專利名稱：三錐頭壓力成槽板及注漿槽孔施工方法
技術領域：
本發明屬于水利、礦山、環保等基礎設施防滲加固技術領域，具體涉及土提、土壩、 尾礦壩、截污壩等防滲加固時使用的三錐頭壓力成槽板，本發明還涉及使用三錐頭壓力成槽板的注漿槽孔施工方法。
背景技術：
新中國成立以來，我國的水利、礦山、環保等基礎設施建設取得了舉世矚目的成就，對我國經濟發展和社會進步發揮了重要作用。在水利基礎設施建設方面，由于我國絕大多數水利設施興建于上世紀50至70年代，限于當時的經濟技術條件，不少水庫設計和施工質量“先天不足”。經過長期運行，年久失修，老化嚴重，病險問題十分突出。目前，我國已建成各類水庫達8. 7萬座，居世界首位。但約40%的小型水庫、25%的大中型水庫屬于病險水庫，對人民生命財產和社會穩定構成極大威脅。我國提防建設歷史悠久，但多數是經過歷年逐漸加高培厚形成的，提身填筑土多為不同時期就地取土，填筑質量多達不到設計要求，存在不同的安全隱患。在我國現有的4萬多座病險水庫中，90%以上為土石壩，而大部分的提防為土質提防。據初步測算，約50%以上的小型病險水庫需要進行防滲加固。在礦山基礎設施方面，尾礦壩作為礦山選礦生產的主要設施，它既是事故易發部位，也是隱伏巨大安全隱患的危險源。另外，尾礦庫中還含有各種有毒有害物質，并且是一種人造的具有高勢能的泥石流形成區，其安全運行直接關系到下游人民的生命財產安全和庫區周邊地區的生態環境。在我國礦山諸多尾礦庫中，目前處于正常運行的不足70%，有的行業超過40%的尾礦庫處于險、病、超期服務狀態，尾礦庫重大事故時有發生。而滲漏作為尾礦壩事故的主要原因之一，如何有效治理滲漏確保尾礦庫安全運行顯得十分迫切和重要。在環保基礎設施建設方面，據統計，目前我國現有的垃圾填埋場中，簡易填埋和準衛生填埋占95%以上。由于大多數填埋場未采用水平防滲措施，加上底部滲濾液排導系統不夠完善，從而導致大量滲濾液未經處理就直接進入了土壤、地下水中，對環境造成了嚴重污染。近幾年來，國家越來越重視垃圾填埋問題，不少省市建立了新型的垃圾填埋場。但是，現有的垃圾處理場的數量和規模還遠遠不能適應城市垃圾日益增長的要求，真正實現無害化處理的垃圾僅為2. 3%。如何防治滲濾液污染是垃圾城市填埋場必須首先考慮的一個主要問題。控制滲濾液污染一般是對垃圾填埋場截污壩進行防滲處理，而我國絕大多數填埋場的地理環境和地質條件很難滿足防滲要求。可見，滲漏是土質提壩、尾礦壩、截污壩等水利、礦山、環保基礎設施存在的普遍問題，防滲加固是這些基礎設施面臨的一項長期的、艱巨的任務。工程中常用的防滲技術有 混凝土防滲墻技術，水泥土攪拌樁技術，高壓噴射灌漿技術等。這些防滲加固技術已在國內得到了廣泛的應用，為我國大型水庫、尾礦庫、垃圾填埋場等基礎設施的除險及防滲加固發揮了重要作用，但也存在一些技術不足。在防滲墻體材料方面，現行的幾種防滲墻技術采用的是水泥類材料，構建的防滲體為剛性防滲體，與土體彈性模量差別較大，抗滲抗裂性能不足；在成墻機理方面，現行成墻類防滲技術成墻時材料與土體脫離，灌漿類難以形成完整連續墻體；在施工方式方面，現行的幾種防滲墻技術是通過開槽、攪拌、噴射和振動的施工方法在土體中形成防滲體，對提壩擾動破壞較大。水泥土攪拌樁技術存在攪拌的不均勻性、漿液上冒、受力不合理和樁身不連續等問題，以致樁身強度過低，施工質量可控性差、防滲效果不理想。而高壓噴射灌漿技術通過高壓裝置使漿液獲得巨大能量，易導致土體沖切破壞， 在漿液形成強度過程中極易導致整體強度不均勻。由此可見，工程中常用的這些防滲技術存在著對壩體擾動破壞較大、工期較長、造價較高、施工不便等缺點，特別是對于數量眾多的中小型提壩，現行的技術手段不僅受到經費的限制，而且由于設備體積龐大，進場困難， 這與當前我國提壩、尾礦壩、截污壩防滲加固的發展需求還很不適應。因此，加快防滲加固新材料、新技術、新裝備的研發是當前土提、土壩、尾礦壩、截污壩等水利、礦山、環保等基礎設施防滲加固亟待解決的重大科技問題。高聚物注漿技術是20世紀70年代發展起來的地基基礎快速加固技術。該技術通過向地基中注射高聚物材料，利用高聚物材料發生化學反應后體積迅速膨脹并固化的特性，達到加固地基、填充脫空或提升地板的目的。目前，高聚物注漿技術主要應用于工業與民用建筑的地基加固和道路維修。近年來，本發明人針對我國提壩除險加固的發展需求和目前提壩防滲技術存在的不足，致力于提壩防滲高聚物注漿技術的研發，并申請了“提壩防滲高聚物定向劈裂注漿方法(200910066334. 8)”、“高聚物帷幕注漿技術 (200910066335. 2)”等發明專利。“提壩防滲高聚物定向劈裂注漿方法”和“高聚物帷幕注漿技術”開創了構建薄片狀高聚物防滲體的新途徑，但形成的防滲體為搭接狀防滲體，難以保證形成連續的防滲體系。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種三錐頭壓力成槽板，本發明還提供使用這種三錐頭壓力成槽板的注漿槽孔施工方法，可在需要防滲加固的提壩及地基內形成連續的槽孔，通過向槽孔內注射雙組份膨脹性高聚物注漿材料，可形成連續、均勻、規則的超薄型高聚物防滲墻，從而達到提高提壩防滲性能的目的。為實現上述目的，本發明采用如下技術方案一種三錐頭壓力成槽板，包括中間鉆桿、左鉆桿和右鉆桿，左鉆桿和右鉆桿的形狀大小相同，左鉆桿與中間鉆桿通過左翼板相連，右鉆桿與中間鉆桿通過右翼板相連，左翼板和右翼板的形狀大小相同，中間鉆桿、左翼板、右翼板、左鉆桿和右鉆桿的中心線都在同一水平面上，中間鉆桿的下端為錐形頭，上端有連接頭，左鉆桿和右鉆桿的兩端均為錐形。左翼板和右翼板均為等邊梯形，其厚度為T=l(T30mm，梯形斜邊與底邊的夾角 α=60 70°。所述的中間鉆桿為圓柱形，左鉆桿和右鉆桿也為圓柱形，中間鉆桿直徑D為 4(T80mm，高H為80(Tl000mm，左鉆桿和右鉆桿直徑d為3(T40mm，高h為400 600讓。其整體寬度L=50(Tl200mm。使用所述的三錐頭壓力成槽板的注漿槽孔施工方法，由下述步驟組成
(1)布置注漿槽孔按照設計圖紙，沿防滲墻軸線依次布置注漿槽孔；
(2)施工單個注漿槽孔利用靜力壓入裝備，將三錐頭壓力成槽板壓入土體中至預定深度并拔出后，便形成單個注漿槽孔；(3)施工連續注漿槽孔將靜力壓入裝備沿壩軸線前移一個成槽板寬度的位置，將左鉆桿或者右鉆桿對準已壓制成型的注漿槽孔的外側圓形孔，再次壓入并拔出后，便形成連續的注漿槽孔。本發明具有以下優點
(1)成槽的連續性好。可在土體中構造連續的注漿槽孔，槽孔內注漿后可以形成連續、 均勻、規則的超薄型高聚物防滲墻；
(2)施工快捷。通過靜力壓入裝備將三錐頭壓力成槽板壓入壩體中，可迅速形成注漿槽
孔；
(3)對提壩擾動小。應用本發明，采用靜力壓入法，且實現無水施工，對提壩擾動小。綜上所述，本發明具有施工快捷、對提壩擾動小，能形成連續的超薄型注漿槽孔等特點，為超薄型高聚物防滲墻技術提供了配套裝備及施工工藝，并成功應用于多項水庫大壩和提防除險加固工程，顯示出巨大的經濟、社會效益和廣闊的發展應用前景。
圖1為三錐頭壓力成槽板的結構示意圖。圖2為圖1的俯視圖。圖3為注漿槽孔平面布置示意圖。圖4為注漿槽孔施工方法示意圖。
具體實施例方式如圖1及圖2所示，三錐頭壓力成槽板包括中間鉆桿3、左鉆桿5和右鉆桿1，中間鉆桿3為圓柱形，直徑D為4(T80mm，高H為80(Tl000mm，中間鉆桿的下端為錐形頭，上端有連接頭，可以連接到靜力壓入裝備上，左鉆桿5和右鉆桿1的形狀、大小相同，均為圓柱形， 左鉆桿和右鉆桿的兩端均為錐形，左鉆桿和右鉆桿直徑d為3(T40mm，高h為40(T600mm。 左鉆桿5與中間鉆3桿通過左翼板4相連，右鉆桿1與中間鉆桿3通過右翼板2相連，左翼板4和右翼板2的形狀大小相同，均為等邊梯形，是底端有刃口的等邊梯形鋼板，其厚度為T=l(T30mm，梯形斜邊與底邊即中間鉆桿的夾角α=6(Γ70°。中間鉆桿3、左翼板4、 右翼板2、左鉆桿5和右鉆桿1的中心線都在同一水平面上，三錐頭壓力成槽板整體寬度 L=500 1200mm。超薄型高聚物防滲墻注漿槽孔，是利用靜力壓入裝備將三錐頭壓力成槽板壓入壩體中并拔出后形成的。具體實施步驟為
(1)布置注漿槽孔
按照設計圖紙，沿防滲墻軸線依次布置注漿槽孔，如圖3所示。(2)施工單個注漿槽孔
利用靜力壓入裝備，將三錐頭壓力成槽板壓入土體中至預定深度并拔出后，便形成單個注漿槽孔；
(3)施工連續注漿槽孔
將靜力壓入裝備沿壩軸線前移一個成槽板寬度的位置，將三錐頭壓力成槽板的左鉆桿對準已壓制成型的注漿槽孔的外側圓形孔，也就是前次操作中由右鉆桿壓制成型的圓形孔，再次壓入并拔出后，便形成連續的注漿槽孔，如圖4所示。
權利要求
1.一種三錐頭壓力成槽板，其特征在于包括中間鉆桿、左鉆桿和右鉆桿，左鉆桿和右鉆桿的形狀大小相同，左鉆桿與中間鉆桿通過左翼板相連，右鉆桿與中間鉆桿通過右翼板相連，左翼板和右翼板的形狀大小相同，中間鉆桿、左翼板、右翼板、左鉆桿和右鉆桿的中心線都在同一水平面上，中間鉆桿的下端為錐形頭，上端有連接頭，左鉆桿和右鉆桿的兩端均為錐形。
2.如權利要求1所述的三錐頭壓力成槽板，其特征在于左翼板和右翼板均為等邊梯形，其厚度為T=l(T30mm，梯形斜邊與底邊的夾角α =60 70°。
3.如權利要求1所述的三錐頭壓力成槽板，其特征在于所述的中間鉆桿為圓柱形，左鉆桿和右鉆桿也為圓柱形，中間鉆桿直徑D為4(T80mm，高H為80(Tl000mm，左鉆桿和右鉆桿直徑d為3(T40mm，高h為400 600讓。
4.如權利要求1所述的三錐頭壓力成槽板，其特征在于其整體寬度L=50(Tl200mm。
5.使用如權利要求1、2、3或者4所述的三錐頭壓力成槽板的注漿槽孔施工方法，其特征在于由下述步驟組成(1)布置注漿槽孔按照設計圖紙，沿防滲墻軸線依次布置注漿槽孔；(2)施工單個注漿槽孔利用靜力壓入裝備，將三錐頭壓力成槽板壓入土體中至預定深度并拔出后，便形成單個注漿槽孔；(3)施工連續注漿槽孔將靜力壓入裝備沿壩軸線前移一個成槽板寬度的位置，將左鉆桿或者右鉆桿對準已壓制成型的注漿槽孔的外側圓形孔，再次壓入并拔出后，便形成連續的注漿槽孔。
全文摘要
本發明公開了一種三錐頭壓力成槽板，包括中間鉆桿、左鉆桿和右鉆桿，左鉆桿和右鉆桿的形狀大小相同，左鉆桿與中間鉆桿通過左翼板相連，右鉆桿與中間鉆桿通過右翼板相連，左翼板和右翼板的形狀大小相同，中間鉆桿、左翼板、右翼板、左鉆桿和右鉆桿的中心線都在同一水平面上，中間鉆桿的下端為錐形頭，上端有連接頭，左鉆桿和右鉆桿的兩端均為錐形。本發明還公開了使用這種三錐頭壓力成槽板的注漿槽孔施工方法。本發明可在土體中構造連續的注漿槽孔，槽孔內注漿后可以形成連續、均勻、規則的超薄型高聚物防滲墻；具有施工快捷、對堤壩擾動小，能形成連續的超薄型注漿槽孔等特點。
文檔編號E02B3/16GK102425199SQ20111028819
公開日2012年4月25日 申請日期2011年9月26日 優先權日2011年9月26日
發明者李強, 王復明, 王小亮, 石明生, 郝志 申請人:鄭州優特基礎工程維修有限公司