CN207633321U - 滤管和配置该滤管的超软土固化装置 - Google Patents

Abstract

本申请提出了一种滤管和配置这种滤管的超软土固化装置，其中滤管为TPU钢丝软管，其包括TPU塑料材质的管体以及呈螺旋形盘绕于所述管体中的钢丝。本申请这种超软土固化装置的滤管具有很高的环刚度，抽真空时一般无法将其抽扁，无需担心水平排水通道瘪扁的问题。

Description

滤管和配置该滤管的超软土固化装置

技术领域

本申请涉及岩土工程、港口工程中新近吹填超软土(如流塑状淤泥)的加固技术领域，尤其涉及一种滤管和配置该滤管的超软土固化装置。

背景技术

在岩土工程、港口工程中，新近吹填超软土(如流塑状淤泥)的常规地基处理方法是真空预压法。常规真空预压法基本原理是采用排水板形成竖向排水通道、滤管和砂垫层形成水平排水通道，利用射流泵形成负压，水在负压的作用下被排出土体之外，从而达到加固超软土的目的。常规真空预压法的优点是技术基本成熟，抽真空系统中的各类原材料、装置和设备均已经充分市场化，应用面已经比较广泛；缺点是常规真空预压法抽真空系统的各组成成分均出现一定的局限性：常规的排水板容易淤堵，抽真空一段时间弯曲后排水性能更差；常规的滤管虽然有一定的环刚度，但是在持续的真空压力作用下往往容易凹瘪，影响真空度的传递；常规的滤管与排水板的绑扎连接方式，导致了真空度的极大消耗和浪费；砂垫层作为一种资源(尤其是优质的中粗砂)，在沿海地区越来越难以获得，从海洋环保角度，也不允许继续开采海洋中粗砂资源；传统的射流泵的能量利用率仅为30％左右，极大的浪费了宝贵的电能。

图1为传统排水板的结构示意图，其包括板芯2和滤膜1，板芯呈多十字型结构，多十字型的凹口中供水流通过。传统排水板，排水板板芯与滤膜之间无任何粘结，滤膜完全是套在板芯之上。于是，在抽真空的作用下，滤膜会发生很大的变形，主要是拉伸变形，如图1。滤膜1在受到土体的挤压和板芯处的负压的双重作用下，发生严重的变形和弯曲，弯曲后的滤膜将板芯的排水通道基本全部堵死，滤膜外面则是淤泥，排水板的通水效率大大下降。

图2为传统滤管的结构示意图。传统滤管一般由PPR塑料软管11制作，外观类似于波纹管，并在PPR塑料软管11管壁上钻有小孔11a，以便水流通过，同时，在还在管外壁包裹一层透水滤膜13，阻止土颗粒通过，起到滤水的作用。这种传统的滤管有一定的环刚度，一般也经过专业的检测，但是，在工程实际中，因为真空预压的工作时间较长，在长时间的抽真空压力作用，外加太阳紫外线等老化作用下，滤管的环刚度发生大幅度的下降，因而经常在工地发现滤管发生瘪扁的现象。滤管瘪扁后，排水通道的直径减小，排水量减小，真空度的传递通道变窄，真空度在水平方向的传递受阻，继而导致真空度在垂直方向上的传递受阻，真空预压的效果明显降低，能量利用率减小。

图3为传统技术中排水板与滤管的连接结构示意图，二者为绑扎连接。图3中，排水板A的上端插入淤泥中，下端与滤管B通过扎带12进行绑扎连接，排水板的下端一般会缠绕在滤管之上，戳眼用扎带12进行固定，固定后包裹一块方形无纺布，后用扎带进行包扎。真空度通过滤管，经过绑扎连接处的接触面传递到排水板中，由排水板的下端传递到上端，然后传递到土体中。整个系统中的绑扎连接部位，因真空预压的负压作用，经常出现淤泥堵塞现象，一旦滤管瘪扁变形，整个连接部位的真空度传递效果非常差。

因此，基于传统的真空预压法的诸多局限性，结合现有的各类改进措施，在新近吹填超软土(如流塑状淤泥)固化领域急需要找出一种价格相对低廉、能量利用率高、无需砂垫层、固化效果好且适于大规模推广的装置系统。

发明内容

本申请目的是：针对现有技术的不足，提出一种新型结构的滤管和配置该滤管的超软土固化装置，这种超软土固化装置的滤管具有很高的环刚度，抽真空时难以将其抽扁，无需担心水平排水通道瘪扁的问题。

本申请的技术方案是：

一种滤管，所述滤管为TPU钢丝软管，其包括TPU塑料材质的管体以及呈螺旋形盘绕于所述管体中的钢丝。

一种超软土固化装置，包括：

排水板，

与所述排水板相连的滤管，以及

与所述滤管相连的抽真空设备；

所述滤管采用上述结构形式。

本申请这种超软土固化装置在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：

所述滤管与所述排水板通过多通接头相连，所述多通接头包括与所述排水板密封插接的排水板接头以及与所述滤管密封插接的滤管接头，所述排水板接头和所述滤管接头相互连通。

所述多通接头为二通接头。

所述多通接头为三通接头。

所述多通接头为四通接头。

所述多通接头为PE材质。

所述排水板与所述排水板接头的插接面设有密封圈，所述滤管与所述滤管接头的插接面设有密封圈。

本申请具有以下有益效果：

1、滤管采用TPU钢丝软管结构，由于有钢丝的支撑，该滤管的环刚度与传统滤管相比，高了好几个等级，抽真空时一般无法将其抽扁，因此，完全没有必要担心水平排水通道瘪扁的问题。

2、将传统排水板更改为新型结构的高性能排水板，其将排水板的板芯和滤膜以热熔方式固定连接在一起。在土体挤压和负压的作用下，滤膜和板芯始终连接在一起而不会脱离，排水通道一直处于撑开状态，供土体中的自由水逐步渗透到板芯的孔隙中，通过抽真空排出土体。

3、滤管与排水板借助多通接头相连接，多通接头的结构与排水板和滤管配套插接，而且插接处能够严实合缝，避免了真空度的损失，因而整个真空度系统能够最大限度地利用负压抽真空，极大地增强了土体内真空度的传递效果和深度，加强了对土体的处理效果。

4、负压抽真空设备采用布置在一集装箱泵房内的多台水环真空泵，由泵房内的多台水环真空泵集中提供真空度，单套设备处理面积大，节能，安全。而传统射流泵的工作需要循环水，工人需要逐台泵进行循环水的添加，工作量巨大，经常发生循环水流失，烧泵的情形，采用水环真空泵房集中提供真空度后，该台设备能处理面积2万～4万㎡，相当于20～40台射流泵同时工作的工作效率，能量节省约70％以上，而且工人维修相对方便，只要看好泵房即可，场地内只要看看有无漏气的管路即可，场地内基本无电线，减小了漏电的概率，安全性增大。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步介绍：

图1为传统排水板的结构示意图；

图2为传统滤管的结构示意图；

图3为传统排水板和滤管的连接结构示意图；

图4为本申请实施例中排水板的结构示意图；

图5为本申请实施例中滤管的结构示意图；

图6为本申请实施例中排水板和滤管的连接结构示意图；

图7为本申请实施例中抽真空设备的结构示意图，图中箭头表示真空度传递方向。

其中：1-滤膜，2-板芯，3-排水通道，4-管体，5-多通接头，6-水环真空泵，7-水汽分离罐，8-主管，9-支管，10-集装箱，11-PPR塑料软管，11a-小孔，12-扎带，13-透水滤膜，14-钢丝，A-排水板，B-滤管。

具体实施方式

图4至图7示出了本申请这种超软土固化装置的一个具体实施例，与传统软土固化装置相同的是，本实施例这种软土固化装置也包括：排水板，与排水板相连的滤管，与滤管相连的抽真空设备。

本实施例的关键改进在于，上述的排水板、滤管和抽真空设备均采用了新型的结构形式，而且对排水板和滤管连接方式也进行了改进。具体如下：

首先，本实施例中的排水管也包括板芯2、滤膜1以及形成于板芯和滤膜之间的排水通道3，板芯2为多十字形结构。该排水管的主要改进在于，板芯2和滤膜1以热熔方式固定连接在一起，不再同传统技术那样相互脱离。

这样，在土体挤压和负压的作用下，滤膜1和板芯2不会脱离，滤膜1始终将排水通道3撑开，供土体中的自由水逐步渗透到板芯2的孔隙中，通过抽真空排出土体。

并且，该排水板的滤膜1的设计可根据土体的颗粒分析结果进行调整，如果土体的颗粒分析结果显示，黏粒含量特别高，土颗粒特别细小，极容易堵塞滤膜1的孔隙，则将滤膜1的孔径略调大，让一部分的黏粒随抽真空排出土体，达到了既排水又不堵塞的目的；如果土体的颗粒分析结果显示，砂粒含量较高，黏粒含量较少，则可以将滤膜1的孔隙调小，因黏粒含量小，即使孔径很小，堵塞的情况也非常少。

其次，本实施例中的滤管不再采用传统的开孔PPR塑料软管结构，而是TPU钢丝软管，该TPU钢丝软管包括TPU塑料材质的管体4以及呈螺旋形盘绕于所述管体4中的钢丝14。由于有钢丝14的支撑，这种钢丝软管的环刚度与传统滤管相比，高了好几个等级，抽真空作用一般无法将其抽扁，因此，完全没有必要担心水平排水通道瘪扁的问题。而且这种结构的滤管无需设置砂垫层便可形成水平排水通道。

再者，本实施例中滤管与排水板不再采用传统的捆扎连接方式，而是借助多通接头5相连接的。所述多通接头5包括至少一个排水板接头和至少一个滤管接头，排水板接头和滤管接头相互连通，其中排水板接头与排水板密封插接，滤管接头与滤管密封插接。排水板接头具有与排水板形状相适配的扁形插槽，滤管接头具有与滤管形状相适配的圆形插槽。排水板刚好密封插入排水板接头的扁形插槽内，滤管刚好密封插入排水板接头的圆形插槽内。

为了增强多通接头5与排水板和滤管间的插接密封度，可以在排水板接头和排水板插接配合面以及滤管接头和滤管插接配合面设置密封圈。

工作时，真空度通过滤管传递到多通接头中，再通过多通接头传递到新型排水板中，而后传递到土体中。该多通接头为PE材质，其结构与排水板和滤管配套，能够严实合缝，避免了真空度的损失，因而整个真空度系统能够最大限度地利用负压抽真空，极大地增强了土体内真空度的传递效果和深度，加强了对土体的处理效果。

上述多通接头5可以是二通接头、三通接头或四通接头，本实施例具体为四通接头，其具有两个排水板接头和两个滤管接头。

此外，本实施例的抽真空设备不再采用传统的射流泵结构，而是由：水环真空泵6、水汽分离罐7、连接水环真空泵和水汽分离罐的主管8、连接水汽分离罐和滤管的支管9构成。水环真空泵6设置有多台，且均为大功率泵，这些水环真空泵6统一布置在一集装箱10内，集装箱10相当于一泵房内。支管9也设置有许多根，以分别连接场地内的各根滤管。

工作时，水环真空泵6通电运行提供真空度，真空度由主管8传递到场地中的水汽分离罐7中，进行压力的分配，真空度的分配通过支管9分配到场地内的各个滤管的主管中，然后真空度通过滤管的主管向支管传递，再向排水板传递，最后到达土体中。在负压的作用下，自由水通过支管9被抽到水汽分离罐7中，水汽分离罐7的内部安装有小型的潜水泵，当水汽分离罐7中的水位到达一定高度后，水位报警器提示潜水泵工作，将水汽分离罐7中的水排出罐外。本实施例由泵房内的多台水环真空泵集中提供真空度，与传统的射流泵相比，优点是单套设备处理面积大，节能，安全：单台传统射流泵只能处理约1000～1500㎡的面积，则2万㎡面积需要布置12～20台的射流泵，且射流泵的工作需要循环水，工人需要逐台泵进行循环水的添加，工作量巨大，经常发生循环水流失，烧泵的情形，采用水环真空泵房集中提供真空度后，该台真空设备能处理面积2万～4万㎡，相当于20～40台射流泵同时工作的工作效率，能量节省约70％以上，而且工人维修相对方便，只要看好泵房即可，场地内只要看看有无漏气的管路即可，场地内基本无电线，减小了漏电的概率，安全性增大。通过实验证明，水环真空泵房集中提供真空度的设备与传统射流泵相比具有极大的优越性，非常适用于大面积真空预压超软土加固。

当然，上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种滤管，其特征在于，所述滤管为TPU钢丝软管，其包括TPU塑料材质的管体(4)以及呈螺旋形盘绕于所述管体(4)中的钢丝(14)。

2.一种超软土固化装置，包括：

排水板，

与所述排水板相连的滤管，以及

与所述滤管相连的抽真空设备；

其特征在于，所述滤管采用如权利要求1所述滤管的结构。

3.根据权利要求2所述的超软土固化装置，其特征在于，所述滤管与所述排水板通过多通接头(5)相连，所述多通接头(5)包括与所述排水板密封插接的排水板接头以及与所述滤管密封插接的滤管接头，所述排水板接头和所述滤管接头相互连通。

4.根据权利要求3所述的超软土固化装置，其特征在于，所述多通接头(5)为二通接头。

5.根据权利要求3所述的超软土固化装置，其特征在于，所述多通接头(5)为三通接头。

6.根据权利要求3所述的超软土固化装置，其特征在于，所述多通接头(5)为四通接头。

7.根据权利要求3所述的超软土固化装置，其特征在于，所述多通接头(5)为PE材质。

8.根据权利要求3所述的超软土固化装置，其特征在于，所述排水板与所述排水板接头的插接面设有密封圈，所述滤管与所述滤管接头的插接面设有密封圈。