一種自旋式錨桿錨固土工格柵的坎兒井隧洞加固裝置制造方法
【專利摘要】一種自旋式錨桿錨固土工格柵的坎兒井隧洞加固裝置，它包括自旋式錨桿、螺母、土工格柵、塑料鎖卡和U形輸水渠道；土工格柵通過塑料鎖卡鎖扣于自旋式錨桿端部螺紋處，U形輸水渠道置于坎兒井隧洞底部，螺母擰在自旋式錨桿端部螺紋緊固，自旋式錨桿在擰緊力的作用下，不斷進(jìn)入土層。本實(shí)用新型在對(duì)坎兒井內(nèi)部破壞的機(jī)理和形式分析的基礎(chǔ)之上，找到一種便于狹小空間施工操作，節(jié)省加固成本，可以大面積推廣的新技術(shù)。它在坎兒井的保護(hù)工程里具有較好的實(shí)用價(jià)值和廣闊地應(yīng)用前景。
【專利說明】—種自旋式錨桿錨固土工格柵的坎兒井隧洞加固裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種自旋式錨桿錨固土工格柵的坎兒井隧洞加固裝置，它可直接應(yīng)用于中國古代三大水利工程之一的坎兒井的保護(hù)工程，尤其適用于坎兒井隧洞和豎井的加固，可防止其凍脹、鹽脹等剝落坍塌破壞。對(duì)于坎兒井這一“活文物”的可持續(xù)發(fā)展和保護(hù)具有重要的意義。
【背景技術(shù)】
[0002]坎兒井輸水段多為土渠，坍塌、滲漏嚴(yán)重，根據(jù)吐魯番地區(qū)多年的工程實(shí)踐，主要采用以下三種防護(hù)方案，現(xiàn)將目前加固技術(shù)介紹如下。
[0003](I)城門形漿砌石拱防護(hù)
[0004]斷面為城門形狀，采用漿砌石襯砌，高度1.6m，厚0.25m，寬0.6m。見圖1a方案一。
[0005](2)橢圓形混凝土涵管防護(hù)
[0006]橢圓形斷面混凝土管高度L 6m,厚度0.08m,每段長0.3m,為了保證混凝土管的安全穩(wěn)定，配置鋼筋網(wǎng)，并在混凝土管中部和底部設(shè)置凹槽和凸塊，使相鄰兩塊混凝土管之間相互交錯(cuò)，便于相鄰兩個(gè)混凝土管之間相互吻合對(duì)齊，防止發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)移位。見圖1b方案二。
[0007](3)預(yù)制混凝土板防護(hù)
[0008]防護(hù)框架采用高X寬X厚=1.6m X 0.3m X 0.06m和高X寬X厚=0.6mX0.3mX0.06m的尺寸各兩塊預(yù)制板拼接而成。見圖1c方案三。
[0009]通過三個(gè)方案的多年實(shí)踐，它們能夠有效的解決坎兒井輸水段的防護(hù)，但也存在一定的工程難點(diǎn)和問題，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
[0010](I)坎兒井隧洞狹小，一般高為1.6m,寬約0.7m,工程施工難度大，主要材料運(yùn)輸
量大和運(yùn)輸困難；
[0011](2)坎兒井?dāng)嗝娌灰?guī)則，需回填襯砌斷面和土層之間的空隙，人工施工難度大，且質(zhì)量難以保證；
[0012](3)工程造價(jià)較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]1、目的:針對(duì)上述問題施工難度較大，工程造價(jià)較高，不適宜大面積推廣的問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種自旋式錨桿錨固土工格柵的坎兒井隧洞加固裝置，該裝置根據(jù)文物保護(hù)的原則，修舊如舊，在對(duì)坎兒井內(nèi)部破壞的機(jī)理和形式分析的基礎(chǔ)之上，嘗試著發(fā)明便于狹小空間施工操作，易于施工節(jié)省加固成本，可以大面積推廣的新技術(shù)。
[0014]2、技術(shù)方案:為完成本實(shí)用新型的目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0015](I)本實(shí)用新型一種自旋式錨桿錨固土工格柵的坎兒井隧洞加固裝置，它包括自旋式錨桿、螺母、土工格柵、塑料鎖卡和U形輸水渠道。它們之間的位置連接關(guān)系是:土工格柵通過塑料鎖卡鎖扣于自旋式錨桿端部螺紋處，U形輸水渠道置于坎兒井隧洞底部，螺母擰在自旋式錨桿端部螺紋緊固，自旋式錨桿在擰緊力的作用下，不斷進(jìn)入土層。
[0016]所述自旋式錨桿的形狀為螺旋狀，一端為錐形，便于深入坎兒井土層，中部設(shè)有片狀螺旋，另一端加工有螺紋，便于螺帽緊固后自旋式錨桿在擰緊力的作用下，不斷進(jìn)入土層。它有兩種尺寸:一種長度為80公分，另一種長度為35公分；見圖2。
[0017]所述螺母，與自旋式錨桿端部螺紋相配，市購件；
[0018]所述土工格柵，是塑料材質(zhì)帶小方格或其它形狀的雙向拉伸格柵，用于定位自旋式錨桿并與混凝土抹面層粘接，使得襯砌混凝土整體性強(qiáng)度增強(qiáng)；是市購件；見圖3或圖5b.[0019]所述塑料鎖卡，是FB16型塑料鎖卡，用于固定土工格柵，是市購件；
[0020]所述U形輸水渠道，是預(yù)制件，根據(jù)坎兒井的流量采用預(yù)制混凝土配制成各種尺寸的U形輸水渠道，它放置在坎兒井隧洞底部位置。U形輸水渠道斷面尺寸根據(jù)規(guī)范GB/T50600-2010計(jì)算獲得。
[0021](2)根據(jù)坎兒井破壞的機(jī)理和特點(diǎn)，采取隔斷坎兒井土層含水率隨季節(jié)的變化，同時(shí)增強(qiáng)洞壁強(qiáng)度的思想加固坎兒井。其具體措施是:洞頂和洞壁采用自旋式錨桿錨固土層，洞壁采用塑料土工格柵網(wǎng)、噴護(hù)(或人工抹面)C25混凝土襯砌，洞底采用U形預(yù)制混凝土輸水渠輸水，也即U型輸水渠道、錨桿、土工格柵和襯砌混凝土的防護(hù)方案。
[0022]一種自旋式錨桿錨固土工格柵的坎兒井隧洞加固方法，該方法具體步驟如下:
[0023]步驟一:鑿除洞壁松散面，安裝預(yù)制混凝土 U型輸水渠；由于長期的干濕循環(huán)和凍融循環(huán)等原因使得內(nèi)壁表面形成一層松散面，為了使得錨固和襯砌順利，必須將松散層鑿除。輸水渠采用預(yù)制混凝土 U型輸水渠，隧洞襯砌混凝土底腳采用混凝土基礎(chǔ)。
[0024]步驟二:安裝自旋式錨桿；為了將混凝土襯砌體和土工格柵固定在坎兒井隧洞內(nèi)壁及頂部，必須采用自行研制的自旋式錨桿進(jìn)行錨固安裝。錨桿長度0.35?0.Sm，排距
0.8m，隧洞內(nèi)錨桿的布置如圖4所示。
[0025]步驟三:固定土工格柵網(wǎng)；為了增強(qiáng)襯砌混凝土的強(qiáng)度，使得襯砌混凝土整體性增強(qiáng)，選擇布設(shè)塑料土工格柵，將格柵掛于錨桿上，并用FB16型塑料鎖卡將土工格柵卡于錨桿上，如如圖5a、圖5b所示。
[0026]步驟四:按預(yù)定要求配制混凝土。坎兒井作為一種“活文物”，其具有重要的文物價(jià)值，本著“修舊如舊”的原則，外部采用與坎兒井黃土顏色相似的黃色混凝土，內(nèi)部采用普通混凝土。黃色混凝土一般采用氧化鐵黃與混凝土制成，氧化鐵黃的參量具有嚴(yán)格要求，經(jīng)過多次試驗(yàn)，在保證混凝土強(qiáng)度等參數(shù)的情況下選擇將3%的氧化鐵黃加入白色混凝土可以制成與坎兒井黃土一樣的混凝土，用于坎兒井隧洞內(nèi)外抹面襯砌?；炷恋呐浔热绫鞩。
[0027]表I坎兒井一級(jí)配混凝土配合比
[0028]
【權(quán)利要求】
1.一種自旋式錨桿錨固土工格柵的坎兒井隧洞加固裝置，其特征在于:它包括自旋式錨桿、螺母、土工格柵、塑料鎖卡和U形輸水渠道；土工格柵通過塑料鎖卡鎖扣于自旋式錨桿端部螺紋處，U形輸水渠道置于坎兒井隧洞底部，螺母擰在自旋式錨桿端部螺紋緊固，自旋式錨桿在擰緊力的作用下，不斷進(jìn)入土層； 所述自旋式錨桿的形狀為螺旋狀，一端為錐形，便于深入坎兒井土層，中部設(shè)有片狀螺旋，另一端加工有螺紋，便于螺帽緊固后自旋式錨桿在擰緊力的作用下，不斷進(jìn)入土層；它有兩種尺寸:一種長度為80公分，另一種長度為35公分； 所述螺母，與自旋式錨桿端部螺紋相配； 所述土工格柵，是塑料材質(zhì)帶小方格或其它形狀的雙向拉伸格柵，用于定位自旋式錨桿并與混凝土抹面層粘接，使得襯砌混凝土整體性強(qiáng)度增強(qiáng)； 所述塑料鎖卡，用于固定土工格柵； 所述U形輸水渠道，是預(yù)制件，根據(jù)坎兒井的流量采用預(yù)制混凝土配制成各種尺寸的U形輸水渠道，它放置在坎兒井隧洞底部位置，U形輸水渠道斷面尺寸根據(jù)規(guī)范GB/T50600-2010計(jì)算獲得。
【文檔編號(hào)】E21F16/02GK203594457SQ201320626789
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2013年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月11日
【發(fā)明者】邢義川, 王俊臣, 安鵬, 余瑯, 賈君, 李勁松 申請(qǐng)人:中國水利水電科學(xué)研究院