| 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
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| 2016-03-30
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专利权人 | 兰州理工大学
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公开日期 | 2016-03-30
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授权国家 | 中国
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专利类型 | 授权发明
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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
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优先权日 | 2014-11-06
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预估到期日 | 2034-11-06
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语种 | 中文
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专利状态 | 授权
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申请号 | CN201410618330.7
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公开(公告)号 | CN104452782B
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IPC 分类号 | E02D17/20
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专利代理人 | 董斌
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代理机构 | 兰州振华专利代理有限责任公司
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CPC分类号 | E02D3/115
; E02D5/76
; E02D17/20
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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。
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引用专利 | CN103485354A;CN103485355A;CN103866765A;CN201128908Y;CN2589923Y;KR1020050079706A
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被引用专利数量 | 0
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简单法律状态 | 有效
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文献类型 | 专利
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条目标识符 | https://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/109481
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专题 | 土木工程学院
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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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文件名:
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