一种用于电渗排水固结的分级式电极管的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于电渗排水固结的分级式电极管，其特征在于，包括：导电管、非导电塑料管，所述导电管上与非导电塑料管上均匀间隔开设排水孔，导电管与非导电塑料管通过接头交错连接成外管。本发明采用分级的电极管，将电能传到土体深部，解决了深部土体难以排水固结的问题。本发明结构简单，操作方便，提高了深部土体的排水效率。
【专利说明】—种用于电渗排水固结的分级式电极管
【技术领域】
[0001]本发明涉及岩土工程【技术领域】，具体地指一种用于电渗排水固结的分级式电极管。
【背景技术】
[0002]软土、淤泥、污泥、尾矿等高含水量低水力渗透性细颗粒介质，其排水固结非常困难。传统的排水固结方法是真空预压和堆载预压，但是对于高含水量低水力渗透性的细颗粒介质，传统的方法速度慢、作用深度有限、对承载力的提高也不足。对于此类介质组成的软土地基，电渗法是一种非常有潜力的方法。
[0003]电渗法自第一次被发现至今已有两百多年历史，但一直未在软土地基处理中得到广泛应用，近年来随着导电塑料取得进展，电渗法重新受到关注，并有望成为下一代的软基处理重要方法。
[0004]虽然导电塑料解决了电渗的电极腐蚀问题，然而在实际应用中发现现有电渗电极的另一个重要问题，即:难以将能量传递到土体深部，因此对于深层软土地基排水固结效果不好，因此开发一种针对提高深层软土地基排水能力的电极管是十分有必要的。
【发明内容】
[0005]本发明的目的就是要解决深层软土地基排水固结效果差的技术问题，提供一种用于电渗排水固结的分级式电极管。
[0006]本发明的技术方案为:一种用于电渗排水固结的分级式电极管，其特征在于，包括:导电管、非导电塑料管，所述导电管上与非导电塑料管上均匀间隔开设排水孔，导电管与非导电塑料管通过接头交错连接成外管。
[0007]优选的，所述外管内设有未开孔的非导电塑料内管。
[0008]优选的，所述非导电塑料内管下端与外管下端平齐或高于外管下端I?2mm。
[0009]进一步的，所述外管外壁与底部包裹非导电土工织物滤层。
[0010]优选的，所述导电管为导电塑料管，导电塑料管内设有轴向的金属丝。
[0011]进一步的，所述金属丝至少为两根，所述金属丝对称分布于导电塑料管管壁内并轴向贯穿整个导电塑料管。
[0012]进一步的，导电塑料管内外壁上均设有沿圆周均匀间隔设置的轴向排水槽。
[0013]进一步的，所述接头两端与导电塑料管、非导电塑料管间均采用热熔连接。
[0014]优选的，所述导电管为导电金属管。
[0015]进一步的，所述接头一端与非导电塑料管间均采用热熔连接，另一端设有内螺纹，所述导电金属管两端设有外螺纹，所述接头另一端与导电金属管螺纹连接。
[0016]优选的，所述非导电塑料管外壁上均设有沿圆周均匀间隔设置的轴向排水槽。
[0017]优选的，所述非导电塑料管外壁上设有径向排水槽。
[0018]进一步的，所述径向排水槽为从非导电塑料管外壁底部延伸到顶部相互平行的环形凹槽或从非导电塑料管外壁底部旋至顶部的螺旋形凹槽。
[0019]优选的，各导电管间通电电压为为纵向由下向上逐渐减小的梯度设置。
[0020]优选的，从导电管开始向上将导电管与非导电塑料管通过接头交错连接成外管。
[0021]本发明使用时，采用导电管与非导电塑料管竖直向上交错排列成外管，外管内设有未开孔的非导电塑料内管，每根导电管各自与电源连接，导电管间通电电压为纵向梯度设置，从下至上依次减小，非导电塑料内管直接与地表抽真空装置连接，将外管与非导电塑料内管同轴竖直设置，外管从底部开始外壁与底部包裹非导电土工织物滤层，非导电土工织物滤层作为一个整体将外管和非导电塑料内管底部兜住，再将整体置于处理区域地下。
[0022]各导电管通电后从上至下形成均匀分布的电场；水流通过电场的作用而穿透非导电土工织物滤层，从排水孔进入非导电塑料内管与外管之间，非导电塑料内管上端连接抽真空装置，从而将水流排出土体。
[0023]与现有技术相比，本发明有如下特点:
[0024](I)采用分级的电极管，导电管间通电电压为纵向梯度设置，可将电能传到土体深部，解决了深层软基处理时，由于能量损失，深部土体难以排水固结的问题。
[0025](2)将现有技术的水平方向排水，改变为竖直方向排水，直接通过电能使水分向地表迁移，比起水平排水方式，效率有质的飞跃。
[0026](3)穿孔外管内嵌套非穿孔的内管，使得真空系统直接作用与内管，抽吸最底下的水，比起原先直接连电极管或排水板的方式，真空能够深入土体深部，避免真空能量仅作用于浅层土体的缺陷。
[0027](4)分级电极管的方式，通过进入管内水体的中和作用，很大程度上避免了电极附近的极化，降低了界面电阻，极大提高了电渗排水的效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1为导电塑料管结构示意图
[0029]图2为导电塑料管仰视图
[0030]图3为非导电塑料管结构示意图
[0031]图4为非导电塑料管仰视图
[0032]图5为导电金属管结构示意图
[0033]图6为本发明使用状态示意图
[0034]图7为本发明俯视图
[0035]图8为实施例3中非导电塑料管结构示意图
[0036]图9为实施例4中非导电塑料管结构示意图
[0037]其中:1.导电管2.非导电塑料管3.非导电塑料内管4.非导电土工织物滤层5.排水孔6.接头7.外管8.导电塑料管9.金属丝10.导水槽11.导电金属管12.排水槽13.环形凹槽14.螺旋形凹槽15.导线。
【具体实施方式】
[0038]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0039]如图1-2所示，导电管I采用导电塑料管8，导电塑料管8管壁内设有2根金属丝9，金属丝为铜丝，直径1mm。金属丝9对称分布于导电塑料管8管壁内并轴向贯穿整个导电塑料管8，导电塑料管8内外壁上均设有沿圆周均匀间隔设置的轴向导水槽10。排水孔5设置在管壁未开槽处，排水孔5沿管壁圆周均匀间隔设置2-4个，排水孔5沿轴向等距离重复设置。导电塑料管8外径为30?40mm,内径为15?20mm,导水槽10沿管壁圆周宽度为5?8mm,相邻导水槽10沿管壁圆周距离为1mm,轴向相邻排水孔5的间距为10?20mm。
[0040]如图3-4所示，非导电塑料管2外壁上均设有沿圆周均匀间隔设置的轴向排水槽12，非导电塑料管2未开槽处设有排水孔5，排水孔5沿管壁圆周均匀间隔设置2-4个，排水孔5沿轴向等距离重复设置。
[0041]接头6两端内径与导电塑料管8、非导电塑料管2外径相对应，接头6两端与导电塑料管8、非导电塑料管2间均采用热熔连接。
[0042]如图6-7所示，从导电塑料管8开始向上将导电塑料管8与非导电塑料管2通过接头6交错排列成外管7。如图2所示，组装外管7时，先将导电塑料管8底部的两根金属丝9剥出一段，拧成一体后在管内连接导线15，导线15从导电塑料管8底部开始卡入导水槽10内，采用接头6将导电塑料管8、非导电塑料管2热熔连接，此时导线15被接头6固定在导水槽10内，各个导电塑料管8的导线15分别向上延伸连接地面电源。外管7内设有未开孔的同轴非导电塑料内管3，采用非导电土工织物滤层4从底部开始将导电塑料管8的外壁和底部包住，此时非导电土工织物滤层4作为一个整体将导电塑料管8从底部套住，最下端导电塑料管8底部的将接头6导线15固定，通过非导电土工织物滤层4将导线15包裹在导水槽10内。非导电塑料内管3内径为1mm,管壁厚度为l_2mm。
[0043]各导电塑料管8间通电电压为纵向梯度设置，每根导电塑料管8通电后与其上方的导电塑料管8形成从下至上的电场；水流通过电场的作用而穿透非导电土工织物滤层4，从排水孔5进入非导电塑料内管3与外管7之间，非导电塑料内管3上端连接抽真空装置，从而将水流排出土体。同时外管7上端也连接一套抽真空装置，非导电土工织物滤层4被水浸湿后也将传导电流，自身形成微弱电场，水流可以透过非导电土工织物滤层4进入导水槽10，沿导水槽10向上直接流至导电塑料管8顶部后排出土体。
[0044]实施例2
[0045]如图5所示，导电管I采用导电金属管11，导电金属管11上设有排水孔5，排水孔5沿管壁圆周均匀间隔设置2-4个，排水孔5沿轴向等距离重复设置。
[0046]非导电塑料管2外壁设有排水孔5，排水孔5沿管壁圆周均匀间隔设置2-4个，排水孔5沿轴向等距离重复设置。
[0047]接头6—端与非导电塑料管2间采用热熔连接，另一端设有内螺纹，导电金属管11两端设有外螺纹，所述接头6另一端与导电金属管11螺纹连接。
[0048]如图6-7所示，从导电金属管11开始向上将导电金属管11与非导电塑料管2通过接头6交错排列成外管7。如图2所示，组装外管7时，导电塑料管8与导线15间采用焊接或防水胶布粘贴，各个导电塑料管8的导线15分别向上延伸连接地面电源。外管7内设有未开孔的同轴非导电塑料内管3，采用非导电土工织物滤层4从底部开始将导电金属管11的外壁和底部包住，此时电非导电土工织物滤层4作为一个整体将导电塑料管8从底部套住，将导线15固定在导电塑料管8与非导电土工织物滤层4间。
[0049]各导电金属管11间通电电压为纵向梯度设置，每根导电金属管11通电后与其上方的导电金属管11形成从下至上的电场；水流通过电场的作用而穿透非导电土工织物滤层4，从排水孔5进入非导电塑料内管3与外管7之间，外管7与非导电塑料内管3上端各连接一套抽真空装置，从而将水流排出土体。
[0050]实施例3
[0051]本实施例中，如图8所示，非导电塑料管2设有径向排水槽，径向排水槽为从非导电塑料管外壁底部延伸到顶部相互平行的环形凹槽13，非导电塑料管2未开槽处设有排水孔5，排水孔5沿管壁圆周均匀间隔设置2-4个，排水孔5沿轴向等距离重复设置。其余结构均与实施例1相同，不再赘述。
[0052]实施例4
[0053]本实施例中，如图9所示，非导电塑料管2设有径向排水槽，径向排水槽为从外壁底部旋至顶部的螺旋形凹槽14，非导电塑料管2未开槽处设有排水孔5，排水孔5沿管壁圆周均匀间隔设置2-4个，排水孔5沿轴向等距离重复设置。其余结构均与实施例2相同，不再赘述。
[0054]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种用于电渗排水固结的分级式电极管，其特征在于，包括:导电管(I)、非导电塑料管(2)，所述导电管⑴上与非导电塑料管(2)上均匀间隔开设排水孔(5)，所述导电管(I)与非导电塑料管(2)通过接头(6)交错连接成外管(7)。
2.如权利要求1所述的用于电渗排水固结的分级式电极管，其特征在于，所述外管(7)内设有未开孔的非导电塑料内管(3)。
3.如权利要求2所述的用于电渗排水固结的分级式电极管，其特征在于，所述非导电塑料内管(3)下端与外管(7)下端平齐或高于外管(7)下端I?2_。
4.如权利要求1或2所述的用于电渗排水固结的分级式电极管，其特征在于，所述外管(7)外壁与底部包裹非导电土工织物滤层(4)。
5.如权利要求1所述的用于电渗排水固结的分级式电极管，其特征在于，所述导电管(I)为导电塑料管(8)，所述导电塑料管(8)内设有轴向的金属丝(9)。
6.如权利要求5所述的用于电渗排水固结的分级式电极管，其特征在于，所述金属丝(9)至少为两根，所述金属丝(9)对称分布于导电塑料管⑶管壁内并轴向贯穿整个导电塑料管⑶。
7.如权利要求5所述的用于电渗排水固结的分级式电极管，其特征在于，所述导电塑料管(8)内外壁上均设有沿圆周均匀间隔设置的轴向排水槽(10)。
8.如权利要求5所述的用于电渗排水固结的分级式电极管，其特征在于，所述接头(6)两端与导电塑料管(8)、非导电塑料管(2)间均采用热熔连接。
9.如权利要求1所述的用于电渗排水固结的分级式电极管，其特征在于，所述导电管(I)为导电金属管(11)。
10.如权利要求9所述的用于电渗排水固结的分级式电极管，其特征在于，所述接头(6)一端与非导电塑料管(2)间采用热熔连接，另一端设有内螺纹，所述导电金属管(11)两端设有外螺纹，所述接头(6)另一端与导电金属管(11)螺纹连接。
11.如权利要求1所述的用于电渗排水固结的分级式电极管，其特征在于，所述非导电塑料管(2)外壁上均设有沿圆周均匀间隔设置的轴向排水槽(12)。
12.如权利要求1所述的用于电渗排水固结的分级式电极管，其特征在于，所述非导电塑料管(2)外壁上设有径向排水槽。
13.如权利要求12所述的用于电渗排水固结的分级式电极管，其特征在于，所述径向排水槽为从非导电塑料管(2)外壁底部延伸到顶部相互平行的环形凹槽(13)或从非导电塑料管(2)外壁底部旋至顶部的螺旋形凹槽(14)。
14.如权利要求1所述的用于电渗排水固结的分级式电极管，其特征在于，所述各导电管(I)间通电电压为纵向由下向上逐渐减小的梯度设置。
【文档编号】E02D3/11GK104294813SQ201410525284
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月8日 优先权日:2014年10月8日
【发明者】庄艳峰, 陈文 , 王有成, 杨宏武 申请人:武汉河海泽地电渗科技有限公司