寒区主动通风冷却自恢复边坡锚固结构及施工方法

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	寒区主动通风冷却自恢复边坡锚固结构及施工方法
	董建华; 董旭光; 王永胜; 王冰霞; 朱彦鹏; 何天虎; 袁方龙; 代涛; 柳珂; 高发阳
	2016-03-30
专利权人	兰州理工大学
公开日期	2016-03-30
授权国家	中国
专利类型	授权发明
摘要	寒区主动通风冷却自恢复边坡锚固结构及施工方法，属寒区边坡支护领域。包括框架、通风锚管和通风系统，通风锚管是通过定位环在通风管内同轴嵌套锚管，在通风管外同轴套上排风管构成；通风系统由电线连接的风扇、温控开关和太阳能板构成；锚管内注入浆体传过出浆孔与周围稳定冻土粘结；在坡面施设土工格栅、排水管和框架，通风锚管穿过框架；在通风锚管前段依次套法兰垫板和弹簧，用锚具锚固在框架上；土工格栅内种植被，坡脚设排水渠；锚管前段安装风扇，框架上设置温控开关和太阳能板，并由电线连接。本发明自动送风降温效果显著，减胀减震自恢复作用明显，水分梳排及时，格栅护面及植被，促进冻土发育；方法简便易行，施工快捷。
申请日期	2014-11-06
优先权日	2014-11-06
预估到期日	2034-11-06
语种	中文
专利状态	授权
申请号	CN201410618330.7
公开（公告）号	CN104452782B
IPC 分类号	E02D17/20
专利代理人	董斌
代理机构	兰州振华专利代理有限责任公司
CPC分类号	E02D3/115 ; E02D5/76 ; E02D17/20
权利要求	1.寒区主动通风冷却自恢复边坡锚固结构，包括框架（1）、通风锚管（5）和通风系统，其特征为：通风锚管（5）通过定位环（13）在通风管（6）内同轴嵌套锚管（8），通风管（6）后半段的管壁上开设有通风孔（7），在通风管（6）外同轴套上排风管（11）连接构成，排风管（11）的管壁上开设有对流孔（12）；通风系统由电线（18）连接的风扇（19）、温控开关（24）和太阳能板（25）构成；锚管（8）内注入的浆体（26）穿过出浆孔（10）与周围稳定冻土粘结；在坡面施设土工格栅（27）、排水管（28）和框架（1），通风锚管（5）穿过框架（1）的横梁（2）和立柱（3）交叉处；在通风锚管（5）前段依次套上法兰垫板（29）和弹簧（33），用锚具（34）锚固在框架（1）上；在土工格栅（27）内种植被（35），坡脚施设排水渠（36）；在锚管（8）前段安装风扇（19），框架（1）上设置温控开关（24）和太阳能板（25）；用电线（18）将风扇（19）、温控开关（24）和太阳能板（25）连接；温控开关（24）的感应转换工作温度设定为0°C；外界气温低于0°C时，温控开关（24）控制太阳能板（25）与风扇（19）连通；外界气温高于0°C时，温控开关（24）控制太阳能板（25）与风扇（19）断开。 2.根据权利要求1所述的寒区主动通风冷却自恢复边坡锚固结构，其特征在于：所示的通风管（6）的两端与两个定位环（13）的中环（15）相连，通风管（6）直径为90~120mm，长度为2~4m；通风孔（7）直径为10~30mm，间距为80~120mm；锚管（8）嵌套在定位环（13）的内环（14）内，锚管（8）的前段带有外螺纹，后半段带有一个挡板（9）和出浆孔（10），锚管（8）的直径为30~40mm，长度为4~6m，出浆孔（10）的段长度2~3m，挡板（9）的外径略大于排风管（11）直径；排风管（11）套在定位环（13）的外环（16）上，其直径为120~140mm，长度与通风管（6）相等，对流孔（12）的直径、间距和通风孔（7）相同；排风管（11）外面包裹的密目纱布，其目数为90~160。 3.根据权利要求1所述的寒区主动通风冷却自恢复边坡锚固结构，其特征在于：所述的弹簧（33）刚度系数为300~800N/mm，直径取值在法兰垫板（29）的内垫环（30）的直径和锚具（34）的外径之间，长度为70~120mm。 4.根据权利要求1所述的寒区主动通风冷却自恢复边坡锚固结构，其特征在于：所述的风扇（19）由风扇支架（20）、电机（21）、扇叶（22）和护罩（23）组成；风扇支架（20）的中部底座设有与锚管（8）的前段外螺纹相配合的内螺纹，通过螺纹将风扇（19）同轴固定连接在锚管（8）的前段；电机（21）固定在风扇支架（20）的中部，电机（21）的输出轴连接扇叶（22），通过电线（18）依次将电机（21）、温控开关（24）与太阳能板（25）串联起来；风扇支架（20）与护罩（23）焊接连接，护罩（23）直径与通风管（6）相同。 5.根据权利要求1所述的寒区主动通风冷却自恢复边坡锚固结构，其特征在于：所述的排水管（28）为PE管，或者PVC管，或者钢管，排水管（28）的管壁上设有排水孔，外面包裹的密目纱布；排水渠（36）为混凝土浇筑而成，其深度为300~500mm，宽度为300~500mm。 6.根据权利要求1所述的寒区主动通风冷却自恢复边坡锚固结构的施工方法，其特征在于，其步骤为：（1）制作通风锚管（5）：根据工程实际确定多年冻土冻融活动层的最大厚度，最大厚度即为通风管（6）的长度；通风管（6）为长度为2~4m，直径为90~120mm的中空管，通风管（6）的后半段的管壁上开设有直径为10~30mm，间距为80~120mm的通风孔（7）；排风管（11）长度与通风管（6）相等，排风管（11）为直径为120~140mm中空管，在排风管（11）的管壁上开设有对流孔（12），对流孔（12）与通风孔（7）直径、间距相等，在排风管（11）外面包裹目数为90~160的密目纱布；根据工程设计计算确定锚管（8）的长度，锚管（8）为长度为4~6m，直径为30~40mm的钢管，在锚管（8）的前段开设有外螺纹，后半段开设有出浆孔（10），并焊接一个外径略大于排风管（11）的挡板（9）；定位环（13）是将直径略大于锚管（8）的钢环作为内环（14）、直径略小于通风管（6）的钢环作为中环（15）和直径略小于排风管（11）的钢环作为外环（16），利用连筋（17）将三个环焊接制成，并在中环（15）和外环（16）上沿环均匀焊接长度为50~100mm的钢筋；在通风管（6）的两端套上两个定位环（13），将锚管（8）嵌套在内环（14）内，排风管（11）套在外环（16）上，组成通风锚管（5）；（2）制作法兰垫板（29）：用金属材料制作内垫环（30）和外垫环（31），并用连接体（32）将两者焊接连接；内垫环（30）直径为35~45mm，外垫环（31）直径为160~200mm；（3）制作弹簧（33）和锚具（34）：制作刚度系数为300~800N/mm，长度为70~120mm的弹簧（33），弹簧（33）的直径取值在法兰垫板（29）的内垫环（30）的直径和锚具（34）的外径之间；制作外径40~50mm，内径与锚管（8）相同的锚具（34），锚具（34）内开设有螺纹；（4）预制风扇（19）：风扇支架（20）的中部底座设有与锚管（8）的前段外螺纹相配合的内螺纹；护罩（23）的直径与通风管（6）相同，将风扇支架（20）与护罩（23）焊接连接，电机（21）固定在风扇支架（20）的中部，电机（21）的输出轴连接扇叶（22）；（5）放线及定位：首先根据工程设计用测量仪器进行放线，其次开挖边坡，之后用测量仪器定位通风锚管（5）和排水管（28）的施设位置；（6）施工通风锚管（5）：在冻土层中开设孔洞，将通风锚管（5）放置于孔洞内，并在锚管（8）内压力注入锚固浆体（26），使从出浆孔（10）渗出，形成锚固体；（7）施工土工格栅（27）：在坡面上铺设土工格栅（27）；（8）浇注框架（1）的横梁（2）和立柱（3）：在第一根立柱（3）和第一排横梁（2）的设计位置处支模，在支模而成的槽内绑扎横梁（2）、立柱（3）的钢筋骨架并浇筑混凝土形成框架（1）；（9）在通风锚管（5）上依次套上法兰垫板（29）、弹簧（33）和锚具（34），待横梁（2）、立柱（3）的混凝土强度达到85%以上时对通风锚管（5）进行预应力张拉，并用锚具（34）将通风锚管（5）锚定在框架（1）上；（10）施工排水管（28）和种植被（35）：在冻土层中开设孔洞，将包裹有密目纱布的排水管（28）放置于孔洞中；在土工格栅（27）内种植被（35）；（11）按照第（6）、（7）、（8）、（9）、（10）步的步骤施工下一个工作面的通风锚管（5）、土工格栅（27）、横梁（2）、立柱（3）、排水管（28）和种植被（35），并完成各层通风锚管（5）的张拉与锚固；（12）按照第（8）步工序施工立柱（3）至立柱（3）的底端，在立柱（3）的底端设计位置处施工横梁（2），施工其余通风锚管（5）、土工格栅（27）和排水管（28），并完成相应工序；（13）在立柱（3）的底端对应位置处制作基础桩（4）：在开设的桩孔内放入钢筋笼，将立柱的底端外伸钢筋和基础桩（4）的内钢筋焊接连接，浇注基础桩（4）；（14）在坡脚支模、浇筑混凝土排水渠（36）；（15）安装通风系统：在框架（1）的横梁（2）或立柱（3）上固定太阳能板（25）和温控开关（24）；在锚管（8）上安装风扇（19），风扇支架（20）中部的底座通过螺纹与锚管（8）同轴连接；电线（18）将风扇（19）、温控开关（24）和太阳能板（25）串联起来。
引用专利	CN103485354A;CN103485355A;CN103866765A;CN201128908Y;CN2589923Y;KR1020050079706A
被引用专利数量	0
简单法律状态	有效
文献类型	专利
条目标识符	https://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/109481
专题	土木工程学院
推荐引用方式 GB/T 7714	董建华,董旭光,王永胜,等. 寒区主动通风冷却自恢复边坡锚固结构及施工方法[P]. 2016-03-30.

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CN104452782A.PDF（1617KB）	专利		开放获取	CC BY-NC-SA	浏览下载