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原文传递一种充气排水边坡锚固体系统及其施工方法

专利名称：	一种充气排水边坡锚固体系统及其施工方法
摘要：	本申请提供一种充气排水边坡锚固体系统及其施工方法，该系统包括：锚固结构、充气装置和排水系统；框架和中空锚管通过锚具固定，排水板和水分计设置于两中空锚管之间，空压机通过充气管与中空锚管，排水板两侧设竖向排水槽，坡脚设横向排水沟，控制器分别与水分计、空压机通过导线连接，当坡体内的含水率高于设定含水率时，控制器与空压机连通，向中空锚管内注气，气压作用下坡体中的水分从排水板板口流出，反之不排水；本申请解决了充气排水与注浆锚固同时实现的困难，为降雨或地下水位上升诱发滑坡问题提供一种新思路，锚固与排水效果明显，结构简单可行，可降低滑坡风险。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	宁夏;64
申请人：	宁夏大学
发明人：	董旭光;王永胜;颉永斌;田文通
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-25T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-08T00:00:00+0800
申请号：	CN201910675899.X
公开号：	CN110424417A
代理机构：	北京华智则铭知识产权代理有限公司
代理人：	王昌贵
分类号：	E02D17/20(2006.01);E;E02;E02D;E02D17
申请人地址：	750021 宁夏回族自治区银川市西夏区贺兰山西路489号
主权项：	1.一种充气排水边坡锚固体系统，其特征在于，包括：锚固结构、充气装置和排水系统；所述锚固结构包括：框架(1)、中空锚管(2)、格栅(3)、锚具(21)和垫板(20)；中空锚管(2)的中后部管壁上设置有若干出浆孔，每个出浆孔上套有袖阀和土工袋(7)，出浆孔两侧用抱箍(8)将土工袋(7)夹持固定在中空锚管(2)上；在中空锚管(2)的中后部管壁沿圆周开设有透气孔(5)，在分布有透水孔的中空锚管(2)上包裹有滤网(4)；坡面上依次设有土工格栅(3)和垂直相交的格梁形成框架(1)，中空锚管(2)倾斜设置在坡体内，穿过横向和竖向格梁交叉处；通过向中空锚管(2)内注浆，浆体进入土工袋(7)内膨胀并挤压周围土体使中空锚管(2)锚固于稳定土层中，用锚具(21)和垫板(20)将中空锚管(2)前端锚固于框架(1)上，构成空间支护结构将不稳定土体锚固于稳定地层中；所述充气装置包括：空压机(9)、控制器(11)、充气管(10)和水分计(12)；充气管(10)一端穿过密封盖(14)与中空锚管(2)的端部连接，另一端通过通气阀(13)与空压机(9)连接；水分计(12)安装在中空锚管(2)之间的坡体内，沿锚管轴向安装2个水分计(12)；控制器(11)分别与水分计(12)、空压机(9)通过导线(19)连接，控制空压机(9)的开启与关闭；所述排水系统包括：排水板(15)、竖向排水槽(16)和横向排水沟(17)；排水板(15)设置于两中空锚管(2)之间，从坡面垂直打入坡体内，底面与水平面呈5°～20°的夹角，即靠近坡面侧较低，坡体内部较高；排水板(15)两侧设竖向排水槽(16)，坡脚设横向排水沟(17)；当坡体内的含水率高于设定含水率时，控制器(11)控制空压机(9)开始工作，开始向中空锚管(2)内注气，气体穿过透气孔(5)进入坡体，充气压力由小到大，通过空气压力挤出坡体中的水分，水分从坡体渗入排水板(15)，从板口排出，沿竖向排水槽(16)汇入横向排水沟(17)内，实现气水置换；当坡体内的含水率小于设定含水率时，控制器(11)控制空压机(9)关闭，停止充气。 2.根据权利要求1所述的充气排水边坡锚固体系统，其特征在于，中空锚管(2)直径40～80mm；滤网(4)为密目纱布或塑料网；透气孔(5)直径为5～10mm；出浆孔在中空锚管(2)的同一横截面上对称布置，间距为1.0～1.5m，直径为10～15mm。 3.根据权利要求1所述的充气排水边坡锚固体系统，其特征在于，空压机(9)功率为1.0kw～7.5kw，排量为0.5～1.2m3，气压为0.3～1.0Mpa。 4.根据权利要求1所述的充气排水边坡锚固体系统，其特征在于，控制器(11)的界限含水率设置为10％～50％的某个值。 5.根据权利要求1所述的充气排水边坡锚固体系统，其特征在于，排水板(15)采用双面排水板(15)，如聚苯乙烯、聚乙烯和塑胶；且排水板(15)露出坡面10～30cm。 6.根据权利要求1所述的充气排水边坡锚固体系统，其特征在于，竖向排水槽(16)宽度20～30cm，深度20～30cm，顶部与框架(1)底部平齐。 7.根据权利要求1所述的充气排水边坡锚固体系统，其特征在于，控制器(11)和空压机(9)通过太阳能电池板或交流电源供电，充气管(10)通过卡子固定于框架(1)上；充气管(10)由通气阀(13)分流与多根中空锚管(2)连接。 8.一种权利要求1-7任一项所述充气排水边坡锚固体系统的施工方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)调查分析边坡地质、水文条件，进行地质勘探和设计，分析边坡的潜在滑动面位置，确定钻孔位置、深度和直径； (2)制作中空锚管(2)：根据步骤确定中空锚管(2)的长度，土工袋(7)的个数；中空锚管(2)的前端车削螺纹用于固定锚具(21)，中空锚管(2)的中后段间隔1.0～1.5m钻出浆孔，出浆孔上先套橡皮袖阀(6)，抱箍(8)将土工袋(7)固定于钢管上；中空锚管(2)的中后段管壁开设孔径为5～10mm的透气孔(5)，外表喷刷防腐漆，外围包裹2～3层滤网(4)； (3)钻孔：在边坡上分别钻中空锚管(2)和水分计(12)的安置孔； (4)中空锚管(2)安装和注水泥浆(18)：将中空锚管(2)插入边坡钻取的安置孔内，注浆管(23)深入中空锚管(2)底部进行分段注浆；注浆管(23)的端部间隔固定有两个止浆塞(24)，止浆塞(24)之间的注浆管(23)管壁上设置注浆孔构成注浆花管(25)；每段注浆长度为注浆步距，注浆步距与出浆管间距相同，即步距为1.0～1.5m；注浆过程，每次同时进行同一横截面的两个橡皮袖阀(6)注浆，从中空锚管(2)底端依次向前端注浆，每完成一次注浆，向上移动注浆管(23)一个步距，直至完成所有土工袋(7)注浆；重复此步骤，施工所有中空锚管(2)； (5)用测量工具确定排水板(15)的施设位置；采用打板机从坡顶相应位置垂直打入排水板(15)，排水板(15)靠近坡面侧较低，坡体内部较高，即排水板(15)底面与水平面呈5°～20°的夹角，低于坡面10～20cm； (6)修筑竖向排水槽(16)和横向排水沟(17):排水板(15)两侧开挖沟槽，宽度为20～30cm，深度为20～30cm，在沟槽内设置竖向排水槽(16)，边坡脚部设置横向排水沟(17)，竖向排水槽(16)与横向排水沟(17)相连； (7)浇筑框架(1)：先在坡面上铺设土工格栅(3)，浇筑框架(1)格梁，中空锚管(2)穿过横向和竖向格梁交叉处，待浆体强度达到70％时，中空锚管(2)前段套上垫板(20)，张拉锚固，用锚具(21)锚固于垫板(20)上； (8)安装水分计(12)：在两根中空锚管(2)之间的安置孔内安设水分计(12)，将与水分计(12)连接的数据导线(19)沿孔引出； (9)安装空压机(9)和控制器(11)：坡脚部位修筑钢筋混凝土基座(22)，在基座(22)上安装空压机(9)，控制器(11)安装于坡外； (10)空压机(9)与充气管(10)连接，充气管(10)另一端由通气阀(13)和多根充气管(10)连接，充气管(10)穿过密封盖(14)与中空锚管(2)连接； (11)连线和调试：控制器(11)分别与空压机(9)、水分计(12)和电源连接；打开控制器(11)开关，开始充气，检查各接头是否漏气，然后观察排水板(15)口是否有水流出，如有则说明接头密封性好，然后设定控制器(11)含水率界限，系统根据坡体含水率自行运转。
所属类别：	发明专利