内撑管片式减压井管.pdf

一种内撑管片式减压井管，由多孔外管(1)、过滤层(2)、内管(3)组成；内管(3)是由分离的四块管片(6)构成的环形内撑管式结构，在内管(3)的中央设有支撑连杆(4)和传力轴(5)，支撑连杆(4)分上、中、下三层，每层四根，支撑连杆的一端连接在管片(6)上，另一端连在传力轴(5)上，其结构类似雨伞的骨架，当传力轴(5)上提时，支撑连杆(4)收缩，传力轴下压时，连杆带动管片(6)张开，便将套在管片外围的过滤层(2)紧贴在外管(1)的内壁，当过滤层(2)堵塞时，只要提升传力轴(5)支撑连杆(4)带动管片(6)收缩，便可取出过滤层(2)进行更换，该井管结构合理，减压效果显著，经济耐用。

1.  一种内撑管片式减压井管，包括外管(1)、过滤层(2)、内管(3)，其特征在于内管(3)是由分离的四块相同的管片(6)构成的环形内撑管式结构，在内管(3)的中央设有支撑连杆(4)和传力轴(5)，支撑连杆(4)一端连接管片(6)，另一端连接传力轴(5)上，过滤层(2)放置在内管(3)与外管(1)之间，紧贴在外管(1)的内壁上。

2.  根据权利要求1所述的内撑管片式减压井管，其特征在于所述的支撑连杆(4)分上、中、下三层，每层四根连杆，在四根支撑连杆(4)的两端装有铰链，一端铰链分别焊接在四块管片(6)上，另一端铰链焊接在传力轴(5)上。

3.  根据权利要求1所述的内撑管片式减压井管，其特征在于所述的外管(1)为多孔花管，其小孔的孔径为20mm，孔间距为80mm，用PVC塑料制成，外管
(1)的内径为20-50cm，单节长4m。

4.  根据权利要求1所述得内撑管片式减压井管，其特征在于所述四块管片(6)上均钻有小孔，其孔径为20mm，孔间距80mm，管片单节长4m。

内撑管片式减压井管
一、技术领域
本发明涉及堤坝基础工程，具体地说是涉及降低堤坝基低层渗透水压力的内撑管片式减压井管。
二、背景技术
国内外大量堤坝破坏得实例调查资料表明，由于渗流引起的灾害占整个事故得40％左右，灾害表现形式如堤(坝)身、堤(坝)基的管涌、流土、裂缝、崩岸等，而其中管涌、流土直接是由于渗透压力、渗透梯度较大所导致。据估计，在1998年长江流域大洪水期间所发生得险情中，渗透直接导致的险情占70％，管涌破坏又最为突出。
人们在水利工程的长期实践中和渗流控制理论、技术地研究中，创造了很多行之有效的防渗、排水降压的渗控技术措施，降低堤坝基础及下游的渗透压力以保证工程的安全。其中当堤(坝)基下的覆盖层上部为弱透水层、下部为强透水层的二元或多元土结构时，多采用减压井技术控制基础的渗透稳定性。首先采用减压井防止堤坝基础发生过大扬压力的是美国陆军工程兵团，在1942年蒙大拿州福特派克坝采用减压井作为渗流控制的补充措施，效果很好，使坝趾静水压力由45英尺降为5英尺，以后此项技术被逐渐推广。采用减压井技术既经济又能有效地降低堤(坝)基下游的扬压力，因此在长江沿岸、湖北荆江大堤、江西九江大堤及广东三水北江大堤等江河湖堤的许多堤段下游均设有减压井。但大量实际应用情况表明，由于传统减压井本身在设计、结构、用料及管理中存在缺陷，使减压井的效率和使用寿命不甚理想，其中由于减压井砂砾滤料在施工填料时产生的离析。质量难以控制常常留下隐患，使减压井的使用效率和使用寿命大打折扣，如湖北、九江一些大堤下游减压井使用年限约在1-3年左右，广东北江大堤石斛险段建了许多口减压井，一年多就有些井未能发挥其排渗减压的作用；美国密西西比河大堤减压井的效率在15年时间折减了三分之一强，检查结果认为主要是砾石反滤层中结垢堵塞所致。
减压井最常见的失效原因之一是井中填充的反滤料发生淤堵，这种淤堵是否发生主要看反滤料级配与堤基土颗粒是否匹配，如果滤料与被保护土匹配关系不好，就易发生几何淤堵。也有些岩土地层中的矿物成分溶解于水中，在流动的地下水中含有的可溶盐和各种化学物质之间在一定环境温度下产生新的化合物，沉淀在滤层中，就可能会产生化学淤堵。在某些低流速，氧气稀少的水环境下，还会产生新的生物性微生物，其代谢物会将渗流通道淤堵，如食铁、食硫的厌氧菌的代谢物在狮子山尾矿坝的输水管中就曾发现，有时这种生物还会加速化学淤堵。目前堤坝工程中最多见、最易发生的还是几何淤堵，它使减压井功效降低甚至失效，实际应用中有的使用一年，或者二至三年也就失效(也有少数建造较好的减压井已运行了多年)。由于减压井较深，被淤堵了的反滤料很难甚至无法取出，也曾试图高压水反冲洗，但效果并不理想，常常只能任其失效。为了工程安全，不得不重新建造，一口井造价往往需要2-3万左右，这样不但造成堤坝工程长期运行管理费用大大提高，而且又使堤(坝)工程很不安全。为此人们在寻求新的堤基渗流控处理方法，其中截渗墙是当前流行的主要措施之一，但是各种防渗墙将江堤渗截断的作法其造价高且不说，大量采用后就其长期后果开看，可能导致生态环境改变和恶化，这是非常值得注意的。
三、发明内容
本发明的目的在于提供一种内撑管片式减压井管，该井管具有提升内管方便，更换堵塞过滤层容易，渗水快，减压效果明显等优点。
内撑管片式减压井管，由外管，内管，过滤层所组成，其特征在于内管是由分离的四块相同的管片所组成的环形内撑管式结构，内管中央设有支撑连杆和传力轴，支撑连杆分上、中、下三层，每层四根连杆，在四根支撑连杆的两端装有铰链，一端铰链分别固定在四块管片上，另一端铰链分别固定在传力轴上，过滤层放置在内管与外管之间，紧贴在外管内壁上。
内撑管片式减压井管的基本结构：
该井管由外管+土工织物过滤层+内撑管片式内管组成。
由于开槽内管涨压式减压井管结构在操作上存在不够灵活的缺点，在保持井管三层结构的基础上，把内管改变为分离的四块相同的管片组装起来构成环型内撑式分离管片结构，管片上钻有小孔，孔径为20mm，孔间距80mm，内管中央设有支撑连杆和传力轴。传力轴上提即可收拢支撑连杆，四块管片构成一个直径较小的内管，此时可将土工织物过滤层套在管片的外周，一同插入外管中，当内管到位后，通过传力轴向下压(类似伞骨架结构)，将管片涨压撑开，支撑连杆抵住管片，管片将土工织物过滤层压向外管内壁。如果过滤层发生堵塞，渗水效果差时，只要提升传力轴，收拢支撑连杆及管片，就可把内管提出来，将新的过滤层套在管片的外周，再插入外管，下压传力轴，即可由管片把过滤层压向外管内壁。
本发明的内撑管片式减压井管，经试验证明，该井管具有提升内管方便，更换过滤层容易，渗水快，减压效果好，而且部件可以工业化生产，大大节省了开支。
四、附图说明
图1分离管片组成的环型内撑管片式结构内管的示意图；
图2内撑管片式减压井管的剖面图；
图3内撑管片式减压井管的示意图；
附图标记：1-外管、2-过滤层、3-内管、4-支撑连杆、5-传力轴、6-管片。
五、具体实施方式
外管为PVC多孔花管，内径为100mm，外管上小孔的孔径为20mm，孔间距80mm，外管单节长4m，将外管插入已打好的土孔中，内管外径为95mm，长4m，将PVC内管剖成四等分得四块管片，管片上钻有小孔，孔径为20mm，孔间距80mm，内管中央设有PVC材料制成的支撑连杆和传力轴，支撑连杆分上、中、下层，每层4根，分别将支撑连杆两端的铰链，一端焊接在管片上，另一端焊接在传力轴上，将缝制好的土工织物过滤层套在管片的外周，用传力轴推入外管中，当传力轴下压时，通过支撑连杆将管片张开，把过滤层压紧在外管内壁上。当需要更换过滤层时，只要将传力轴向上提收，便可取出分离管片组成的环型内管，把新的过滤层套在管片外周插入外管中，下压传力轴，管片就张开，将过滤层紧压在外管内壁。