主动制冷和自恢复寒区边坡支护结构及施工方法

IR > 土木工程学院

	主动制冷和自恢复寒区边坡支护结构及施工方法
	董建华; 董旭光; 王永胜; 何天虎; 朱彦鹏; 王冰霞; 吴意谦; 代涛; 袁方龙; 高发阳
	2016-04-13
专利权人	大连肯维斯工业技术有限公司
公开日期	2016-04-13
授权国家	中国
专利类型	授权发明
摘要	主动制冷和自恢复寒区边坡支护结构及施工方法，属寒区边坡支护领域；包括框架、热锚管和制冷装置，热锚管由热管通过螺纹与中空锚管连接构成；制冷装置由制冷片，温控开关和太阳能板通过导线连接构成；热锚管冷凝段安装制冷片；在热锚管上依次套锚具、弹簧和垫板，并将热锚管置于坡体洞内；在热锚管内压力注入浆体使其锚固于稳定冻土层；在坡面上施作土工格栅和框架，用锚具将热锚管锚固于框架上；在坡脚施设排水沟；用导线依次将制冷片，框架上的温控开关和太阳能板连接。
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;一案双申;权利转移
申请号	CN201410618035.1
公开（公告）号	CN104358265B
IPC 分类号	E02D17/20 ; E02D3/11
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	E02D3/11 ; E02D5/74 ; E02D5/76 ; E02D17/20
权利要求	1.主动制冷和自恢复寒区边坡支护结构，包括框架、热锚管（5）和制冷装置，其特征为：热锚管（5）由热管（6）通过螺纹与中空锚管（12）连接构成；金属内管（7）嵌套于金属外管（8）内，金属内管（7）与金属外管（8）之间两端封闭构成中空封闭圆筒，并在封闭圆筒内充填传热工质（9）形成热管（6）；热锚管（5）中金属环（10）前部为冷凝段（A），后部为蒸发段（B）；制冷装置由制冷片（14），温控开关（15）和太阳能板（16）通过导线（17）连接构成；热锚管（5）的冷凝段（A）安装制冷片（14）；在热锚管（5）上依次套锚具（18）、弹簧（19）和垫板（20），并放置于坡体洞内；在热锚管（5）内压力注入浆体（21），通过中空锚管（12）上的出浆孔（13）与周围土层粘结成锚固段（C）；在坡面上施作土工格栅（22）和框架，热锚管（5）穿越横梁（2）和立柱（3）的交叉位置，用锚具（18）将热锚管（5）锚固于框架上；在坡脚施设排水沟（24）；用导线（17）依次将制冷片（14），框架上的温控开关（15）和太阳能板（16）连接；温控开关（15）的感应转换温度设定为0°C；外界温度高于0°C时，温控开关（15）控制太阳能板（16）与制冷片（14）连通；外界温度低于0°C时，温控开关（15）控制太阳能板（16）与制冷片（14）断开。 2.根据权利要求1所述的主动制冷和自恢复寒区边坡支护结构，其特征在于：所述热管的金属外管（8）的1/3左右位置带有金属环（10），金属环（10）外带有用于连接锚具（18）的外螺纹，金属内管（7）后端带有与中空锚管（12）连接的内螺纹；金属外管（8）的直径为70~90mm，长度为3.5~6.0m；金属内管（7）长度与金属外管（8）相等，直径为30~40mm。 3.根据权利要求1所述的主动制冷和自恢复寒区边坡支护结构，其特征在于：所述的中空锚管（12）前段带有外螺纹，周围带有出浆孔（13），中空锚管（12）的直径与金属内管（7）相同，长度为1.5~3.0m。 4.根据权利要求1所述的主动制冷和自恢复寒区边坡支护结构，其特征在于：所述的制冷片（14）为半导体制冷片，额定电压24V，额定电流6A，可为单层或多层制冷片；太阳能板（16）电压与制冷片（14）电压相同，太阳能板（16）的正极与制冷片（14）的红线连接，负极与黑线连接。 5.根据权利要求1所述的主动制冷和自恢复寒区边坡支护结构，其特征在于：所述的弹簧（19）的刚度系数为200~600N/mm，直径取值金属外管（8）直径和锚具（18）外径之间，长度为80~150mm。 6.根据权利要求1所述的主动制冷和自恢复寒区边坡支护结构，其特征在于：所述的锚具（18）内径与金属环（10）相同，外径120~150mm，且带有与金属环（10）相配套的螺纹。 7.根据权利要求1所述的主动制冷和自恢复寒区边坡支护结构的施工方法，其特征为，其步骤为：（1）预制热管（6）：根据工程实际确定多年冻土冻融活动层的最大厚度，最大厚度即为热管（6）的蒸发段（B）的长度；根据蒸发段（B）与冷凝段（A）是2:1的关系，确定热管（6）的总长度；在金属外管（8）的1/3位置处焊接金属环（10），并在金属环（10）上车削螺纹；在金属内管（7）的一端车削内螺纹；金属内管（7）嵌套于金属外管（8）内，且将金属外管（8）与金属内管（7）之间的两端用实体封闭构成中空的封闭圆筒，并在封闭圆筒内充填传热工质（9），在冷凝段（A）上设有散热片（11），且在金属外管（8）和散热片（11）的外面涂防腐层；（2）制作中空锚管（12）：根据工程计算确定中空锚管（12）的长度；选取直径与金属内管（7）相同的中空杆体，在前段车削与金属内管（7）内螺纹相配套的外螺纹，在中空杆体上按直径为3~6mm、间距为50~80mm钻出浆孔（13）；（3）制作锚具（18）和弹簧（19）：制作外径120~150mm，内径与金属环（10）相同的锚具（18）；制作刚度系数为200~600N/mm，长度为80~150mm的弹簧（19），直径取在金属外管（8）和锚具（18）外径之间；（4）放线及定位：首先根据工程设计用测量仪器进行放线，其次从坡顶向下开挖边坡，之后用测量仪器定位热锚管（5）的施设位置；（5）施工热锚管（5）：将热管（6）通过螺纹与中空锚管（12）连接，构成热锚管（5）；在冻土层中按设计角度开设孔洞，从无散热片（11）的一端依次将锚具（18）、弹簧（19）和垫板（20）套在热锚管（5）上，然后放置于坡体孔洞内；在热锚管（5）内压力注入锚固浆体（21），使其从出浆孔（13）渗出，与周围稳定土层粘结形成锚固段（C）；（6）施工土工格栅（22）：在坡面上铺设土工格栅（22）；（7）浇注压顶冠梁（1）、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；（8）待横梁（2）、立柱（3）的混凝土强度达到85%以上时对热锚管（5）进行预应力张拉，并用锚具（18）将热锚管（5）锚定在框架上；（9）种植植被（23）：在横梁（2）和立柱（3）之间的土工格栅（22）内种植植被（23）；（10）按照第（5）、（6）、（7）、（8）、（9）步的步骤施工下一个工作面的热锚管（5）、土工格栅（22）、横梁（2）和立柱（3），并种植植被（23），完成各层热锚管（5）的张拉与锚固；（11）按照第（7）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），施工其余热锚管（5）和土工格栅（22），并完成相应工序；（12）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（3）的底端外伸钢筋和基础桩（4）内钢筋焊接连接，浇注基础桩（4）；（13）在坡脚浇筑混凝土排水沟（24）；（14）安装制冷装置：在施工完成热锚管（5）的冷凝段（A）上安装制冷片（14），将制冷片（14）的冷面与热锚管（5）粘贴；在框架上安装温控开关（15）和太阳能板（16）；用导线（17）将制冷片（14）、温控开关（15）和太阳能板（16）串联起来；太阳能板（16）的正极与制冷片（14）的红线连接，负极与黑线连接。
引用专利	CN103485354A;CN103485355A;CN103850254A;CN103938658A;CN204199305U;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/109485
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. 主动制冷和自恢复寒区边坡支护结构及施工方法[P]. 2016-04-13.

条目包含的文件		下载所有文件
文件名称/大小	文献类型	版本类型	开放类型	使用许可
CN104358265A.PDF（1243KB）	专利		开放获取	CC BY-NC-SA	浏览下载