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原文传递多年冻土边坡遮阳制冷锚固结构及施工方法

专利名称：	多年冻土边坡遮阳制冷锚固结构及施工方法
摘要：	本发明提供一种多年冻土边坡遮阳制冷锚固结构及其施工方法，该结构由锚固系统和制冷系统；锚固系统包括框架、中空锚管、锚具和垫板；中空锚管由粗管和细管连接组成，锚具和垫板将锚管前端锚固于框架上，浆体将锚管后端锚固于土体中。制冷系统包括太阳能电池板、制冷片、电压控制器、温度传感器、温控开关和无动力通风器；太阳能电池板固定于框架上，制冷片套于粗管内且冷面紧贴管壁，无动力通风器套于粗管前端；温控开关控制制冷片的工作与断开，当土体温度高于开关工作转换温度时，开关闭合制冷片吸收热量，降低周围土体温度；本发明结构简单、可操作性强，具有良好降温、锚固和长期服役性能，为解决边坡冻融失稳和上限退化提供一种新思路。
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;颉永斌;王永胜;孙国栋;刘海涛
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-15T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-19T00:00:00+0800
申请号：	CN201910300310.8
公开号：	CN110029677A
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：	1.一种遮阳制冷锚固结构，其特征在于：包括：锚固系统和制冷系统；所述锚固系统包括框架、中空锚管(5)、锚具(3)和垫板(4)；框架由横梁(1)和立柱(2)组成，中空锚管(5)穿过横梁(1)和立柱(2)的交叉位置，锚具(3)和垫板(4)将中空锚管(5)锚固于框架上；所述中空锚管(5)由粗管(6)和细管(7)连接组成；粗管(6)一端开口，另一端封闭且中心开孔，开口端设有外螺纹，细管(7)的管壁上设置有若干出浆孔(10)和倒刺(9)，一端管口部套有袖阀(8)；粗管(6)封闭端与细管(7)套有袖阀(8)的一端同轴连接；所述制冷系统包括太阳能电池板(11)、制冷片(12)、电压控制器(13)、温度传感器(14)、温控开关(15)和无动力通风器(16)；太阳能电池板(11)通过H型支架(19)和螺栓固定于框架的横梁(1)上；所述制冷片(12)由N型半导体和P型半导体通过金属导体连接构成的电偶对级联组成，一侧为冷面，另一侧为热面，呈圆筒或半圆筒型，制冷片(12)嵌套于粗管(6)内且冷面紧贴管壁；电压控制器(13)的正极与N型半导体连接，负极与P型半导体连接；无动力通风器(16)固定在粗管(6)设有外螺纹的开口端；所述温控开关(15)分别与太阳能电池板(11)、电压控制器(13)、制冷片(12)和温度传感器(14)通过导线(17)连接组成闭合回路，控制制冷片(12)的工作与断开，转换工作温度设定为-1℃～2℃的某个值；所述温度传感器(14)安装在坡体内任意两根中空锚管(5)之间，且距离坡面深度为0.5～2.5m处。 2.根据权利要求1所述的遮阳制冷锚固结构，其特征在于：所述粗管(6)材质为金属，内外均涂刷有防腐层，直径100～150mm，长度与根据工程实际确定多年冻土季节活动层的最大厚度相适应，细管(7)材质为金属，直径40～60mm，长度与根据工程计算承载力确定。 3.根据权利要求1所述的遮阳制冷锚固结构，其特征在于：所述H型支架(19)上设有四个螺栓孔，高度为10～30cm，宽度与横梁(1)相等。 4.根据权利要求1所述的遮阳制冷锚固结构，其特征在于：所述太阳能电池板(11)长度与框架的两横梁(1)间距相等，宽度小于框架的两立柱(2)间距30～60cm。 5.根据权利要求1所述的遮阳制冷锚固结构，其特征在于：所述无动力通风器(16)上设有一个穿线孔(18)。 6.根据权利要求1所述的遮阳制冷锚固结构，其特征在于：所述电压控制器(13)和温控开关(15)安装在框架或坡脚。 7.一种权利要求1所述遮阳制冷锚固结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)根据边坡所在处的地质和气候条件、以及多年冻土边坡的季节活动层的厚度确定潜在滑移面(21)，确定中空锚管(5)的各段长度、倾斜角度和框架截面尺寸； (2)预制中空锚管：选取两根粗、细不同的金属管，在粗管(6)的一端车削外螺纹，另一端用中心开孔的圆板进行封闭，并在内、外表面涂刷防腐层；细管(7)上设若干出浆孔(10)和倒刺(9)，管口套袖阀(8)；粗管(6)的封闭端与细管(7)套有袖阀(8)的一端同轴连接； (3)放线及定位：首先根据设计图纸进行放线，其次从坡顶向下开挖边坡，然后用测量仪器定位中空锚管(5)和温度传感器(14)的位置； (4)钻孔：根据设计深度和角度，在边坡上分别钻中空锚管(5)和温度传感器(14)的安置孔； (5)施工中空锚管(5)：将中空锚管(5)插入边坡的孔内，注浆管深入中空锚管(5)内并与袖阀(8)连接，进行压力注浆，使其从出浆孔(10)渗出，浆体(20)与周围稳定冻土层粘结形成锚固段，拔出注浆管； (6)施工框架：在第一根立柱(2)和第一排横梁(1)的设计位置处支模，在支模而成的槽内绑扎横梁(1)、立柱(2)的钢筋骨架并浇筑混凝土形成框架。 (7)待横梁(1)和立柱(2)的混凝土强度达到85％以上时对中空锚管(5)进行预应力张拉，用锚具(3)和垫板(4)将中空锚管(5)固定于框架上； (8)按照步骤(5)、(6)、(7)施工下一个工作面的中空锚管(5)、横梁(1)和立柱(2)，完成各层中空锚管(5)的张拉锚固； (9)安装制冷片、无动力通风器和温度传感器：在中空锚管(5)的粗管(6)内套制冷片(12)，且冷面紧贴管壁，并将N型和P型半导体的导线(17)从无动力通风器(16)上的穿线孔(18)中传出，中空锚管(5)前端套上无动力通风器(16)；温度传感器(14)安放于相应的孔内，并用土体填充孔洞，数据线引出坡面； (10)施工太阳能电池板：采用H型支架(19)和螺栓将太阳能电池板(11)逐块固定于框架的横梁(1)上； (11)连线调试：将太阳能电池板(11)用导线(17)串联、并与电压控制器(13)、温度传感器(14)和温控开关(15)连接，电压控制器(13)的正极与制冷片(12)的N型半导体连接，负极与P型半导体连接；接通温控开关(15)，观察温度传感器(14)的读数，若持续工作一段时间读数降低，说明可以降温，若不变，则重新检查导线连接情况； (12)设定温控开关(15)转换工作温度，如土体温度大于设定转换工作温度时，温控开关(15)闭合制冷片(12)开始降温，反之断开。
所属类别：	发明专利