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专利号: 2022108065564
申请人: 东华理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 水利工程;基础;疏浚
更新日期:2026-04-06
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种堤坝紧急抢险的结构,其特征在于:该结构包括管井(2)、带孔钢管(9)、真空泵(7)和注浆泵(12);

所述管井(2)设置在坝体(1)的坝中;所述管井(2)内嵌入带孔钢管(9);所述带孔钢管(9)顶部设置有井盖(6),带孔钢管(9)真空抽水腔室底部设置有过滤体(15);所述井盖(6)设置有抽水管孔(19)和注浆管孔(18);所述坝体上设置有真空泵(7)和注浆泵(12);所述真空泵(7)与抽水管(8)相连,抽水管8另一端伸入带孔钢管(9)真空排水腔室插入过滤体(15)内;所述注浆泵(12)与注浆导管(11)连接,一端伸入浆液池(13),另一端伸入带孔钢管9注浆腔室;所述注浆导管(11)端头设置有防回灌吸阀(14)。

2.根据权利要求1所述的一种堤坝紧急抢险的结构,其特征在于:所述管井(2)管径为

50cm,深度为8‑15m,相邻两管井平行布置,管井布置间距随注浆压力及注浆时间的增加而减少。

3.根据权利要求1所述的一种堤坝紧急抢险的结构,其特征在于:所述带孔钢管(9)由隔板(9‑1)、注浆孔段(9‑2)和抽水孔段(9‑5)组成;所述隔板(9‑1)和注浆孔段(9‑2)之间包围形成注浆腔室,隔板(9‑1)和抽水孔段(9‑5)和之间包围形成真空抽水腔室,隔板(9‑1)在真空排水腔室一侧V形的夹角为150°‑160°。

4.根据权利要求1所述的一种堤坝紧急抢险的结构,其特征在于:所述注浆孔(9‑2)和抽水孔(9‑4)的直径和分布数量由注浆腔室和真空抽水腔室的大小所决定;所述注浆孔(9‑

2)仅在真空排水腔两侧布置两排,每排成5°‑10°;所述抽水孔在真空排水腔室工作段径向布置。

5.根据权利要求3所述的一种堤坝紧急抢险的结构,其特征在于:所述带孔钢管(9)和锥形头(10)焊接由技术无缝连接。

6.根据权利要求2所述的一种堤坝紧急抢险的结构,其特征在于:所述带孔钢管(9)抽水孔段(9‑5)外包反滤土工布(16);所述反滤土工布(16)上铺贴吸水海绵(3),采用热熔点焊点焊技术将反滤土工布(16)和吸水海绵(3)固定在带孔钢管抽水孔段(9‑5),使其在插入土层时不会从带孔钢管上脱落或移位,保证其部件能正常工作,厚度同普通反滤土工布。

7.根据权利要求1所述的一种堤坝紧急抢险的结构,其特征在于:所述注浆浆液是渗透型高聚物浆液,是油性聚氨酯与水性聚氨酯的混合浆液,该浆液通过不同配比调节浆液的凝结时间。

8.据权利要求1所述的一种堤坝紧急抢险的结构,其特征在于:所述注浆压力一般选用

1‑10MPa,扩散半径由 确定,注浆时间由 其中K─介质渗透系数

3

(cm/s);Q─注浆流量(cm/s);β─浆液与水的粘度比;r0、r1─浆液扩散半径(cm);h1─注浆压力水头(cm);h0─地下水压力水头(cm);n─砂土的孔隙率;高聚物浆液在坝体(1)中的扩散距离随着注浆压力、注浆时间的增加而增加。

9.根据权利要求1所述的一种堤坝紧急抢险的结构,其特征在于:真空抽水腔室预抽水的真空度要大于‑0.06mpa,正常抽水控制在0.07mpa。

10.根据权利要求1所述的一种堤坝紧急抢险的结构的使用方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:步骤1,预先在坝体(1)的坝中钻孔,成孔后及时清孔形成管井(2);

步骤2,将预制好的带孔钢管(9)垂直插入管井(2)内,到达勘察确定的管涌渗透破坏区域的岩土层中;

步骤3,在管井与带孔钢管间管井下段2/3回填滤料,上段1/3回填黏土;

步骤4,将与真空泵(7)连接的抽水管(8)穿过井盖(6)上的抽水管孔(19)插入过滤体(15)内;将与注浆泵(12)连接的注浆导管(11)穿过井盖(6)上的注浆管孔(18)伸入注浆腔室内;

步骤5,同时启动抽水系统和注浆系统,通过控制注浆压力,使得浆液从带孔钢管的注浆孔喷出,注入到岩土层中,形成注浆帷幕,对坝体进行堵水加固处理;同时坝体内的水穿过滤料,在吸水海绵和真空的作用下,坝体内的水透过抽水孔表面的反滤土工布进入带孔钢管的真空抽水腔室,经由抽水管排出;

步骤6,当排水量急剧下降,注浆压力需要适当减少,但是仍不停止注浆,直至排水量基本为0时,停止注浆。