CN109610433B - 盐湖路基维养中的自动排水方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种盐湖路基维养中的自动排水方法，根据盐岩路基所在区域的水文地质特征与盐岩路基的稳定性要求，选择代表性断面，进行取样勘察，并确定盐岩层厚度；确定盐岩层中晶间卤水的水位位置，确定盐岩层下承压水的水位位置，并通过压力换算确定承压水位的降水深度；钻孔，形成安装孔，该安装孔的深度穿透盐岩层及该黏土隔水层，伸入承压水层内，然后，在该安装孔内安装自动排水装置；安装孔中卤水的水位到达上水位时，自动排水装置将排水，安装孔内的水位降至下水位时，自动排水装置停止排水。该自动排水方法采用自动控制的方法降低盐岩层下承压水的侵蚀压力，减缓盐岩铁路路基的岩溶进程，确保盐岩铁路路基的稳定与安全。

Description

盐湖路基维养中的自动排水方法
技术领域
本发明属于盐湖路基与地基的加固与维养技术领域，特别是一种用于盐湖路基维养中的自动排水方法。本发明还可用于铁路、公路、房屋建筑等盐湖场地的建筑物或构筑物地基加固与维养。
背景技术
近年来，受开发和气候异常的影响，造成低矿化度湖水向盐岩路基渗流和漫溢，而盐岩填筑的路基极易受湖水溶蚀。卤水浸泡轻者使盐岩填筑的路基松软，沉降量加大和产生不均匀沉降变形，重者低矿化度卤水溶蚀路基，使路基基底的盐岩形成空洞或蜂窝煤状结构，路基强度严重降低。加之近几年钾肥生产量与日俱增，大量开采使晶间卤水水位下降，岩层下部承压水与晶间卤水水位差增大，加快了低矿化度承压水的上渗，加速了盐溶的发展；同时，流入盐湖的径流增大，导致卤水湖湖水面积不断扩大，低矿化度湖水溶蚀、破坏岩盐路基，严重危害路基稳定。
盐岩路基在修建中采用自流排水防治盐溶，就是利用承压水与晶间卤水的水位差, 通过自流排水井将低矿化度承压水引出地表，排入铁路以外的蒸发池，利用当地蒸发量大的特点，将水份蒸发，由此降低排水井周围地下承压水头高度，减少承压水向盐层的浸入量，减轻盐溶的发展。但是，由于大量采卤使晶间卤水水位下降，低矿化度承压水不能自动排出，自流排水井失去作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种盐湖路基维养中的自动排水方法，解决自流排水井因水位下降而无法自流排水的缺陷，满足盐岩路基稳定性维养需求。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种盐湖路基维养中的自动排水方法，按以下步骤进行：
1）根据盐岩路基所在区域的水文地质特征与盐岩路基的稳定性要求，选择代表性断面，进行取样勘察，并确定盐岩层厚度；
2）在确定盐岩层厚度的基础上，确定盐岩层中晶间卤水的水位位置，确定盐岩层下承压水的水位位置，并通过压力换算确定承压水位的降水深度；
3）在确定的排水点位置竖向钻孔，形成安装孔，该安装孔的深度穿透盐岩层及该盐岩层下方的黏土隔水层，伸入承压水层内，盐岩侵蚀空洞，然后，在该安装孔内安装自动排水装置；
4）当安装孔中卤水的水位到达上水位时，自动排水装置将安装孔内的水排出，当安装孔内的水位降至下水位时，自动排水装置停止排水。
本发明自动排水方法相对于现有技术具有以下优点：
1、依据盐岩铁路路基的安全使用高标准要求，维护盐岩路基的稳定性需求出发，具有针对性强、实用性强的特点。
2、利用太阳能能源提供动力，采用自动控制的方法降低盐岩层下承压水的侵蚀压力，减缓盐岩铁路路基的岩溶进程，确保盐岩铁路路基的稳定与安全，具有持续稳定的优点。
3、还可用于铁路、公路、房屋建筑等盐岩场地的建筑物或构筑物地基加固与维养中。
附图说明
图1是本发明自动排水方法中使用的直插式自动排水装置的示意图。
图2是本发明自动排水方法中使用的悬挂式自动排水装置的示意图。
图3是在安装孔内安装自动排水装置的示意图。
图中：1.外置套管，2.内置基管，3.底阀，4.微型潜水泵，5.下置水位探头，6.第一信号线，7.电源线，8.上置水位探头，9.第二信号线，10.排水管，11.法兰，12.保护头，13.控制箱，14.光伏板，15.控制器，16.第三信号线，17.悬挂绳连接头，18.悬挂绳，19.悬挂连接器，20.盐岩层，21.黏土隔水层，22.承压水层，23.盐岩侵蚀空洞，24.自动排水装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
本发明提供了一种盐湖路基维养中的自动排水方法，具体按以下步骤进行：
1）确定盐岩层厚度
根据盐岩路基所在区域的水文地质特征与盐岩路基的稳定性要求，选择代表性断面，进行取样勘察，并确定盐岩层厚度；
2）确定排水点位置
在确定盐岩层厚度的基础上，确定盐岩层中晶间卤水的水位位置，确定盐岩层下承压水的水位位置，并通过压力换算确定承压水位的降水深度；
3）安装自动排水装置：
采用排土成孔的方法在确定的排水点位置竖向钻孔，形成安装孔，该安装孔的深度穿透盐岩层20及该盐岩层下方的黏土隔水层21，伸入承压水层22内，盐岩侵蚀空洞23，如图3所示，然后，在该安装孔内安装自动排水装置24；
该自动排水装置24第一种实施例的结构，如图1所示，包括控制箱13和竖直设置的筒形的外置套管1，外置套管1的上端口安装有法兰11，法兰11的内孔中套装有筒形的内置基管2，内置基管2的下端位于外置套管1内，内置基管2的上端伸出法兰11外，内置基管2上端套装有纵截面为U形的保护头12，保护头12的一个口套在内置基管2上，保护头12的另一个口为自由口；内置基管2底端安装有底阀3，内置基管2内设有微型潜水泵4，微型潜水泵4的进水口与底阀3的出水管连通，微型潜水泵4的出水口与排水管10的下端连通，排水管10的上端依次穿过内置基管2和保护头12，从保护头12的自由口伸出；内置基管2内设有上置水位探头8和下置水位探头5，上置水位探头8位于下置水位探头5上方。
控制箱13内安装有控制器15，控制箱13上设有光伏板14；光伏板14与控制器15电连接，控制器15通过电源线7与微型潜水泵4相连；控制器15通过第一信号线6与下置水位探头5相连，控制器15通过第二信号线9与上置水位探头8相连。
该自动排水装置第二种实施例的结构，如图2所示，包括竖直设置的筒形的外置套管1，外置套管1的顶端安装有悬挂连接器19，外置套管1内设有筒形的内置基管2，内置基管2下端安装有底阀3，内置基管2顶部安装有悬挂绳连接头17，悬挂绳连接头17通过悬挂绳18与悬挂连接器19连接；内置基管2内设有微型潜水泵4，微型潜水泵4的进水口与底阀3的出液口连通，微型潜水泵4的出水口与排水管10的下端连通，排水管10的上端穿过内置基管2，从内置基管2的顶端伸出，并从外置套管1的侧壁伸出外置套管1外；微型潜水泵4通过第三信号线16和电源线7与控制器15相连，第三信号线16上设有下置水位探头5和上置水位探头8，下置水位探头5和上置水位探头8均位于内置基管2内。控制器15安装于控制箱13内，控制箱13上安装有光伏板14，光伏板14与控制器15电连接。
下置水位探头5的安装位置略高于微型潜水泵4的安装位置。
控制箱13设置于安装孔的旁边。
安装孔内的承压水进入外置套管1内并自由上升至一定位置。
使下置水位探头5的位置处于预先确定的井中最低水位的位置，上置水位探头6的位置处于预先确定的井中最高水位的位置。
自动排水装置24安装完成后，启动控制器15，检查各部件的工作性能，并调试至最佳工作状态。
4）当安装孔中卤水的水位到达上置水位探头8所处的位置时，上置水位探头8给控制器15发送信号，控制器15接收到该信号后，启动微型潜水泵4，在微型潜水泵4产生的吸力作用下，底阀3打开，安装孔内的卤水通过底阀3和微型潜水泵4送入排水管10，经排水管10排出安装孔外，并输送到指定的地点；安装孔内的水位不断下降，当水位降至下置水位探头5所处的位置时，下置水位探头5发送信号给控制器15，控制器15接收到该信号后，关闭微型潜水泵4，停止从安装孔中排水。
外置套管1与岩盐直接接触部分，起到保护内部设施的作用，为金属材质。为防止盐水腐蚀，外置套管1的内外壁上均涂覆沥青涂层。
底阀3主要起到防止卤水中的杂质进入内置基管2内而堵塞微型潜水泵4，并防止内置基管2内卤水倒流的作用。
微型潜水泵4为核心部件，起到抽排水的关键作用，具有持续性、耐久性的要求，因此，微型潜水泵4的材质具有耐腐蚀性，其内部部件具有耐久性，安装使用中要使其完全置于卤水中以防过热损坏。
光伏板14为电能来源，发电电流传输至控制器15。
本发明自动排水方法中使用的自动排水装置第一种实施例中的保护头12起到保护第一信号线6、第二信号线9、电源线7和排水管10的作用，并防止杂物落入内置基管2内。法兰11起到连接外置套管1与内置基管2，并固定外置套管1和内置基管2之间相互位置的作用。
本发明自动排水方法中使用的自动排水装置第二种实施例中的悬挂绳18为内置基管2与外置套管1的软连接部件，通过调节悬挂绳18的长度可以确定最佳入水位置。悬挂绳连接头17起到保护第三信号线16、电源线7和排水管10的作用，并防止杂物落入内置基管2内。悬挂连接器19主要将悬挂绳18缠绕在上面，并通过悬挂连接器19上的手轮调节悬挂绳18的长度，以控制最佳排水深度。

Claims (2)

1.一种盐湖路基维养中的自动排水方法，其特征在于，该排水方法按以下步骤进行：
1）根据盐岩路基所在区域的水文地质特征与盐岩路基的稳定性要求，选择代表性断面，进行取样勘察，并确定盐岩层厚度；
2）在确定盐岩层厚度的基础上，确定盐岩层中晶间卤水的水位位置，确定盐岩层下承压水的水位位置，并通过压力换算确定承压水位的降水深度；
3）在确定的排水点位置竖向钻孔，形成安装孔，该安装孔的深度穿透盐岩层（20）及该盐岩层下方的黏土隔水层（21），伸入承压水层（22）内，盐岩侵蚀空洞（23），然后，在该安装孔内安装自动排水装置（24）；
所述的自动排水装置（24）包括控制器（15）和竖直设置的筒形的外置套管（1），外置套管（1）上端口安装有法兰（11），法兰（11）内孔中套装有筒形的内置基管（2），内置基管（2）的上端伸出法兰（11）外，内置基管（2）上端套装有纵截面为U形的保护头（12），保护头（12）的一个口套在内置基管（2）上，保护头（12）的另一个口为自由口；内置基管（2）底端安装有底阀（3），内置基管（2）内设有微型潜水泵（4），微型潜水泵（4）的进水口与底阀（3）的出水管连通，微型潜水泵（4）的出水口与排水管（10）的下端连通，排水管（10）的上端依次穿过内置基管（2）和保护头（12），从保护头（12）的自由口伸出；内置基管（2）内设有上置水位探头（8）和下置水位探头（5），上置水位探头（8）位于下置水位探头（5）上方；控制器（15）与电源电连接；控制器（15）分别与微型潜水泵（4）、下置水位探头（5）和上置水位探头（8）相连；
或者，所述的自动排水装置（24）包括控制器（15）和竖直设置的筒形的外置套管（1），外置套管（1）的顶端安装有悬挂连接器（19），外置套管（1）内设有筒形的内置基管（2），内置基管（2）下端安装有底阀（3），内置基管（2）顶部安装有悬挂绳连接头（17），悬挂绳连接头（17）通过悬挂绳（18）与悬挂连接器（19）连接；内置基管（2）内设有微型潜水泵（4），微型潜水泵（4）的进水口与底阀（3）的出液口连通，微型潜水泵（4）的出水口与排水管（10）的下端连通，排水管（10）的上端穿过内置基管（2），从内置基管（2）的顶端伸出，并从外置套管（1）的侧壁伸出外置套管（1）外；内置基管（2）内上、下设有下置水位探头（5）和上置水位探头（8），微型潜水泵（4）、下置水位探头（5）和上置水位探头（8）均与控制器（15）相连，控制器（15）与电源电连接；
4）当安装孔中卤水的水位到达上水位时，自动排水装置（24）将安装孔内的水排出，当安装孔内的水位降至下水位时，自动排水装置（24）停止排水。
2.如权利要求1所述的盐湖路基维养中的自动排水方法，其特征在于，所述的电源采用光伏板（14）。
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