專利名稱：三錐頭壓力成槽板及注漿槽孔施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水利、礦山、環(huán)保等基礎(chǔ)設(shè)施防滲加固技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及土提、土壩、 尾礦壩、截污壩等防滲加固時(shí)使用的三錐頭壓力成槽板，本發(fā)明還涉及使用三錐頭壓力成槽板的注漿槽孔施工方法。
背景技術(shù)：
新中國(guó)成立以來(lái)，我國(guó)的水利、礦山、環(huán)保等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)取得了舉世矚目的成就，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步發(fā)揮了重要作用。在水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，由于我國(guó)絕大多數(shù)水利設(shè)施興建于上世紀(jì)50至70年代，限于當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件，不少水庫(kù)設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量“先天不足”。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行，年久失修，老化嚴(yán)重，病險(xiǎn)問(wèn)題十分突出。目前，我國(guó)已建成各類水庫(kù)達(dá)8. 7萬(wàn)座，居世界首位。但約40%的小型水庫(kù)、25%的大中型水庫(kù)屬于病險(xiǎn)水庫(kù)，對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)和社會(huì)穩(wěn)定構(gòu)成極大威脅。我國(guó)提防建設(shè)歷史悠久，但多數(shù)是經(jīng)過(guò)歷年逐漸加高培厚形成的，提身填筑土多為不同時(shí)期就地取土，填筑質(zhì)量多達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，存在不同的安全隱患。在我國(guó)現(xiàn)有的4萬(wàn)多座病險(xiǎn)水庫(kù)中，90%以上為土石壩，而大部分的提防為土質(zhì)提防。據(jù)初步測(cè)算，約50%以上的小型病險(xiǎn)水庫(kù)需要進(jìn)行防滲加固。在礦山基礎(chǔ)設(shè)施方面，尾礦壩作為礦山選礦生產(chǎn)的主要設(shè)施，它既是事故易發(fā)部位，也是隱伏巨大安全隱患的危險(xiǎn)源。另外，尾礦庫(kù)中還含有各種有毒有害物質(zhì)，并且是一種人造的具有高勢(shì)能的泥石流形成區(qū)，其安全運(yùn)行直接關(guān)系到下游人民的生命財(cái)產(chǎn)安全和庫(kù)區(qū)周邊地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。在我國(guó)礦山諸多尾礦庫(kù)中，目前處于正常運(yùn)行的不足70%，有的行業(yè)超過(guò)40%的尾礦庫(kù)處于險(xiǎn)、病、超期服務(wù)狀態(tài)，尾礦庫(kù)重大事故時(shí)有發(fā)生。而滲漏作為尾礦壩事故的主要原因之一，如何有效治理滲漏確保尾礦庫(kù)安全運(yùn)行顯得十分迫切和重要。在環(huán)保基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)現(xiàn)有的垃圾填埋場(chǎng)中，簡(jiǎn)易填埋和準(zhǔn)衛(wèi)生填埋占95%以上。由于大多數(shù)填埋場(chǎng)未采用水平防滲措施，加上底部滲濾液排導(dǎo)系統(tǒng)不夠完善，從而導(dǎo)致大量滲濾液未經(jīng)處理就直接進(jìn)入了土壤、地下水中，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。近幾年來(lái)，國(guó)家越來(lái)越重視垃圾填埋問(wèn)題，不少省市建立了新型的垃圾填埋場(chǎng)。但是，現(xiàn)有的垃圾處理場(chǎng)的數(shù)量和規(guī)模還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)城市垃圾日益增長(zhǎng)的要求，真正實(shí)現(xiàn)無(wú)害化處理的垃圾僅為2. 3%。如何防治滲濾液污染是垃圾城市填埋場(chǎng)必須首先考慮的一個(gè)主要問(wèn)題。控制滲濾液污染一般是對(duì)垃圾填埋場(chǎng)截污壩進(jìn)行防滲處理，而我國(guó)絕大多數(shù)填埋場(chǎng)的地理環(huán)境和地質(zhì)條件很難滿足防滲要求。可見(jiàn)，滲漏是土質(zhì)提壩、尾礦壩、截污壩等水利、礦山、環(huán)保基礎(chǔ)設(shè)施存在的普遍問(wèn)題，防滲加固是這些基礎(chǔ)設(shè)施面臨的一項(xiàng)長(zhǎng)期的、艱巨的任務(wù)。工程中常用的防滲技術(shù)有 混凝土防滲墻技術(shù)，水泥土攪拌樁技術(shù)，高壓噴射灌漿技術(shù)等。這些防滲加固技術(shù)已在國(guó)內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，為我國(guó)大型水庫(kù)、尾礦庫(kù)、垃圾填埋場(chǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施的除險(xiǎn)及防滲加固發(fā)揮了重要作用，但也存在一些技術(shù)不足。在防滲墻體材料方面，現(xiàn)行的幾種防滲墻技術(shù)采用的是水泥類材料，構(gòu)建的防滲體為剛性防滲體，與土體彈性模量差別較大，抗?jié)B抗裂性能不足；在成墻機(jī)理方面，現(xiàn)行成墻類防滲技術(shù)成墻時(shí)材料與土體脫離，灌漿類難以形成完整連續(xù)墻體；在施工方式方面，現(xiàn)行的幾種防滲墻技術(shù)是通過(guò)開(kāi)槽、攪拌、噴射和振動(dòng)的施工方法在土體中形成防滲體，對(duì)提壩擾動(dòng)破壞較大。水泥土攪拌樁技術(shù)存在攪拌的不均勻性、漿液上冒、受力不合理和樁身不連續(xù)等問(wèn)題，以致樁身強(qiáng)度過(guò)低，施工質(zhì)量可控性差、防滲效果不理想。而高壓噴射灌漿技術(shù)通過(guò)高壓裝置使?jié){液獲得巨大能量，易導(dǎo)致土體沖切破壞， 在漿液形成強(qiáng)度過(guò)程中極易導(dǎo)致整體強(qiáng)度不均勻。由此可見(jiàn)，工程中常用的這些防滲技術(shù)存在著對(duì)壩體擾動(dòng)破壞較大、工期較長(zhǎng)、造價(jià)較高、施工不便等缺點(diǎn)，特別是對(duì)于數(shù)量眾多的中小型提壩，現(xiàn)行的技術(shù)手段不僅受到經(jīng)費(fèi)的限制，而且由于設(shè)備體積龐大，進(jìn)場(chǎng)困難， 這與當(dāng)前我國(guó)提壩、尾礦壩、截污壩防滲加固的發(fā)展需求還很不適應(yīng)。因此，加快防滲加固新材料、新技術(shù)、新裝備的研發(fā)是當(dāng)前土提、土壩、尾礦壩、截污壩等水利、礦山、環(huán)保等基礎(chǔ)設(shè)施防滲加固亟待解決的重大科技問(wèn)題。高聚物注漿技術(shù)是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的地基基礎(chǔ)快速加固技術(shù)。該技術(shù)通過(guò)向地基中注射高聚物材料，利用高聚物材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后體積迅速膨脹并固化的特性，達(dá)到加固地基、填充脫空或提升地板的目的。目前，高聚物注漿技術(shù)主要應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑的地基加固和道路維修。近年來(lái)，本發(fā)明人針對(duì)我國(guó)提壩除險(xiǎn)加固的發(fā)展需求和目前提壩防滲技術(shù)存在的不足，致力于提壩防滲高聚物注漿技術(shù)的研發(fā)，并申請(qǐng)了“提壩防滲高聚物定向劈裂注漿方法(200910066334. 8)”、“高聚物帷幕注漿技術(shù) (200910066335. 2)”等發(fā)明專利。“提壩防滲高聚物定向劈裂注漿方法”和“高聚物帷幕注漿技術(shù)”開(kāi)創(chuàng)了構(gòu)建薄片狀高聚物防滲體的新途徑，但形成的防滲體為搭接狀防滲體，難以保證形成連續(xù)的防滲體系。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種三錐頭壓力成槽板，本發(fā)明還提供使用這種三錐頭壓力成槽板的注漿槽孔施工方法，可在需要防滲加固的提壩及地基內(nèi)形成連續(xù)的槽孔，通過(guò)向槽孔內(nèi)注射雙組份膨脹性高聚物注漿材料，可形成連續(xù)、均勻、規(guī)則的超薄型高聚物防滲墻，從而達(dá)到提高提壩防滲性能的目的。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種三錐頭壓力成槽板，包括中間鉆桿、左鉆桿和右鉆桿，左鉆桿和右鉆桿的形狀大小相同，左鉆桿與中間鉆桿通過(guò)左翼板相連，右鉆桿與中間鉆桿通過(guò)右翼板相連，左翼板和右翼板的形狀大小相同，中間鉆桿、左翼板、右翼板、左鉆桿和右鉆桿的中心線都在同一水平面上，中間鉆桿的下端為錐形頭，上端有連接頭，左鉆桿和右鉆桿的兩端均為錐形。左翼板和右翼板均為等邊梯形，其厚度為T=l(T30mm，梯形斜邊與底邊的夾角 α=60 70°。所述的中間鉆桿為圓柱形，左鉆桿和右鉆桿也為圓柱形，中間鉆桿直徑D為 4(T80mm，高H為80(Tl000mm，左鉆桿和右鉆桿直徑d為3(T40mm，高h(yuǎn)為400 600讓。其整體寬度L=50(Tl200mm。使用所述的三錐頭壓力成槽板的注漿槽孔施工方法，由下述步驟組成
(1)布置注漿槽孔按照設(shè)計(jì)圖紙，沿防滲墻軸線依次布置注漿槽孔；
(2)施工單個(gè)注漿槽孔利用靜力壓入裝備，將三錐頭壓力成槽板壓入土體中至預(yù)定深度并拔出后，便形成單個(gè)注漿槽孔；(3)施工連續(xù)注漿槽孔將靜力壓入裝備沿壩軸線前移一個(gè)成槽板寬度的位置，將左鉆桿或者右鉆桿對(duì)準(zhǔn)已壓制成型的注漿槽孔的外側(cè)圓形孔，再次壓入并拔出后，便形成連續(xù)的注漿槽孔。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
(1)成槽的連續(xù)性好。可在土體中構(gòu)造連續(xù)的注漿槽孔，槽孔內(nèi)注漿后可以形成連續(xù)、 均勻、規(guī)則的超薄型高聚物防滲墻；
(2)施工快捷。通過(guò)靜力壓入裝備將三錐頭壓力成槽板壓入壩體中，可迅速形成注漿槽
孔；
(3)對(duì)提壩擾動(dòng)小。應(yīng)用本發(fā)明，采用靜力壓入法，且實(shí)現(xiàn)無(wú)水施工，對(duì)提壩擾動(dòng)小。綜上所述，本發(fā)明具有施工快捷、對(duì)提壩擾動(dòng)小，能形成連續(xù)的超薄型注漿槽孔等特點(diǎn)，為超薄型高聚物防滲墻技術(shù)提供了配套裝備及施工工藝，并成功應(yīng)用于多項(xiàng)水庫(kù)大壩和提防除險(xiǎn)加固工程，顯示出巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益和廣闊的發(fā)展應(yīng)用前景。


圖1為三錐頭壓力成槽板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的俯視圖。圖3為注漿槽孔平面布置示意圖。圖4為注漿槽孔施工方法示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1及圖2所示，三錐頭壓力成槽板包括中間鉆桿3、左鉆桿5和右鉆桿1，中間鉆桿3為圓柱形，直徑D為4(T80mm，高H為80(Tl000mm，中間鉆桿的下端為錐形頭，上端有連接頭，可以連接到靜力壓入裝備上，左鉆桿5和右鉆桿1的形狀、大小相同，均為圓柱形， 左鉆桿和右鉆桿的兩端均為錐形，左鉆桿和右鉆桿直徑d為3(T40mm，高h(yuǎn)為40(T600mm。 左鉆桿5與中間鉆3桿通過(guò)左翼板4相連，右鉆桿1與中間鉆桿3通過(guò)右翼板2相連，左翼板4和右翼板2的形狀大小相同，均為等邊梯形，是底端有刃口的等邊梯形鋼板，其厚度為T=l(T30mm，梯形斜邊與底邊即中間鉆桿的夾角α=6(Γ70°。中間鉆桿3、左翼板4、 右翼板2、左鉆桿5和右鉆桿1的中心線都在同一水平面上，三錐頭壓力成槽板整體寬度 L=500 1200mm。超薄型高聚物防滲墻注漿槽孔，是利用靜力壓入裝備將三錐頭壓力成槽板壓入壩體中并拔出后形成的。具體實(shí)施步驟為
(1)布置注漿槽孔
按照設(shè)計(jì)圖紙，沿防滲墻軸線依次布置注漿槽孔，如圖3所示。(2)施工單個(gè)注漿槽孔
利用靜力壓入裝備，將三錐頭壓力成槽板壓入土體中至預(yù)定深度并拔出后，便形成單個(gè)注漿槽孔；
(3)施工連續(xù)注漿槽孔
將靜力壓入裝備沿壩軸線前移一個(gè)成槽板寬度的位置，將三錐頭壓力成槽板的左鉆桿對(duì)準(zhǔn)已壓制成型的注漿槽孔的外側(cè)圓形孔，也就是前次操作中由右鉆桿壓制成型的圓形孔，再次壓入并拔出后，便形成連續(xù)的注漿槽孔，如圖4所示。
權(quán)利要求
1.一種三錐頭壓力成槽板，其特征在于包括中間鉆桿、左鉆桿和右鉆桿，左鉆桿和右鉆桿的形狀大小相同，左鉆桿與中間鉆桿通過(guò)左翼板相連，右鉆桿與中間鉆桿通過(guò)右翼板相連，左翼板和右翼板的形狀大小相同，中間鉆桿、左翼板、右翼板、左鉆桿和右鉆桿的中心線都在同一水平面上，中間鉆桿的下端為錐形頭，上端有連接頭，左鉆桿和右鉆桿的兩端均為錐形。
2.如權(quán)利要求1所述的三錐頭壓力成槽板，其特征在于左翼板和右翼板均為等邊梯形，其厚度為T=l(T30mm，梯形斜邊與底邊的夾角α =60 70°。
3.如權(quán)利要求1所述的三錐頭壓力成槽板，其特征在于所述的中間鉆桿為圓柱形，左鉆桿和右鉆桿也為圓柱形，中間鉆桿直徑D為4(T80mm，高H為80(Tl000mm，左鉆桿和右鉆桿直徑d為3(T40mm，高h(yuǎn)為400 600讓。
4.如權(quán)利要求1所述的三錐頭壓力成槽板，其特征在于其整體寬度L=50(Tl200mm。
5.使用如權(quán)利要求1、2、3或者4所述的三錐頭壓力成槽板的注漿槽孔施工方法，其特征在于由下述步驟組成(1)布置注漿槽孔按照設(shè)計(jì)圖紙，沿防滲墻軸線依次布置注漿槽孔；(2)施工單個(gè)注漿槽孔利用靜力壓入裝備，將三錐頭壓力成槽板壓入土體中至預(yù)定深度并拔出后，便形成單個(gè)注漿槽孔；(3)施工連續(xù)注漿槽孔將靜力壓入裝備沿壩軸線前移一個(gè)成槽板寬度的位置，將左鉆桿或者右鉆桿對(duì)準(zhǔn)已壓制成型的注漿槽孔的外側(cè)圓形孔，再次壓入并拔出后，便形成連續(xù)的注漿槽孔。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種三錐頭壓力成槽板，包括中間鉆桿、左鉆桿和右鉆桿，左鉆桿和右鉆桿的形狀大小相同，左鉆桿與中間鉆桿通過(guò)左翼板相連，右鉆桿與中間鉆桿通過(guò)右翼板相連，左翼板和右翼板的形狀大小相同，中間鉆桿、左翼板、右翼板、左鉆桿和右鉆桿的中心線都在同一水平面上，中間鉆桿的下端為錐形頭，上端有連接頭，左鉆桿和右鉆桿的兩端均為錐形。本發(fā)明還公開(kāi)了使用這種三錐頭壓力成槽板的注漿槽孔施工方法。本發(fā)明可在土體中構(gòu)造連續(xù)的注漿槽孔，槽孔內(nèi)注漿后可以形成連續(xù)、均勻、規(guī)則的超薄型高聚物防滲墻；具有施工快捷、對(duì)堤壩擾動(dòng)小，能形成連續(xù)的超薄型注漿槽孔等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)E02B3/16GK102425199SQ20111028819
公開(kāi)日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者李強(qiáng), 王復(fù)明, 王小亮, 石明生, 郝志 申請(qǐng)人:鄭州優(yōu)特基礎(chǔ)工程維修有限公司