[发明专利]带膨胀换热器的地源热能锚杆及施工方法

权利要求书

1.带膨胀换热器的地源热能锚杆，包括杆体(1)，其特征是：所述杆体(1)的下方设有膨胀换热器(7)，杆体(1)内沿轴向并列设有进液管(5)和出液管(6)，进液管(5)和出液管(6)的顶端从杆体(1)的上部穿出，进液管(5)的出液口与所述膨胀换热器(7)相连，所述出液管(6)的进液口与所述膨胀换热器(7)相连，膨胀换热器(7)采用在向膨胀换热器(7)内注入7MPa以下流体时可向外膨胀展开折叠状态的材料制成，膨胀换热器(7)的外部包覆有水泥砂浆层(20)。

2.如权利要求1所述的带膨胀换热器的地源热能锚杆，其特征是：所述膨胀换热器(7)膨胀展开后呈圆球体或椭圆球体或圆柱体或三角形截面柱体或矩形截面柱体或六边形截面柱体或八边形截面柱体或顶端小、底端大的圆台形柱体或水滴形或多个串联的圆球体或多个串联的椭圆球体或多个串联的水滴形。

3.如权利要求2所述的带膨胀换热器的地源热能锚杆，其特征是：所述杆体(1)内沿轴向设有注浆管(2)和一根以上的钢绞线(3)或钢筋，杆体(1)内的底端设有承载体(4)，承载体(4)与钢绞线(3)或带套管钢筋固定相连，所述杆体(1)内自上而下间隔设有多个隔离定位架(8)，所述注浆管(2)、所述钢绞线(3)或钢筋、所述进液管(5)和所述出液管(6)分别与每个隔离定位架(8)固定相连，所述膨胀换热器(7)采用厚度为0.4-2mm的高强度防渗土工膜或高强度复合土工布或高强度涂胶无纺布或薄钢片或锌皮铁制成。

4.如权利要求3所述的带膨胀换热器的地源热能锚杆，其特征是：所述膨胀换热器(7)的中部沿轴向设有注浆管过孔(19)，所述注浆管(2)沿注浆管过孔(19)穿过膨胀换热器(7)延伸到膨胀换热器(7)的下方。

5.如权利要求4所述的带膨胀换热器的地源热能锚杆，其特征是：所述膨胀换热器(7)的壁上环绕设有一个以上的挤扩环(10)，挤扩环(10)膨胀展开后的截面呈向外凸起的半圆形或三角形或矩形或梯形，挤扩环(10)的边缘与膨胀换热器(7)的壁相连为一体，所述钢绞线(3)为无粘结钢绞线(3)，所述钢筋为带套管钢筋，相邻的所述隔离定位架(8)之间的距离为0.5-2米，所述进液管(5)的出液口位于所述膨胀换热器(7)内的下部，所述出液管(6)的进液口位于所述膨胀换热器(7)内的上部。

6.如权利要求5所述的带膨胀换热器的地源热能锚杆，其特征是：位于所述杆体(1)顶端周边的地面上铺设有垫层(11)，垫层(11)的顶端铺设有底板(12)，底板(12)的顶端铺设有锚板(13)，锚板(13)的顶端设有锁紧装置(14)，所述钢绞线(3)或所述钢筋向上穿过所述垫层(11)、所述底板(12)和所述锚板(13)后与锁紧装置(14)相连，所述注浆管(2)向上穿过垫层(11)、底板(12)和锚板(13)，所述水泥砂浆层(20)的厚度为0.2-1米，所述膨胀换热器(7)内部的容积为1-20方米。

7.如权利要求6所述的带膨胀换热器的地源热能锚杆，其特征是：所述进液管(5)的进口与水平进液管(15)的出口相连，水平进液管(15)沿水平方向穿过所述垫层(11)后与外管路相连，所述出液管(6)的出口与水平出液管(16)的进口相连，水平出液管(16)沿水平方向穿过所述垫层(11)后与外管路相连，水平进液管(15)和水平出液管(16)的外侧壁上包覆有保温层，保温层外套装有金属护套管。

8.如权利要求6所述的带膨胀换热器的地源热能锚杆，其特征是：所述进液管(5)和所述出液管(6)分别向上穿过所述垫层(11)、所述底板(12)和所述锚板(13)后与外管路相连，进液管(5)和出液管(6)的外侧壁上套装有多节金属套管，金属套管的内侧壁与进液管(5)的外侧壁和出液管(6)的外侧壁之间设有多个橡胶止水环(17)，在金属套管内侧壁与进液管(5)外侧壁中的橡胶止水环(17)之间填充有膨胀水泥(18)。