CN114482008A - 一种排水带电渗防堵的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种排水带电渗防堵的装置和方法，该装置包括排水带、金属丝I和II、金属板I和II；所述两根金属丝固定在排水带的两端；所述两块金属板分别插在排水带两侧的土中；通过在金属丝和金属板上分别布置直流电极，进行电渗作用，将土中黏土细小颗粒从排水带附近迁移到金属板周围，改变排水带周围地层中黏土细小颗粒的含量和分布，增大排水带周围地层的渗透系数，有效解决因地层排水固结造成排水带周围聚集细小颗粒，造成排水带堵塞和土层渗透系数下降的问题，加快地层排水的速度，可大大缩短工期，降低排水带的更换期限，另外金属板可循环使用，降低了施工成本；为地层固结防止排水带堵塞和增大地层排水效率提供了一种高效环保的方法。
Description
技术领域
本发明属于软土地层排水固结的排水带技术领域，特别涉及一种排水带电渗防堵的装置和方法。
背景技术
河湖清淤、航道建设、吹填土工程、软土地层上新建高层建筑，涉及到大量的疏浚淤泥或软土地层，这些软土地层含水率高、黏土细小颗粒含量高，采用真空预压排水固结或堆载固结，结合竖向排水带，可以进行地层的排水固结。目前遇到的问题是，随着排水过程的推进，排水带逐渐被其周围的黏土细小颗粒包裹，最终导致排水带堵塞，造成排水带失效，严重影响地层排水的固结效率；如果重复施打排水带，又会造成工程成本增加，同时排水带埋于地下，很难判别排水带的堵塞情况，这就给软土地层排水固结施工造成了极大的困难。
检索发现，申请号为CN200920076946.0《吹填流泥地基的连体真空预压快速处理系统》将竖向排水板形成多个并排的“V”型、“T”型或“U”型形状排列于地层中，但未解决排水通道堵塞的问题；申请号为201310196197.6《流态疏浚淤泥防堵可控负压快速固结系统》通过控制排水板滤膜的规格和结构，借助负压调控，实现防堵，但只是从排水板自身进行防堵改进。
综上所述，现有技术存在以下缺点：未从地层内部黏土细小颗粒的含量和分布着手进行排水带堵塞的预防处理，无法从根本上解决排水带周围细小颗粒聚集，造成排水带堵塞和周围地层渗透系数下降的问题。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术存在的不足和缺陷，提供了一种排水带电渗防堵的装置和方法，从地层内部黏土细小颗粒的含量和分布着手进行排水带堵塞的预防处理，有效解决排水带周围细小颗粒聚集，造成排水带堵塞和周围地层渗透系数下降的问题。
一种排水带电渗防堵的装置，包括排水带1、金属丝I2、金属丝II3、金属板I4、金属板II5；
所述金属丝I2用胶水固定在排水带1的一端，金属丝II3固定在排水带1的另一端；金属丝I2和金属丝II3的直径为0.5mm到1mm；
所述金属板I4、金属板II5分别插入土中，插在排水带1的两侧，距排水带5cm到10cm；
所述金属板I4和金属板II5比排水带1宽10cm到15cm。
一种排水带电渗防堵的方法，采用上述的一种排水带电渗防堵的装置连接，具体步骤如下：
①将金属丝I2固定在排水带1的一端，金属丝II3固定在排水带1的另一端；
②用插板机将排水带1插入土中；
③在距离排水带两侧5cm到10cm的土中分别对称插入金属板I4、金属板II5，金属板下端位置与排水带深度一致；
④将金属板I4、金属板II5分别与直流电源正极连接，固定在排水带1两端的金属丝I2、金属丝II3与直流电源负极连接，通电以后，进行电渗1至2小时；
⑤电渗结束后，将金属板I2和金属板II3拔出，再插入到下一个排水带的两侧，进行步骤④的操作；
⑥循环上面的步骤，直至将所有的排水带都进行了电渗排水；
⑦在土层表面铺设砂土层和水平排水管，在上部堆载和抽真空的联合作用下，将土中水通过排水带排到上层的砂土层和水平排水管中，最终汇入指定区域。
进一步地，通过对金属板I4和金属板II5通正电，对金属丝I2、金属丝II3通负电，进行电渗，使得排水带1周围土层中的黏土细小颗粒迁移至电源正极相连的金属板I4和金属板II5附近，降低了排水带附近的黏土细小颗粒的含量和分布，增大了排水带附近土层的渗透系数，有效避免了在后续联合加载下排水过程中黏土细小颗粒迁移至排水带附近，造成土层渗透系数下降和排水带堵塞的情况。
进一步地，经过电渗1至2小时，土层中的水会流向与电源负极相连的金属丝I2、金属丝II3附近，即流向排水带1附近，对土层进行了局部预排水。
有益效果
本发明提供了一种排水带电渗防堵的装置和方法，该装置包括排水带1、金属丝I2和金属丝II3、金属板I4和金属板II5；所述两根金属丝I和II固定在排水带的两端；所述两块金属板I和II分别插在排水带1两侧的土中；通过在金属丝I和II和金属板I和II上分别布置直流电极，进行电渗作用，将土中黏土细小颗粒从排水带附近迁移到金属板周围，改变排水带周围地层中黏土细小颗粒的含量和分布，增大排水带周围地层的渗透系数，有效解决因地层排水固结造成排水带周围聚集细小颗粒，造成排水带堵塞和土层渗透系数下降的问题，加快地层排水的速度，可大大缩短工期，降低排水带的更换期限，另外金属板可循环使用，降低了施工成本；为地层固结防止排水带堵塞和增大地层排水效率提供了一种高效环保的方法。
本发明的优点如下：
1)通过电渗作用对排水带周围地层进行预处理，将土中黏土细小颗粒从排水带附近迁移到金属板周围，改变排水带周围地层中黏土细小颗粒的含量和分布；
2)排水带周围地层中黏土细小颗粒的含量下降，分布范围向周围扩展，造成地层中的影响地层渗透系数的细小颗粒大大降低，从而增大排水带周围地层的渗透系数，提高地层排水固结的速度，大大缩短工期；
3)改变排水带周围地层中黏土细小颗粒的含量和分布的处理方法基本上是不可逆的，在后期的排水固结过程中，黏土细小颗粒不会因为普通的渗流作用再次回到排水带周围，有效避免排水带周围聚集细小颗粒，造成排水带被堵塞现象的发生，从根本上解决排水带堵塞失效和地层渗透系数下降的问题，可以有效降低排水带的更换需求；
4)电渗的过程也是对地层进行局部预排水的过程，中间没有任何的能量浪费；
5)采用的金属板可循环使用，大大降低了施工成本。
附图说明
图1为本发明所述装置的剖视图；
图2为本发明所述装置的俯视图；
标号说明：排水带1，金属丝I2，金属丝II3，金属板I4，金属板II5。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
如图1和图2所示，一种排水带电渗防堵的装置，包括排水带1、金属丝I2、金属丝II3、金属板I4、金属板II5；
所述金属丝I2用胶水固定在排水带1的一端，金属丝II3固定在排水带1的另一端；金属丝I2和金属丝II3的直径为0.5mm到1mm；
所述金属板I4、金属板II5分别插入土中，插在排水带1的两侧，距排水带5cm到10cm；
所述金属板I4和金属板II5比排水带1宽10cm到15cm。
一种排水带电渗防堵的方法，采用上述的一种排水带电渗防堵的装置连接，具体步骤如下：
①将金属丝I2固定在排水带1的一端，金属丝II3固定在排水带1的另一端；
②用插板机将排水带1插入土中；
③在距离排水带两侧5cm到10cm的土中分别对称插入金属板I4、金属板II5，金属板下端位置与排水带深度一致；
④将金属板I4、金属板II5分别与直流电源正极连接，固定在排水带1两端的金属丝I2、金属丝II3与直流电源负极连接，通电以后，进行电渗1至2小时；
⑤电渗结束后，将金属板I2和金属板II3拔出，再插入到下一个排水带的两侧，进行步骤的操作；
⑥循环上面的步骤，直至将所有的排水带都进行了电渗排水；
⑦在土层表面铺设砂土层和水平排水管，在上部堆载和抽真空的联合作用下，将土中水通过排水带排到上层的砂土层和水平排水管中，最终汇入指定区域。
以上所述仅是本发明技术的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种排水带电渗防堵的装置，其特征在于，包括排水带(1)、金属丝I(2)、金属丝II(3)、金属板I(4)、金属板II(5)；
所述金属丝I(2)用胶水固定在排水带(1)的一端，金属丝II(3)固定在排水带(1)的另一端；金属丝I(2)和金属丝II(3)的直径为0.5mm到1mm；
所述金属板I(4)、金属板II(5)分别插入土中，插在排水带(1)的两侧，距排水带(1)5cm到10cm；
所述金属板I(4)和金属板II(5)比排水带(1)宽10cm到15cm。
2.一种排水带电渗防堵的方法，其特征在于，采用权利要求1所述的一种排水带电渗防堵的装置连接，具体步骤如下：
①将金属丝I(2)固定在排水带(1)的一端，金属丝II(3)固定在排水带(1)的另一端；
②用插板机将排水带(1)插入土中；
③在距离排水带两侧5cm到10cm的土中分别对称插入金属板I(4)、金属板II(5)，金属板下端位置与排水带深度一致；
④将金属板I(4)、金属板II(5)分别与直流电源正极连接，固定在排水带(1)两端的金属丝I(2)、金属丝II(3)与直流电源负极连接，通电以后，进行电渗1至2小时；
⑤电渗结束后，将金属板I(2)和金属板II(3)拔出，再插入到下一个排水带的两侧，进行步骤④的操作；
⑥循环上面的步骤，直至将所有的排水带都进行了电渗排水；
⑦在土层表面铺设砂土层和水平排水管，在上部堆载和抽真空的联合作用下，将土中水通过排水带排到上层的砂土层和水平排水管中，最终汇入指定区域。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过对金属板I(4)和金属板II(5)通正电，对金属丝I(2)、金属丝II(3)通负电，进行电渗，使得排水带(1)周围土层中的黏土细小颗粒迁移至电源正极相连的金属板I(4)和金属板II(5)附近，降低了排水带附近的黏土细小颗粒的含量和分布，增大了排水带附近土层的渗透系数，有效避免了在后续联合加载下排水过程中黏土细小颗粒迁移至排水带附近，造成土层渗透系数下降和排水带堵塞的情况。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，经过电渗1至2小时，土层中的水会流向与电源负极相连的金属丝I(2)、金属丝II(3)附近，即流向排水带(1)附近，对土层进行了局部预排水。
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