[發明專利]用于土遺址原位滴滲加固裝置及滴滲加固方法

有效

• 申請號: 202110965870.2
• 申請日: 2021-08-23
• 公開（公告）號: CN113565085B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 汪娟麗;李玉虎;曹靜;買冰潔
• 申請（專利權）人: 陜西師范大學
• 主分類號: E02D3/12
• 分類號: E02D3/12
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 慕安榮

1.一種用于土遺址原位滴滲加固裝置，其特征在于，包括滴液箱、滴管、閥門、可伸縮波紋管、支撐桿、柔性支撐架、多根剛性導管；其中：所述柔性支撐架為采用柔性管制成的方框形；各所述剛性導管相互平行的排布在該柔性支撐架的框內，并使各剛性導管的兩端分別與所述柔性支撐架連通；所述支撐桿有多根，均分為兩組，分別對稱地安裝在該柔性支撐架兩邊，通過各支撐桿支撐該柔性支撐架并安放在工作面上；分別位于所述柔性支撐架同一端的各支撐桿之間通過折疊導桿鉸接，使各支撐桿能夠收攏或打開；在各剛性導管下表面分別安裝有多個伸縮滴液管，并且各相鄰伸縮滴液管之間的中心距為10cm；在各伸縮滴液管的下端分別安裝有滴液頭；外置的滴液箱通過導液主管與所述柔性支撐架連通；通過加液泵將該滴液箱內的加固劑泵入各與該柔性支撐架連通的剛性導管內，進而將液體送入各伸縮滴液管內，通過各滴液頭使液體滴滲到地面；

所述滴液頭包括錐形導液管、五個閥門和五根滴管，該錐形導液管的上端套裝在該伸縮滴液管下端，并使二者之間干涉配合；所述五根滴管中，一根滴管位于該錐形導液管的下端的中心，其余四根滴管均部在該錐形導液管中部的圓周上，并使該四根滴管的中心線與所述錐形導液管的中心線之間有45°的夾角；各相鄰滴管出口之間的中心距為2～3cm；在各所述滴管上分別安裝有閥門，用于調整滴液的速度；所述折疊導桿有多根，通過滑塊鉸接裝在各支撐桿之間；在各支撐桿的下端分別安裝有底座；

在該柔性支撐架的外周上包裹有防蒸發罩；所述防蒸發罩采用聚碳酸酯薄膜制成，通過尼龍搭扣粘接在各支撐桿上，將各伸縮滴液管包裹在內。

2.如權利要求1所述用于土遺址原位滴滲加固裝置，其特征在于，所述伸縮滴液管包括波紋套管、伸縮管和積液盒；所述伸縮管采用現有技術，由多節管狀桿嵌套而成，通過收/放各節桿調整該滴液頭與遺址表面之間的距離；在該伸縮管的下端有積液盒，用于收集、存放由伸縮管內流下來的液體；該積液盒上端通過連接管與該伸縮管固連；該積液盒的下端有連接所述滴液頭上的錐形導液管的連接頭；所述波紋套管套裝在該伸縮管的外表面。

3.如權利要求1所述用于土遺址原位滴滲加固裝置，其特征在于，所述滑塊有多個，分別裝入各折疊導桿的滑槽內，通過各折疊導桿的滑移，實現該原位滴滲加固裝置的收/放。

4.一種利用權利要求1所述用于土遺址原位滴滲加固裝置滴滲加固的方法，其特征在于，具體過程是：

步驟一，遺址土壤地質分類及確定遺址土體風化層的厚度：

所述土壤地質分為粘土和沙土；

所述遺址土體風化層的厚度d是通過測量遺址表面酥粉疏松的厚度確定；

步驟二，確定加固滲透深度：

所述加固滲透深度D根據確定的土質風化程度，通過公式(2)確定

D＝d+j (2)

式中，加固滲透深度D的單位為cm；d為遺址土體風化層的厚度；j為鞏固層的厚度，j＝5～10cm；

步驟三，確定滴液頭出口與所在位置遺址表面的距離：

當遺址土壤為沙土質時，所述各滴管出口與遺址表面的距離為1.5～2.5cm；當遺址土壤為沙粘土質時，所述各滴管出口與遺址表面的距離為粘土質1～2cm；

步驟四，土遺址表面的清潔；

步驟五，安置調節滴滲加固裝置：

將所述滴滲加固裝置打開，安置在待滴滲加固區域的土遺址表面；根據確定的滴液頭出口與所在位置遺址表面的距離，通過調節各伸縮滴液管的長度，以調節各滴液頭出口與所在位置遺址表面的距離；根據確定的加固劑每小時滴滲量M調節各所述滴管上的閥門，以調整滴液的速度；將防蒸發罩粘接在各支撐桿上；

步驟六，遺址原位滴滲加固：

通過所述滴滲加固裝置將加固劑滴滲至遺址土體內，以實現對遺址土體的固化；以草酸與磷鎢酸的乙醇溶液、正硅酸乙酯的乙醇溶液和氫氧化鋇的乙醇溶液作為加固劑，通過所述土遺址原位滴滲加固裝置，依次滴滲到遺址中；

滴滲完成后自然晾置3～5天，即完成第一遍原位保護滴滲加固；

重復所述第一遍原位保護滴滲加固的過程2～3次，完成該遺址土體的滴滲加固。

5.如權利要求4所述用于土遺址原位滴滲加固裝置滴滲加固的方法，其特征在于，所述遺址原位滴滲加固的具體過程是：

將所述草酸與磷鎢酸的乙醇溶液加入到滴液箱內；打開加液泵，將該草酸與磷鎢酸的乙醇溶液注入各所述剛性導管內，進而通過伸縮滴液管分別進入各積液盒內，繼而通過所述滴液頭滴入遺址土壤表面；通過傳感器監測所述草酸與磷鎢酸的乙醇溶液的加固滲透深度D，當該加固滲透深度D達到設計確定的深度，即關閉所述加液泵；完成草酸與磷鎢酸的乙醇溶液的滴滲加固；

將所述正硅酸乙酯的乙醇溶液加入到滴液箱內；打開加液泵，將該正硅酸乙酯的乙醇溶液注入各所述剛性導管內，通過伸縮滴液管分別進入各所述積液盒內，繼而通過所述滴液頭滴入遺址土壤表面；通過傳感器監測所述正硅酸乙酯的乙醇溶液的加固滲透深度D，當該加固滲透深度D達到設計確定的深度，即關閉所述加液泵；完成正硅酸乙酯的乙醇溶液的滴滲加固；

將所述氫氧化鋇的乙醇溶液加入到滴液箱內；打開加液泵，將該氫氧化鋇的乙醇溶液注入各所述剛性導管內，進而通過伸縮滴液管分別進入各所述積液盒內，繼而通過所述滴液頭滴入遺址土壤表面；通過傳感器監測所述氫氧化鋇的乙醇溶液的加固滲透深度D，當該加固滲透深度D達到設計確定的深度，即關閉所述加液泵；完成氫氧化鋇的乙醇溶液的滴滲加固。