一种电渗排水注浆管结构的制作方法

[0001]
本实用新型属于真空预压处理地基的技术领域，特别涉及一种电渗排水注浆管结构。


背景技术：

[0002]
随着滨海地区城市化建设的发展，大规模的围海吹填造地施工不断展开。吹填形成的超软弱地基土具备含水率高，孔隙比大，压缩性高等特点，这也将会影响后续的工程建设，在施工前需要先对软弱地基进行加固处理。
[0003]
目前对于吹填土地基处理的传统措施主要以真空预压法为主。随时代和科技发展，更进一步有真空预压联合电渗排水法和真空预压联合电渗注浆法。这两种方法虽然处理吹填土地基的效果较好，但排水管、电渗管和注浆管都需要独立设置，使得施工组织时管道的布设规划更为复杂。现有专利(郭亚成.一种电渗排水管:中国,cn206693210u.2017-12-01.)，(高明军.一种基于管状ekg电极的电渗土桩处理软基的方法:中国,cn106192982a.2016-07-11.)，虽然解决了排水管和电渗管独立布设的问题，起到电渗排水作用，但没有布设注浆管道。且传统注浆管道仅采用电化学加固浆液注浆，并没有考虑促电渗排水的浆液。这会很大程度上增加地基处理的成本和时间，影响工程效益。
[0004]
综上所述，在对软弱淤泥土地基进行有效真空预压法处理地基时，联合电渗排水法和电化学注浆施工分段或同时施工，并减少管道的空间布设，提高电渗效能成了急需解决的问题。


技术实现要素：

[0005]
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，解决管道布设空间利用率低，如何合理有效的对管道结构进行复合使用，提高电渗法使用的效能等问题，提供一种电渗排水注浆管结构。
[0006]
本实用新型实施例提供一种电渗排水注浆管结构，包括：
[0007]
排水管，所述排水管从外向内依次包括透水层、导电金属疏网层、排水管外层和排水电渗管分隔层，所述导电金属疏网层包括左侧导电金属疏网和右侧导电金属疏网，左侧导电金属疏网和右侧导电金属疏网之间不连接，所述排水管外层和排水电渗管分隔层之间设置排水管内支撑，形成支撑管腔；
[0008]
注浆管，所述注浆管从内向外依次包括防浆层、导电金属细网层和电渗注浆管分隔层；所述导电金属细网层包括左侧导电金属细网和右侧导电金属细网，左侧导电金属细网和右侧导电金属细网之间不连接；
[0009]
电渗管，所述电渗管包括棒状金属导体、不锈钢电极管、电极安放塑料槽，所述棒状金属导体穿设在所述排水管内支撑中，若干棒状金属导体的两端分别连接所述左侧导电金属疏网和所述左侧导电金属细网，其余棒状金属导体的两端分别连接所述右侧导电金属疏网和所述右侧导电金属细网，所述电极安放塑料槽位于所述排水电渗管分隔层和所述电
渗注浆管分隔层之间，所述不锈钢电极管与棒状金属导体相连，且位于电极安放塑料槽中。
[0010]
进一步地，所述透水层、导电金属疏网和排水管外层采用点涂胶水依次连接。
[0011]
进一步地，所述排水管外层、排水管内支撑和排水电渗管分隔层采用塑料焊接成形。
[0012]
进一步地，所述导电金属疏网层和导电金属细网层通过导电胶水连接，与不锈钢电极管形成电极。
[0013]
进一步地，所述棒状金属导体两端分别与导电金属疏网层和导电金属细网层通过石墨烯导电胶水连接，所述棒状金属导体穿过不锈钢电极管的孔道留有导电石墨烯导电胶水。
[0014]
进一步地，所述防浆层用于形成注浆的通道，同时透过的液体与导电金属细网层接触起到电渗作用，也避免导电金属细网层与骨料直接接触，起到保护作用。
[0015]
进一步地，所述导电金属疏网层、棒状金属导体、不锈钢电极管和导电金属细网层形成的电渗电极；左侧导电金属疏网和左侧导电金属细网通过导电胶水与棒状金属导体连接，形成左侧电极；右侧导电金属疏网和右侧导电金属细网通过导电胶水与棒状金属导体连接，形成右侧电极，起到施加左右电极施加时左右电极互不干扰的作用。
[0016]
进一步地，多管布置时，同一管道内电渗管左右两侧施加相同电极，与相邻管道内的电渗管形成异号电极；管道独立设置时，电渗管内左右两侧可施加异号电极，起到改变电渗电极布置的作用。
[0017]
本实用新型的有益效果是：
[0018]
1、本实用新型实施例中，所提供的排水通道，是由透水层、导电金属疏网、排水管外层、排水管内支撑、排水电渗管分隔层形成内部空腔便于真空预压过滤排水；导电金属疏网连通电极为周围土体起到附加电渗电极的作用；为真空预压联合电渗排水工法的施工，提供一处排水管道安放和电极管道安放的条件。
[0019]
2、本实用新型实施例中，所提供的电渗施加的管道，是由电渗管由棒状金属导体、不锈钢电极管、电极安放塑料槽组成电渗电极，分别与外部导电金属疏网和内部导电金属细网相连，为排水管和注浆管提供电渗的电极。
[0020]
3、本实用新型实施例中，所利用注浆管道，包括了排水阶段采用电渗排水时，注入促土体电渗的浆液，加快排水；加固土体阶段时，采用电渗电化学加固注浆，注入促土体加固的化学浆液。
[0021]
4、本实用新型实施例中，排水、注浆、电渗管道的布设，布设于同一管道结构处。
附图说明
[0022]
构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
[0023]
图1为本实用新型实施例提供的电渗排水注浆管结构的横截面结构示意图；
[0024]
图2为本实用新型实施例提供的电渗排水注浆管结构的横截面结构放大示意图；
[0025]
图3为本实用新型实施例提供的电渗排水注浆管结构的剖面结构示意图；
[0026]
图4为本实用新型实施例提供的电渗排水注浆管结构异号电极布置施工示意图；
[0027]
图5为本实用新型实施例提供的电渗排水注浆管结构同号电极施工布置施工示意图；
[0028]
附图标记说明：排水管1；透水层1-1；导电金属疏网层1-2；左侧导电金属疏网1-2-1；右侧导电金属疏网1-2-2；排水管外层1-3；排水管内支撑1-4；排水电渗管分隔层1-5；电渗管2；棒状金属导体2-1；不锈钢电极管2-2；电极安放塑料槽2-3；注浆管3；防浆层3-1；导电金属细网层3-2；左侧导电金属细网3-2-1；右侧导电金属细网3-2-2；电渗注浆管分隔层3-3；真空泵4-1；电渗电源4-2；注浆泵4-3；排水管连通管道4-4；负电极通道4-5；正电极通道4-6；注浆连接通道4-7；注浆外渗通道4-8；水渗流方向4-9。
具体实施方式
[0029]
下面结合实施例对本实用新型做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
[0030]
如图1-4所示，本实施例提供一种电渗排水注浆管结构，适用于软弱淤泥地基的处理，尤其适用于电渗排水和电渗注浆同时处理的施工工况，该结构包括排水管1、电渗管2和注浆管3。所述排水管1，在真空预压电渗排水加固地基阶段，起到排水通道和形成地基内部真空条件的作用；在真空预压联合电动化学注浆加固地基阶段前，预留真空条件促注浆加固。所述电渗管2，在真空预压电渗排水加固地基阶段，起到电渗通道和形成电渗排水条件的作用；在真空预压联合电动化学注浆加固地基阶段，为电动化学注浆加固提供条件。所述注浆管3，在真空预压电渗排水加固地基阶段，注入促电渗浆液的作用；在真空预压联合电动化学注浆加固地基阶段，作为注浆通道。所述排水管1、电渗管2和注浆管3，三管可分阶段使用，也可独立使用。
[0031]
具体地，所述排水管1从外向内依次包括透水层1-1、导电金属疏网层1-2、排水管外层1-3和排水电渗管分隔层1-5，所述导电金属疏网层1-2包括左侧导电金属疏网1-2-1和右侧导电金属疏网1-2-2，左侧导电金属疏网1-2-1和右侧导电金属疏网1-2-2之间不连接，所述排水管外层1-3和排水电渗管分隔层1-5之间设置排水管内支撑1-4，形成支撑管腔；
[0032]
具体地，所述注浆管3从内向外依次包括防浆层3-1、导电金属细网层3-2和电渗注浆管分隔层3-3；所述导电金属细网层3-2包括左侧导电金属细网3-2-1和右侧导电金属细网3-2-2，左侧导电金属细网3-2-1和右侧导电金属细网3-2-2之间不连接；
[0033]
具体地，所述电渗管2包括棒状金属导体2-1、不锈钢电极管2-2、电极安放塑料槽2-3，所述棒状金属导体2-1穿设在所述排水管内支撑1-4中，若干棒状金属导体2-1的两端分别连接所述左侧导电金属疏网1-2-1和所述左侧导电金属细网3-2-1，其余棒状金属导体2-1的两端分别连接所述右侧导电金属疏网1-2-2和所述右侧导电金属细网3-2-2，所述电极安放塑料槽2-3位于所述排水电渗管分隔层1-5和所述电渗注浆管分隔层3-3之间，所述不锈钢电极管2-2与棒状金属导体2-1相连，且位于电极安放塑料槽2-3中。
[0034]
进一步地，如图1所示，所述透水层1-1由厚2mm内径116mm的短纤维非织造土工布组成，用于保护管壁外侧以及初次过滤泥水；所述导电金属疏网1-2，由耐腐蚀直径0.5mm处处导电的铜丝材料，按每小格为2mm
×
2mm正方格编织成1mm厚，内径为114mm的两个管片状
金属网组成，用于增加外侧泥水的电渗接触土壤的范围，同时起到过滤和支撑管道最外侧形状的作用；所述排水管外层1-3，由2mm厚内径110mm的耐腐蚀塑料软管构成，内设有细密孔，直径为0.5mm、密度8个/cm
2
，用于二次过滤排水，将过滤水流入主要排水的空腔管道内。所述排水管内支撑1-4，由厚2mm长13mm的耐腐蚀的硬塑料构成，用于排水管内部的支撑，同时内开有直径1mm的孔道，用于塑料棒状金属导体2-1连接外侧导电金属疏网1-2，优选不透水低密度聚乙烯塑料材料；所述排水电渗管分隔层1-5，由2mm厚内径80mm的不透水的塑料组成，用于防水保护电极和分隔排水电渗的管道，同时内开有直径1mm的孔道，用于塑料棒状金属导体2-1连接外侧导电金属疏网1-2，优选不透水低密度聚乙烯塑料材料。
[0035]
进一步地，如图2所示，所述电渗管2由棒状金属导体2-1、不锈钢电极管2-2、电极安放塑料槽2-3组成，用于施加电极；所述棒状金属导体2-1，由直径1mm长31mm的耐腐蚀棒状导电金属组成，用于导电金属疏网1-2和导电金属疏网3-2连接不锈钢电极管2-2；所述不锈钢电极管2-2，由直径5mm的耐腐蚀棒状导电金属组成，用于连接电源，优选不锈钢电极材料；所述电极安放塑料槽2-3，由厚度2mm内径56mm的耐腐蚀塑料组成，用于安放电极的连接各构件。
[0036]
进一步地，如图3所示，所述注浆管3由防浆层3-1、导电金属细网3-2和电渗注浆管分隔层3-3组成，用于注浆管道；所述防浆层3-1，由耐腐蚀耐高压冲刷耐电化学作用的透水土工织布组成，用于形成注浆的通道，同时透过的液体与导电金属疏网3-2接触，也避免与骨料的接触，优选厚度为2mm的透水耐冲刷的土工织布；所述导电金属细网3-2，由耐腐蚀直径0.5mm处处导电的铜丝材料，按每小格为1mm
×
1mm正方格编织成1mm厚，内径为54mm的两个管片状金属网组成，用于增加内侧浆液的电渗接触浆液的范围，同时起到过滤和支撑管道最内侧形状的作用；所述电渗注浆管分隔层3-3，由2mm厚内径56mm不透水的塑料组成，用于防水保护电极和分隔电渗注浆的管道，同时内开有直径1mm的孔道，用于棒状金属导体2-1连接内侧导电金属疏网1-2，优选不透水低密度聚乙烯塑料材料。
[0037]
如图4所示，将组装好的电渗排水注浆管结构内的排水管1、注浆管3，分别密封连接对应的排水管连通管道4-4、注浆连接通道4-7，分别连接对应的真空泵4-1，注浆泵4-3。同一管内的电渗管2内的左右两侧不锈钢电极管2-2分别连接,左侧连接正电极通道4-6，右侧连接负电极通道4-5，单管形成不同电极，与周围土体形成异号电极的同时，水渗流方向4-9沿着外侧由正极指向负极。与相邻管道间形成异号电极，水渗流方向4-9由正极流向负极。注浆外渗通道4-8与注浆管3相连，促浆液外渗入土体。
[0038]
如图5所示，将组装好的电渗排水注浆管结构内的排水管1、注浆管3，分别密封连接对应的排水管连通管道4-4、注浆连接通道4-7，分别连接对应的真空泵4-1，注浆泵4-3。同一管内的电渗管2内的左右两侧不锈钢电极管2-2连接同一电极负电极通道4-5，相邻管道电渗管2内的左右两侧不锈钢电极管2-2连接同一正电极通道4-6，两个单管各带不同电极，形成异号电极，水渗流方向4-9由正极流向负极。
[0039]
本实施例还提供一种电渗排水注浆管结构的制作方法，包括如下步骤：
[0040]
s1,将两片管片状的左侧导电金属细网3-2-1和右侧导电金属细网3-2-2用胶水固定在电渗注浆管分隔层3-3内壁；
[0041]
s2,电渗注浆管分隔层3-3外壁点涂胶水连接电极安放塑料槽2-3；
[0042]
s3,将14根直径5mm不锈钢电极管2-2插入电极安放塑料槽2-3的14个直径5mm圆孔
内；
[0043]
s4,电极安放塑料槽2-3外侧点涂胶水连接电渗注浆管分隔层3-3；
[0044]
s5,将排水电渗管分隔层1-5外壁，塑料焊接排水管外层1-3和排水管内支撑1-4形成整体；
[0045]
s6,在排水管外层1-3的外壁固定两片管片状的左侧导电金属疏网1-2-1和右侧导电金属疏网1-2-2；
[0046]
s7,丈量安放棒状金属导体2-1孔道的距离，利用电钻沿着导电金属疏网层1-2外壁，左右各7列，共14列，上下间距10cm钻直径1mm的孔道，穿过排水管内支撑1-4至导电金属细网；
[0047]
s8,在各钻直径1mm的孔道内注入石墨烯导电胶水并插入棒状金属导体2-1；
[0048]
s9,连通左右两侧电极，检验棒状金属导体2-1与内外金属网的导电胶水连接是否到位；
[0049]
s10,在导电金属疏网层1-2外壁每隔30cm环绕管壁点涂胶水，胶结裹上透水层1-1；在导电金属疏网层1-2内壁每隔30cm绕管壁点涂胶水，胶结内附防浆层3-1。
[0050]
s11,检查连接部分的气密性，以获得较好的电渗排水和电渗注浆效果。
[0051]
如图5所示，本实施例还提供一种电渗排水注浆管结构在加固软基区中的应用，包括以下步骤：
[0052]
1)开工准备：首先平整场地清除地表杂填土，铺设砂垫层，提前准备制作好的电渗排水注浆管，施工现场放线布置好桩位；
[0053]
2)施打电渗排水注浆管：利用插管机间隔1～2m插打电渗排水注浆管，并在地表留有露出端；
[0054]
3)挖密封沟：人工配合机器挖沟，切断透水层，对于较厚粉土夹层，可进行粘土帷幕施工，保证膜下真空度的要求；
[0055]
4)铺设密封膜及出膜：密封膜下铺防水编织布，铺设时将膜分层压入膜沟，然后用素填土回填密封沟，间隔铺设沙袋，碾压密实；
[0056]
5)设备安装及连接检查：铺设水平管网、无纺土工布。采用三联管连接各电渗排水注浆管的排水管道，连接至射流真空泵，预先接通射流真空泵，检查气密性，采用三联管连接各电渗排水注浆管的电渗管道，将电渗管的电极连接至电源，预先接通电渗电源，检查线路连接情况，采用三联管连接各电渗排水注浆管的注浆管道，将注浆管连接至双液注浆泵，检查注浆管连接气密性，对各连接处，再做密封处理；
[0057]
6)真空预压排水：启动真空泵进行真空预压处理，待土体含水率降到80％以下后，启动注浆泵，注入少量促电渗浆液，后关闭注浆管防止浆液回流，待促电渗浆液扩散一定程度后，开启电渗电源施加输出电压进行电渗排水，待加固土体强度达到工程应用要求时，关闭真空泵和电渗电源；
[0058]
7)电化学注浆：对于加固土体强度未达到工程应用要求处、真空预压法效果不显著地段处和需地基二次处理处。开启电渗电源和注浆管，阴极管注入水玻璃溶液，阳极管注入氯化钙溶液，在电渗电场作用下生成水化硅酸钙凝胶，类似于水泥的水化，生成大量的结晶和凝胶加固地基薄弱部分。待加固土体强度达到工程应用要求时，关闭注浆泵和电渗电源。
[0059]
8)整理设备、平整场地：加固软基区各趋于土体强度达到工程应用要求时，关闭拆卸各设备进行回收，拆卸相应设备装置，加固完成。
[0060]
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。