一种袖阀管注浆排水土钉支档装置及其施工方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种袖阀管注浆排水土钉支档装置，其特征在于，包括钢制袖阀管、注浆管、水泥土、线圈、环氧树脂；钢制袖阀管一端开口、一端封闭，表面布置排水孔和注浆孔，并缠绕线圈，线圈与导电线路、高频交流电源相连；钢制袖阀内外两侧涂有环氧树脂保护层以保护层覆盖线圈；坡面设置有钢筋挂网并喷射水泥浆形成水泥土面层，水泥土覆盖钢筋挂网；在钢制袖阀管内高压注浆形成注浆体。带有线圈的钢制袖阀管，可以将电磁场和电磁加热作用于锚杆周围的土体中，在电磁场和温度场的共同作用下，降低土体中水的粘度，提高排水效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种岩土锚固工程
，具体地说是一种袖阀管注浆排水土钉支档装置及其施工方法。
技术介绍
基坑是常见的工程形式，基坑边坡的失稳、垮塌会造成严重的人员安全危险与经济损失。利用土钉支档结构对基坑边坡进行加固，是目前工程界最常用的重要方法之一；在土体中含水率较高的软土地区基坑中，土体的抗剪强度相对较小；如不能将土体中的水及时地排出，基坑边坡失稳或垮塌的风险将大大增加，因此必须要设法将土体内的水排出。针对这个技术难题，常见的方法是布置排水孔等排水设施。但是在实际工程应用中，受地形条件、施工方法和泥土沉积等因素影响，作为排水通道的排水孔容易发生堵塞，导致其排水效果大大降低，最终造成严重的工程事故，且排水设施的建设本身也需要不小的成本。现有技术中有一种排水土钉，土钉包含一根泄水管体，通过在卸水管体上开设有多个与所述卸水通道连通的渗水孔，用来分散卸水，以减少地下水渗流距离，从而降低渗流强度，不易引起涌沙等不良现象。但是，泄水管体表面较为光滑，一定程度上削弱了土钉与岩土体之间的摩擦作用，降低了土钉锚固力。现有技术中还存在一种排水土钉，土钉包含一根与螺旋片连接的管体，管体通过丝扣与土钉尖体连接，管体在螺旋片的根部设有排水细孔，可以将土体内部的水排出。但是，该排水土钉构造较为复杂，不便于大规模的使用。目前把土体锚固和排水功能结合在一起的已有技术中，都是靠自由流入方式从土体到排水通道中；当土钉周围土体的渗透性较低时，会大大降低土钉的排水效果，排水时间增长，导致基坑边坡失稳或垮塌风险大大增加。同时，有些排水土钉会引起锚固力下降。因此，开发一种能快速排水，同时还能提供可靠锚固力的边坡加固土钉是非常有必要的。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服上述不足和缺陷，解决当土钉周围土体渗透性较低导致排水土钉排水效果降低的问题；提出一种袖阀管注浆排水土钉支档装置及其施工方法。通过将绕有线圈的钢制袖阀管作为土钉杆体，可以将电磁场和电磁加热作用于土钉周围土体，钢制袖阀管内部高压注浆，可以在起到土体锚固作用的同时，实现快速排水的方案。为实现本专利技术目的而采用的技术方案是这样的，一种袖阀管注浆排水土钉支档装置，包括高频交流电源、钢制袖阀管、水泥土面层和线圈。所述钢制袖阀管包括注浆管和外管。所述钢制袖阀管的外管具有若干个排水孔和注浆孔。开有排水孔的区域靠近钢制袖阀管的尾部、开有注浆孔的区域靠近钢制袖阀管的头部。所述注浆孔的孔口具有橡皮套。所述钢制袖阀管外管的内外壁覆盖环氧树脂保护层。所述线圈缠绕外管的外壁。所述线圈被包裹在环氧树脂保护层中。所述注浆管具有两个环形的挡浆活塞。所述挡浆活塞套在注浆管上。所述挡浆活塞的外边缘与注浆管的管壁接触。所述注浆管的管壁开有若干出浆孔，这些出浆孔位于两个环形的挡浆活塞之间的注浆管上。所述线圈通过导线接入高频交流电源。所述钢制袖阀管的头部插入岩土体、尾部处于岩土体外。所述岩土体表面铺设钢筋挂网。喷射水泥土与钢筋挂网形成水泥土面层通过钢制袖阀管的注浆管注浆，注浆孔周围的岩土区域形成注浆体。本专利技术还公开一种袖阀管注浆排水土钉支档装置的施工方法，包括以下步骤：1〕调查分析边坡地质条件，进行工程地质勘探和设计，分析确定土钉的设计长度和直径。2〕根据设计长度和直径，提前制作钢制袖阀管：所述钢制袖阀管包括注浆管和外管。所述钢制袖阀管的外管具有若干个排水孔和注浆孔。开有排水孔的区域靠近钢制袖阀管的尾部、开有注浆孔的区域靠近钢制袖阀管的头部。所述注浆孔的孔口具有橡皮套。所述钢制袖阀管外管的内外壁覆盖环氧树脂保护层。所述线圈缠绕外管的外壁。所述线圈被包裹在环氧树脂保护层中。所述注浆管具有两个环形的挡浆活塞。所述挡浆活塞套在注浆管上。所述挡浆活塞的外边缘与注浆管的管壁接触。所述注浆管的管壁开有若干出浆孔，这些出浆孔位于两个环形的挡浆活塞之间的注浆管上。3〕在步骤1〕所述的边坡的坡面进行钢筋挂网的施工。4〕将若干钢制袖阀管由封闭端压入边坡，并将钢制袖阀管的开口端与钢筋挂网焊接。5〕在坡面喷射水泥土。水泥土与钢筋挂网形成水泥土面层。6〕将所述线圈通过导线接入高频交流电源。7〕通过注浆管，向注浆孔周围的岩土注浆。注浆管上的两个挡浆活塞之间的区域为注浆区域。注浆时，通过从下到上提升注浆管，控制两个挡浆活塞的位置，使得所述注浆区域遍历所有的。即使得出浆孔中涌出的浆液从注浆孔注入到岩土中，形成注浆体。进一步，所述钢制袖阀管其尾端开口、首端封闭。封闭的首端呈锥形，锥形角度为45度～60度。钢制袖阀管长度为5m～10m，直径为80mm～120mm，壁厚为2mm～4mm。钢制袖阀管上开有排水孔的区域，是靠近钢制袖阀管开口端的区域，这个区域的长度为1/2～2/3管长。钢制袖阀管上开有开有排水孔的区域内，环形区域I和环形区域II交错分布。环形区域I内开有排水孔，环形区域II缠绕线圈。排水孔直径为20mm～30mm。注浆孔的直径为10mm～20mm环氧树脂保护层的厚度为2mm～3mm。进一步，所述的注浆管的首端为封闭端。注浆管的直径40mm～80mm。所述出浆孔的直径为5mm～10mm。注浆时，水泥浆只能通过出浆孔流出注浆管。进一步，所述的钢筋挂网由普通带肋钢筋或光圆钢筋构成，钢筋的直径为8mm～10mm。进一步，所述的线圈为直径0.5mm～1.0mm的铜线绕制而成，铜线表面包有绝缘层。进一步，步骤3〕中，所述的钢筋挂网上部和基坑顶端相连，下部和基坑底端相连。进一步，步骤4〕中，钢制袖阀管倾斜布置，倾斜角度2度～4度。进一步，步骤6〕中，所述的导电线路为直径6mm～10mm的电缆。所述的高频交流电源的电压为220v～380v、电流为10A～30A。进一步，步骤7〕中，注浆压力为3MPa～5MPa。有益效果：与传统土钉支档结构相比，本专利技术专利方案存在如下几点技术优势：(1)将土钉施工和排水系统施工统一在一起，不仅起到对土体提供锚固力的作用，还能起到排水系统排出边坡土体中水的作用。(2)将传统锚索替换为缠有线圈和布有排水孔的钢制袖阀管，可以将电磁场引入土钉周围的土体中，电磁场既能诱导土裂隙中的自由水产生感应磁矩，进而改变水的动力粘度，提高渗透速率，还可以作用于土体中的结合水，使其更容易脱离土体束缚，排出土体。(3)将传统锚索替换为缠有线圈和布有排水孔的钢制袖阀管，可以将电磁加热作用于土钉周围土体。在电磁加热的作用下，钢管温度升高，引起土体中水的温度升高，降低水的粘度，使其更容易排出土体。(4)通过利用注浆管在钢制袖阀管内部高压注浆，浆液通过出浆孔和注浆孔渗入土钉周围土体，在提高基坑边坡土体自承能力的同时，还可大大提高土钉的抗拉性能。同时，带有挡浆活塞的注浆管可以把水泥浆限制于挡浆活塞之间，注浆孔外侧设有橡皮圈，防止浆液回流到袖阀管内部，这样可以保证钢制袖阀管内部没有水泥浆，使排水通道更加畅通。本专利技术装置施工方法简单，成本较低，在实现锚固作用的同时，电磁场和电磁加热作用的引入，还可以起到加速排水的作用，排水效果好。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是图1的局部放大图；图3是图1的局部放大图；图4是本专利技术的钢制袖阀管示意图；图5是图1的A-A剖面放大示意图；图6是图5的局部放大图。图中：高频交流电源1、注浆体2、钢制袖阀管3、排水孔4、水泥本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种袖阀管注浆排水土钉支档装置，其特征在于:包括高频交流电源(1)、钢制袖阀管(3)、水泥土面层(5)和线圈(6)；所述钢制袖阀管(3)包括注浆管(9)和外管；所述钢制袖阀管(3)的外管具有若干个所述排水孔(4)和所述注浆孔(10)。开有排水孔(4)的区域靠近钢制袖阀管(3)的尾部、开有注浆孔(10)的区域靠近钢制袖阀管(3)的头部；所述注浆孔(10)的孔口具有橡皮套(11)；所述钢制袖阀管(3)外管的内外壁覆盖环氧树脂保护层(7)；所述线圈(6)缠绕外管的外壁；所述线圈(6)被包裹在环氧树脂保护层(7)中；所述注浆管(9)具有两个环形的挡浆活塞(13)；所述挡浆活塞(13)套在注浆管(9)上；所述挡浆活塞(13)的外边缘与注浆管(9)的管壁接触；所述注浆管(9)的管壁开有若干出浆孔(12)，这些出浆孔(12)位于两个环形的挡浆活塞(13)之间的注浆管(9)上；所述线圈(6)通过导线接入高频交流电源(1)；所述钢制袖阀管(3)的头部插入岩土体、尾部处于岩土体外；所述岩土体表面铺设钢筋挂网；喷射水泥土与钢筋挂网形成水泥土面层(5)通过钢制袖阀管(3)的注浆管(9)注浆，注浆孔(10)周围的岩土区域形成注浆体(2)。...

【技术特征摘要】
1.一种袖阀管注浆排水土钉支档装置，其特征在于:包括高频交流电源(1)、钢制袖阀管(3)、水泥土面层(5)和线圈(6)；所述钢制袖阀管(3)包括注浆管(9)和外管；所述钢制袖阀管(3)的外管具有若干个所述排水孔(4)和所述注浆孔(10)。开有排水孔(4)的区域靠近钢制袖阀管(3)的尾部、开有注浆孔(10)的区域靠近钢制袖阀管(3)的头部；所述注浆孔(10)的孔口具有橡皮套(11)；所述钢制袖阀管(3)外管的内外壁覆盖环氧树脂保护层(7)；所述线圈(6)缠绕外管的外壁；所述线圈(6)被包裹在环氧树脂保护层(7)中；所述注浆管(9)具有两个环形的挡浆活塞(13)；所述挡浆活塞(13)套在注浆管(9)上；所述挡浆活塞(13)的外边缘与注浆管(9)的管壁接触；所述注浆管(9)的管壁开有若干出浆孔(12)，这些出浆孔(12)位于两个环形的挡浆活塞(13)之间的注浆管(9)上；所述线圈(6)通过导线接入高频交流电源(1)；所述钢制袖阀管(3)的头部插入岩土体、尾部处于岩土体外；所述岩土体表面铺设钢筋挂网；喷射水泥土与钢筋挂网形成水泥土面层(5)通过钢制袖阀管(3)的注浆管(9)注浆，注浆孔(10)周围的岩土区域形成注浆体(2)。2.一种袖阀管注浆排水土钉支档装置的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：1〕调查分析边坡地质条件，进行工程地质勘探和设计，分析确定土钉的设计长度和直径；；2〕根据设计长度和直径，提前制作钢制袖阀管(3)：所述钢制袖阀管(3)包括注浆管(9)和外管；所述钢制袖阀管(3)的外管具有若干个排水孔(4)和注浆孔(10)；开有排水孔(4)的区域靠近钢制袖阀管(3)的尾部、开有注浆孔(10)的区域靠近钢制袖阀管(3)的头部；所述注浆孔(10)的孔口具有橡皮套(11)；所述钢制袖阀管(3)外管的内外壁覆盖环氧树脂保护层(7)；所述线圈(6)缠绕外管的外壁；所述线圈(6)被包裹在环氧树脂保护层(7)中；所述注浆管(9)具有两个环形的挡浆活塞(13)；所述挡浆活塞(13)套在注浆管(9)上；所述挡浆活塞(13)的外边缘与注浆管(9)的管壁接触；所述注浆管(9)的管壁开有若干出浆孔(12)，这些出浆孔(12)位于两个环形的挡浆活塞(13)之间的注浆管(9)上；3〕在步骤1〕所述的边坡的坡面进行钢筋挂网的施工；4〕将若干钢制袖阀管(3)由封闭端压入边坡，并将钢制袖阀管(3)的开口端与钢筋挂网焊接；5〕在坡面喷射水泥土；水泥土与钢筋挂网形成水泥土面层(...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴迪，刘汉龙，孔纲强，周航，肖杨，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50