[发明专利]一种快速降低填筑土体孔隙水压的装置和方法

说明书

本发明公开了一种快速降低填筑土体孔隙水压的装置和方法。一种快速降低填筑土体孔隙水压的装置，包括：间隔安装在填筑土体内的具有进风腔和排风腔和多根孔隙水消散线管；安装在地面上并与每根孔隙水消散线管的进风腔、排风腔分别连通的地面进风管路和地面排风管路；分别连接地面排风管路、地面进风管路的真空泵和压力空气泵。其中，压力空气泵与真空泵循环交替工作，用于对安装有孔隙水消散线管的填筑土体交替施加负压和压力通风，加速孔隙水的排出。本发明可以快速孔隙水压力，提升填筑土体的稳定安全系数。

技术领域

本发明涉及粘性坝体或土体填筑技术领域，尤其涉及一种快速降低填筑土体孔隙水压的装置和方法。

背景技术

在水利水电等工程领域，粘性坝体或土体填筑是常见的的一种工程应用，但坝体或土体填筑过程中，粘性土体内孔隙水压力消散根据土体物理特性，消散的时间从几个月到几年甚至更长不等。因而在粘性土体填筑施工过程中，可能会产生较高孔隙水压力的情况，而高孔隙水压力的存在，往往会导致心墙中有效应力的降低，从而影响坝体尤其是高粘土心墙坝或高填筑体的稳定安全，进而不得不出现放慢填筑速度或长时间停工来保证后续施工的稳定安全。比如笔者经历的热带雨林的一个50米高的当地页岩材料心墙土石坝，由于心墙施工完工前后心墙部位存在较高孔隙水压，按规范要求不得不停工等半年后才实施坝顶心墙内的防渗墙工程，给施工带来很大的困扰。

国内外多次出现的尾矿坝垮塌的一个很重要的原因之一就是堆筑较高的尾矿坝体内存在较高孔隙水压力，没有得到及时消散，进而引起严重的稳定安全问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的问题，提供一种快速降低填筑土体孔隙水压的装置，为填筑土体的后续施工提供安全稳定的条件。

本发明的另一目的是提供一种快速降低填筑土体孔隙水压的方法。

为了实现本发明的第一目的，提供以下技术方案：

一种快速降低填筑土体孔隙水压的装置，包括：间隔安装在填筑土体内的多根孔隙水消散线管，其具有底部相通的进风腔和排风腔，且所述排风腔与填筑土体相通；安装在地面上并与每根孔隙水消散线管的进风腔连通的地面进风管路；安装在地面上并与每根孔隙水消散线管的排风腔连通的地面排风管路；连接所述地面排风管路的真空泵；连接所述地面进风管路并与所述真空泵循环工作的压力空气泵；其中，真空泵工作时，与其相连通的地面排风管路和排风腔内依次形成负压，在负压的作用下使位于每根孔隙水消散线管周围的孔隙水向孔隙水消散线管内集聚；压力空气泵工作时，其产生的压力空气经由地面进风管路依次进入每根孔隙水消散线管的进风腔和排风腔后，携带其内集聚的孔隙水经地面排风管路排出。

优选的，多根所述孔隙水消散线管在填筑土体内呈正三角布置。

优选的，每根所述孔隙水消散线管具有两个排风腔，一个进风腔，且三个腔体的底部相互打通；每个排风腔通过在其管壁上钻设透气透水的花孔与填筑土体相通。

优选的，每根所述孔隙水消散线管垂直安装在填筑土体内，且每根孔隙水消散线管与表面填筑土体接触的上部缠绕密封带，与表面填筑土体形成密封。

优选的，每根孔隙水消散线管在缠绕密封带的以下部位包裹透水透气的土工布。

优选的，所述地面进风管路包括：数根地面进风支管，在安装多根孔隙水消散线管的填筑土体的上方地面上平行设置，且每根地面进风支管与位于同一直线上的若干根孔隙水消散线管的进风腔连通；地面进风主管，安装在填筑土体以外的地面上，其与所有地面进风支管连通；所述地面排风管路包括：数根地面排风支管，在安装多根孔隙水消散线管的填筑土体的上方地面上平行设置，且每根地面排风支管与位于同一直线上的若干根孔隙水消散线管的排风腔连通；地面排风主管，安装在填筑土体以外的地面上，其与所有地面排风支管连通。

优选的，所述地面进风主管、地面排风主管通过气阀开关组分别连接所述压力空气泵和所述真空泵。