(guān)的專利也屈指可數(shù)。例如中國專利“一種電滲井點(diǎn)” UL201120221092.8)公開了一種電滲井點(diǎn)，屬于最常規(guī)井點(diǎn)管類型；中國專利“一種W『電滲井點(diǎn)管” iZL 201220215897.6)公開了一種電滲井點(diǎn)，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(fā)明專利的要義基本不相關(guān)。此外，本發(fā)明的創(chuàng)意來源于室內(nèi)試驗(yàn)，問題的提出具有一定的科學(xué)依據(jù)，因此，本發(fā)明對電滲技術(shù)的推廣應(yīng)用具有積極意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服電滲井點(diǎn)降水過程中，因陰極井點(diǎn)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(jìn)行而膨脹的陰極井點(diǎn)管及其施工方法。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種膨脹性電滲陰極井點(diǎn)管，包括內(nèi)管、外管、兩端連接盤及中間填充物。其特征在
于:
所述的內(nèi)管材質(zhì)為鋼管，通過螺旋固定在連接盤上，鋼管的外徑為，內(nèi)徑為鋼管表面沿縱向每隔2m打圓孔，孔徑k?，錯位布置，以利于陰極周圍水分的排出。鋼管的長度可根據(jù)現(xiàn)場吹填地基處理要求在工廠預(yù)制，但是長度不能長于極限長度I.。
[0007]所述的外管材質(zhì)為鋼絲網(wǎng)，規(guī)格為50目，初始直徑為40cm，外管的長度比內(nèi)管稍短，寬度為填充橡膠膨脹后最大周長的2倍。外管盤旋于內(nèi)支撐的外側(cè)，通過連接鋼條、固定銷栓與內(nèi)管固定，等到現(xiàn)場施工時，拔掉銷栓即可。[0008]所述的兩端連接盤將兩根井點(diǎn)管相連，并利用螺栓在螺栓孔處將兩根井點(diǎn)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(jìn)劑和防老劑通過混煉、硫化、粉碎而成；礫石采用中礫，性質(zhì)為常見河砂中的卵石，尺寸在5mnT20_之間。由于電滲后期，硬殼層的厚度與電極間距和電壓有關(guān)，所以礫石和橡膠顆粒的比例需要根據(jù)實(shí)際情況而定，但外網(wǎng)半徑的增加需要大于硬殼層的厚度。
[0010]本發(fā)明還涉及了一種應(yīng)用上述一種膨脹性電滲井點(diǎn)管現(xiàn)場施工的方法，具體包括以下步驟:
(I)圈定吹填區(qū)域，在吹填處理范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(shè)計高度，并在設(shè)計位置打設(shè)EKG電極排水板。
[0012](3)測量放線，標(biāo)定陰極井點(diǎn)管埋設(shè)位置，將布管機(jī)吊放至吹填區(qū)域邊界位置，依靠底部的氣囊使其浮在吹填土表面上，打設(shè)井點(diǎn)管，通過卷揚(yáng)機(jī)控制布管機(jī)的前后左右移動。
[0013](4)按照施工要求，開展其他準(zhǔn)備工作，開始電滲。
[0014](5)當(dāng)排水速率低于設(shè)計要求時，停止電滲，三個月后，回收井點(diǎn)管。
[0015]上述一種膨脹性電滲井點(diǎn)管現(xiàn)場施工方法中使用的布管機(jī)，包括氣墊、操作平臺，卷揚(yáng)機(jī)，塔吊，控制箱，鉆頭、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(yáng)機(jī)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(jī)將布管機(jī)吊至吹填場地邊緣位置，連接兩臺卷揚(yáng)機(jī)，開始工作。用平臺上的塔吊將井點(diǎn)管吊至插管通道處，鉆頭開啟，在地基上鉆出一個通道，將井點(diǎn)管沿插管通道吊入鉆孔中。卷揚(yáng)機(jī)拉動纜繩，布管機(jī)向前移動，重復(fù)上述動作。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果在于:
O本發(fā)明中的膨脹性陰極井點(diǎn)管可以實(shí)現(xiàn)隨電滲的進(jìn)行膨脹的功能，增大了土體與井點(diǎn)管的接觸面積，破壞了陰極周圍的鹽質(zhì)硬殼層，減小了電滲過程中土體電阻，從而降低了能耗，節(jié)約了成本。
[0017]2)另外，由于吹填土地基吹填完成時含水量很高，地基強(qiáng)度幾乎為零，無法滿足大型機(jī)械的面上施工，本發(fā)明專利還提出了膨脹性陰極井點(diǎn)管的施工裝置，通過控制箱操縱實(shí)現(xiàn)前后移動，進(jìn)一步提高了它在實(shí)際工程中推廣的可能性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明膨脹性電滲陰極井點(diǎn)的主視圖；
圖2為本發(fā)明膨脹性電滲陰極井點(diǎn)管的A-A截面剖面圖；
圖3為本發(fā)明吹填土地基布管機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:I為上連接盤，2為下連接盤，3為外管，4為內(nèi)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(nèi)外管焊接的連接鋼條，9為與內(nèi)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(yáng)機(jī)，14為場外地面，15為控制箱，16為陰極井點(diǎn)管，17為鉆頭，18為插管通道,19為滑動導(dǎo)槽。【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅僅局限于本實(shí)施方式的描述。
[0020]如圖2所示，實(shí)施時，首先將內(nèi)管(4) 一端通過螺紋擰在連接盤(I)、(2)上，然后焊接連接鋼條(8)、(9)，最后將外管(3)的一端焊接在(8)位置處，沿逆時針順序進(jìn)行纏繞，并用銷栓固定。然后在內(nèi)管(4)與外管(3)之間加入按相應(yīng)比例配置好的中間填充物(7)，以上過程為工廠預(yù)制，并最終形成如圖1所示的電滲陰極井點(diǎn)管。
[0021]利用該井點(diǎn)管進(jìn)行現(xiàn)場施工的施工方法，具體包括如下步驟:
I)劃定吹填區(qū)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(shè)計高度，并在預(yù)定位置插入EKG電極，利用導(dǎo)線將各EKG電極連接，并將其引出吹填區(qū)域。
[0023]3)測量放線，標(biāo)記陰極井點(diǎn)管埋設(shè)位置，將布管機(jī)吊放至吹填區(qū)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(jī)埋設(shè)井點(diǎn)管，用平臺上的塔吊(12)將井點(diǎn)管(16)吊至插管通道
(18)處，鉆頭(17)開啟，在地基上鉆出一個孔道，將井點(diǎn)管(16)沿插管通道(18)吊入鉆孔中，卷揚(yáng)機(jī)(13 )拉動纜繩，布管機(jī)向前移動，重復(fù)上述動作。
[0025]5)井點(diǎn)管鋪設(shè)完畢后，關(guān)閉布管機(jī)控制系統(tǒng)，利用吊車將布管機(jī)吊離吹填區(qū)域。利用導(dǎo)線將各井點(diǎn)管相連，并將其引出吹填區(qū)域。
[0026]6)按照施工要求，開展其他準(zhǔn)備工作，準(zhǔn)備結(jié)束后，開始電滲。
[0027]7)當(dāng)排水速率低于設(shè)計要求時，停止電滲，待地基靜置三個月后，回收井點(diǎn)管。
【權(quán)利要求】
1.一種膨脹性電滲陰極井點(diǎn)管，包括內(nèi)管、外管、兩端連接盤及中間填充物，其特征在于: O所述的內(nèi)管(4)材料為鋼管，鋼管的外徑為30--，內(nèi)徑為2&?，長度按施工要求預(yù)制，鋼管表面沿縱向每隔2cm打圓孔，孔徑k?，錯位布置，內(nèi)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(wǎng)，初始直徑40cm，長度比內(nèi)管稍短，寬度為填充橡膠膨脹后最大周長的2倍，外管盤旋于內(nèi)支撐的外側(cè)，通過連接鋼條(8)、(9)、固定銷栓(6)與內(nèi)管(4)固定； 3)所述的兩端連接盤(I)、(2)將兩根井點(diǎn)管相連，并利用螺栓在螺栓孔(5)處將兩根井點(diǎn)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(jìn)劑和防老劑通過混煉、硫化、粉碎而成；礫石采用中礫，具體性質(zhì)為常見河砂中的卵石,尺寸在5mnT20_之間。
2.一種基于權(quán)利要求1所述的膨脹性電滲陰極井點(diǎn)管施工的方法，包括以下步驟: O圈定吹填區(qū)域，在吹填處理范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(shè)計高度，并在設(shè)計位置打設(shè)EKG電極排水板； 3)測量放線，標(biāo)定陰極井點(diǎn)管埋設(shè)位置，將布管機(jī)吊放至吹填區(qū)域邊界位置，依靠底部的氣囊使其浮在吹填土表面上，打設(shè)井點(diǎn)管，通過卷揚(yáng)機(jī)控制布管機(jī)的前后左右移動； 4)按照施工要求，開展其他準(zhǔn)備工作，開始電滲； 5)當(dāng)排水速率低于設(shè)計要求時，停止電滲，三個月后，回收井點(diǎn)管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的膨脹性電滲陰極井點(diǎn)管施工方法中使用的布管機(jī)，包括氣墊(10)、操作平臺(11)、小型塔吊(12)，卷揚(yáng)機(jī)(13)，控制箱(15)，陰極井點(diǎn)管(16)，鉆頭(17)，插管通道(18)，其特征在于: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(yáng)機(jī)(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(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】沈揚(yáng), 勵彥德, 黃文君, 陶明安, 徐海東 申請人:河海大學(xué)