專利名稱：在軟土地基上快速搭建應急通行通道的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種淤泥質(zhì)軟土地區(qū)公路交通應急通行處治技術(shù)，尤其涉及一種在軟土地基上快速搭建應急通行通道的方法。
背景技術(shù)：
近年來，我國公路建設規(guī)模日益擴大，難度不斷提高，公路建設對軟土地基處治也提出了更高要求。地基中常見的軟土，一般是指處于軟塑或者流塑狀態(tài)下的粘性土，其特點是天然含水量大、孔隙比大、壓縮系數(shù)高、強度低，工程特性較差。在軟土地基上修筑路堤，如不采取有效的加固處理，將會在工后產(chǎn)生不同程度的坍滑或沉陷等病害，現(xiàn)有技術(shù)中，對軟土地基進行治理的方法多種多樣，且治理效果較好，屬于永久處理；
現(xiàn)有的治理技術(shù)中存在的共同問題是治理工期較長，需要大型工程設備支持；我國是地質(zhì)災害多發(fā)地區(qū)，在搶險救災中，時間就是生命，空中運載物資的運力有限，大型的工 程設備和大量救援物資需要依靠地面車輛來運送，如果能夠及時將設備和物資運送至災區(qū)，則可以挽救更多的生命；
我國國土廣大、地形復雜，軟土地基區(qū)域較多，如遇需在軟土地基區(qū)域應急通行的情況，現(xiàn)有技術(shù)不可能在短時間內(nèi)完成對軟土地基區(qū)域的永久處理，從而使通行時間受到延誤或阻滯，影響通行效率。
發(fā)明內(nèi)容
針對背景技術(shù)中的問題，本發(fā)明提出了一種在軟土地基上快速搭建應急通行通道的方法，該方法包括如下步驟I)對軟土地基區(qū)域進行實地勘測，確定需要搭建應急通行通道的位置并規(guī)劃出應急通行通道的路徑；
2)沿規(guī)劃出的路徑均勻鋪設多根注氮管所述注氮管為柱狀的剛性結(jié)構(gòu)體，注氮管中部設置有沿注氮管軸向延伸的內(nèi)孔，內(nèi)孔下端封閉，內(nèi)孔上端與氮氣充注裝置連通；注氮管中部的管壁上設置有多個貫穿管壁的通孔；將注氮管垂向地設置在規(guī)劃出的路徑上，多根注氮管均勻分布，且注氮管上的通孔全部沒入軟土地基的土體內(nèi)；
3)啟動氮氣充注裝置，向注氮管內(nèi)充入高壓、液態(tài)氮氣，液態(tài)氮氣通過通孔滲透到注氮管周圍的軟土土體內(nèi)；
4)經(jīng)過一定時間后，注氮管周圍的軟土土體在液態(tài)氮氣的作用下快速冷凍固結(jié)一方面，液態(tài)氮氣將注氮管周圍的軟土土體凍結(jié)為剛性結(jié)構(gòu)體，另一方面，液態(tài)氮氣將注氮管和注氮管周圍的軟土土體凍結(jié)為一體，注氮管和注氮管周圍的軟土土體即形成具有高承載力的凍土樁；
5)關(guān)閉并拆除氮氣充注裝置，采用密封手段將內(nèi)孔上端封閉；
6)在相鄰兩根注氮管之間設置承載梁，承載梁兩端分別與兩根注氮管的上端固定連接，然后在承載梁上鋪設承載板，應急通行通道搭建完成。采用前述方案后，當遇到需要在軟土地基區(qū)域進行應急通行的情況時，即可在短時間內(nèi)，在軟土地基區(qū)域快速開辟出一條臨時應急通道，大幅提高通行效率，同時，本發(fā)明還具備成本低廉、施工簡單的優(yōu)點，注氮管、承載梁和承載板均可人工設置，無需大型設備支持，利于野外作業(yè)?；谇笆龅姆桨?，本發(fā)明還提出了如下的鋪設注氮管的優(yōu)選方案所述多根注氮管按梅花樁形式鋪設于規(guī)劃出的路徑上。按梅花樁形式鋪設結(jié)構(gòu)體是土木工程中的常用手段，將其結(jié)合到本發(fā)明，可有效提高注氮管和注氮管周圍的固結(jié)軟土土體的承載力。另外，本發(fā)明還提出了如下的優(yōu)選注氮管間隔參數(shù)相鄰兩根注氮管之間間隔30cmo進一步地，所述注氮管直徑為fllcm。進一步地，為了便于鋪設注氮管，本發(fā)明還將注氮管下端設置為錐形結(jié)構(gòu)，使其更容易插入軟土土體內(nèi)。 本發(fā)明的有益技術(shù)效果是適合于野外軟土地基區(qū)域的應急通行，施工時間短，施工簡單、成本低廉，可供大型車輛應急通行。
圖I、凍土樁分布示意 圖2、凍土樁分布斷面示意 圖3、注氮管結(jié)構(gòu)示意 圖4、下端為錐形的注氮管結(jié)構(gòu)示意 圖5、本發(fā)明的應急通行通道斷面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式一種在軟土地基上快速搭建應急通行通道的方法，該方法包括如下步驟1)對軟土地基區(qū)域進行實地勘測，確定需要搭建應急通行通道的位置并規(guī)劃出應急通行通道的路徑;
2)沿規(guī)劃出的路徑均勻鋪設多根注氮管所述注氮管為柱狀的剛性結(jié)構(gòu)體，注氮管中部設置有沿注氮管軸向延伸的內(nèi)孔1，內(nèi)孔I下端封閉，內(nèi)孔I上端與氮氣充注裝置連通；注氮管中部的管壁上設置有多個貫穿管壁的通孔3;將注氮管垂向地設置在規(guī)劃出的路徑上，多根注氮管均勻分布，且注氮管上的通孔3全部沒入軟土地基的土體內(nèi)；
3)啟動氮氣充注裝置，向注氮管內(nèi)充入高壓、液態(tài)氮氣，液態(tài)氮氣通過通孔3滲透到注氮管周圍的軟土土體內(nèi)；
4)經(jīng)過一定時間后，注氮管周圍的軟土土體在液態(tài)氮氣的作用下快速冷凍固結(jié)一方面，液態(tài)氮氣將注氮管周圍的軟土土體凍結(jié)為剛性結(jié)構(gòu)體，另一方面，液態(tài)氮氣將注氮管和注氮管周圍的軟土土體凍結(jié)為一體，注氮管和注氮管周圍的軟土土體即形成具有高承載力的凍土樁；
5)關(guān)閉并拆除氮氣充注裝置，采用密封手段將內(nèi)孔I上端封閉；
6)在相鄰兩根注氮管之間設置承載梁，承載梁兩端分別與兩根注氮管的上端固定連接，然后在承載梁上鋪設承載板，應急通行通道搭建完成。進一步地，所述多根注氮管按梅花樁形式鋪設于規(guī)劃出的路徑上。
進一步地，相鄰兩根注氮管之間間隔30cm。進一步地，所述注氮管直徑為fllcm。進一步地，注氮管下端為錐形結(jié)構(gòu)。采用本發(fā)明的方法后，當需要在軟土地基區(qū)域臨時應急通行時，按本發(fā)明步驟在8小時內(nèi)就可搭建出一條應急通行通道，使大型車輛可高效、快速地通過軟土地基區(qū)域。值得說明的是，由于凍土樁周邊的土體溫度較高，凍土樁與凍土樁周邊的土體之間存在較大溫差，必然出現(xiàn)強烈的熱傳導過程，隨著時間延長，凍土樁從外向內(nèi)逐漸消融，應急通行通道的承載力會隨著凍土樁的消融逐漸降低，最終使應急通行通道瓦解，應急通行通道的維持時間一般在24 30小時左右，當應急通行通道瓦解后，注氮管、承載梁和承載板等器械即可拆除，清洗后備用。 經(jīng)過實驗驗證，直徑為15cm的單根凍土樁可提供30 50kN的承載力，寬度為4米、長度為4m的應急通行通道可供50 80噸的車輛通行。
權(quán)利要求
1.一種在軟土地基上快速搭建應急通行通道的方法，其特征在于該方法包括如下步驟1)對軟土地基區(qū)域進行實地勘測，確定需要搭建應急通行通道的位置并規(guī)劃出應急通行通道的路徑； 2)沿規(guī)劃出的路徑均勻鋪設多根注氮管所述注氮管為柱狀的剛性結(jié)構(gòu)體，注氮管中部設置有沿注氮管軸向延伸的內(nèi)孔(1)，內(nèi)孔(I)下端封閉，內(nèi)孔(I)上端與氮氣充注裝置連通；注氮管中部的管壁上設置有多個貫穿管壁的通孔(3);將注氮管垂向地設置在規(guī)劃出的路徑上，多根注氮管均勻分布，且注氮管上的通孔(3)全部沒入軟土地基的土體內(nèi)； 3)啟動氮氣充注裝置，向注氮管內(nèi)充入高壓、液態(tài)氮氣，液態(tài)氮氣通過通孔(3)滲透到注氮管周圍的軟土土體內(nèi)； 4)經(jīng)過一定時間后，注氮管周圍的軟土土體在液態(tài)氮氣的作用下快速冷凍固結(jié)一方面，液態(tài)氮氣將注氮管周圍的軟土土體凍結(jié)為剛性結(jié)構(gòu)體，另一方面，液態(tài)氮氣將注氮管和注氮管周圍的軟土土體凍結(jié)為一體，注氮管和注氮管周圍的軟土土體即形成具有高承載力的凍土樁； 5 )關(guān)閉并拆除氮氣充注裝置，采用密封手段將內(nèi)孔(I)上端封閉； 6)在相鄰兩根注氮管之間設置承載梁，承載梁兩端分別與兩根注氮管的上端固定連接，然后在承載梁上鋪設承載板，應急通行通道搭建完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的在軟土地基上快速搭建應急通行通道的方法，其特征在于所述多根注氮管按梅花樁形式鋪設于規(guī)劃出的路徑上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在軟土地基上快速搭建應急通行通道的方法，其特征在于相鄰兩根注氮管之間間隔30cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的在軟土地基上快速搭建應急通行通道的方法，其特征在于所述注氮管直徑為fllcm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的在軟土地基上快速搭建應急通行通道的方法，其特征在于注氮管下端為錐形結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在軟土地基上快速搭建應急通行通道的方法，該方法通過在軟土地基上埋設注氮管，并通過注氮管向土體中注入低溫、液態(tài)氮氣，使注氮管周圍的土體和注氮管凍結(jié)在一起形成具有高承載力的凍土樁，然后在凍土樁上鋪設承載梁和承載板，形成應急通行通道，供車輛臨時、應急通行；本發(fā)明的有益技術(shù)效果是適合于野外軟土地基區(qū)域的應急通行，施工時間短，施工簡單、成本低廉，可供大型車輛應急通行。
文檔編號E02D3/115GK102912788SQ20121045814
公開日2013年2月6日 申請日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月15日
發(fā)明者唐蘭, 陳洪凱 申請人:陳紹文, 高建國, 林輝進, 林少華, 廖日輝, 唐蘭, 陳洪凱