[发明专利]用于土遗址原位滴渗加固装置及滴渗加固方法

权利要求书

1.一种用于土遗址原位滴渗加固装置，其特征在于，包括滴液箱、滴管、阀门、可伸缩波纹管、支撑杆、柔性支撑架、多根刚性导管；其中：所述柔性支撑架为采用柔性管制成的方框形；各所述刚性导管相互平行的排布在该柔性支撑架的框内，并使各刚性导管的两端分别与所述柔性支撑架连通；所述支撑杆有多根，均分为两组，分别对称地安装在该柔性支撑架两边，通过各支撑杆支撑该柔性支撑架并安放在工作面上；分别位于所述柔性支撑架同一端的各支撑杆之间通过折叠导杆铰接，使各支撑杆能够收拢或打开；在各刚性导管下表面分别安装有多个伸缩滴液管，并且各相邻伸缩滴液管之间的中心距为10cm；在各伸缩滴液管的下端分别安装有滴液头；外置的滴液箱通过导液主管与所述柔性支撑架连通；通过加液泵将该滴液箱内的加固剂泵入各与该柔性支撑架连通的刚性导管内，进而将液体送入各伸缩滴液管内，通过各滴液头使液体滴渗到地面；

所述滴液头包括锥形导液管、五个阀门和五根滴管，该锥形导液管的上端套装在该伸缩滴液管下端，并使二者之间干涉配合；所述五根滴管中，一根滴管位于该锥形导液管的下端的中心，其余四根滴管均部在该锥形导液管中部的圆周上，并使该四根滴管的中心线与所述锥形导液管的中心线之间有45°的夹角；各相邻滴管出口之间的中心距为2～3cm；在各所述滴管上分别安装有阀门，用于调整滴液的速度；所述折叠导杆有多根，通过滑块铰接装在各支撑杆之间；在各支撑杆的下端分别安装有底座；

在该柔性支撑架的外周上包裹有防蒸发罩；所述防蒸发罩采用聚碳酸酯薄膜制成，通过尼龙搭扣粘接在各支撑杆上，将各伸缩滴液管包裹在内。

2.如权利要求1所述用于土遗址原位滴渗加固装置，其特征在于，所述伸缩滴液管包括波纹套管、伸缩管和积液盒；所述伸缩管采用现有技术，由多节管状杆嵌套而成，通过收/放各节杆调整该滴液头与遗址表面之间的距离；在该伸缩管的下端有积液盒，用于收集、存放由伸缩管内流下来的液体；该积液盒上端通过连接管与该伸缩管固连；该积液盒的下端有连接所述滴液头上的锥形导液管的连接头；所述波纹套管套装在该伸缩管的外表面。

3.如权利要求1所述用于土遗址原位滴渗加固装置，其特征在于，所述滑块有多个，分别装入各折叠导杆的滑槽内，通过各折叠导杆的滑移，实现该原位滴渗加固装置的收/放。

4.一种利用权利要求1所述用于土遗址原位滴渗加固装置滴渗加固的方法，其特征在于，具体过程是：

步骤一，遗址土壤地质分类及确定遗址土体风化层的厚度：

所述土壤地质分为粘土和沙土；

所述遗址土体风化层的厚度d是通过测量遗址表面酥粉疏松的厚度确定；

步骤二，确定加固渗透深度：

所述加固渗透深度D根据确定的土质风化程度，通过公式(2)确定

D＝d+j (2)

式中，加固渗透深度D的单位为cm；d为遗址土体风化层的厚度；j为巩固层的厚度，j＝5～10cm；

步骤三，确定滴液头出口与所在位置遗址表面的距离：

当遗址土壤为沙土质时，所述各滴管出口与遗址表面的距离为1.5～2.5cm；当遗址土壤为沙粘土质时，所述各滴管出口与遗址表面的距离为粘土质1～2cm；

步骤四，土遗址表面的清洁；

步骤五，安置调节滴渗加固装置：

将所述滴渗加固装置打开，安置在待滴渗加固区域的土遗址表面；根据确定的滴液头出口与所在位置遗址表面的距离，通过调节各伸缩滴液管的长度，以调节各滴液头出口与所在位置遗址表面的距离；根据确定的加固剂每小时滴渗量M调节各所述滴管上的阀门，以调整滴液的速度；将防蒸发罩粘接在各支撑杆上；

步骤六，遗址原位滴渗加固：

通过所述滴渗加固装置将加固剂滴渗至遗址土体内，以实现对遗址土体的固化；以草酸与磷钨酸的乙醇溶液、正硅酸乙酯的乙醇溶液和氢氧化钡的乙醇溶液作为加固剂，通过所述土遗址原位滴渗加固装置，依次滴渗到遗址中；

滴渗完成后自然晾置3～5天，即完成第一遍原位保护滴渗加固；

重复所述第一遍原位保护滴渗加固的过程2～3次，完成该遗址土体的滴渗加固。

5.如权利要求4所述用于土遗址原位滴渗加固装置滴渗加固的方法，其特征在于，所述遗址原位滴渗加固的具体过程是：

将所述草酸与磷钨酸的乙醇溶液加入到滴液箱内；打开加液泵，将该草酸与磷钨酸的乙醇溶液注入各所述刚性导管内，进而通过伸缩滴液管分别进入各积液盒内，继而通过所述滴液头滴入遗址土壤表面；通过传感器监测所述草酸与磷钨酸的乙醇溶液的加固渗透深度D，当该加固渗透深度D达到设计确定的深度，即关闭所述加液泵；完成草酸与磷钨酸的乙醇溶液的滴渗加固；

将所述正硅酸乙酯的乙醇溶液加入到滴液箱内；打开加液泵，将该正硅酸乙酯的乙醇溶液注入各所述刚性导管内，通过伸缩滴液管分别进入各所述积液盒内，继而通过所述滴液头滴入遗址土壤表面；通过传感器监测所述正硅酸乙酯的乙醇溶液的加固渗透深度D，当该加固渗透深度D达到设计确定的深度，即关闭所述加液泵；完成正硅酸乙酯的乙醇溶液的滴渗加固；

将所述氢氧化钡的乙醇溶液加入到滴液箱内；打开加液泵，将该氢氧化钡的乙醇溶液注入各所述刚性导管内，进而通过伸缩滴液管分别进入各所述积液盒内，继而通过所述滴液头滴入遗址土壤表面；通过传感器监测所述氢氧化钡的乙醇溶液的加固渗透深度D，当该加固渗透深度D达到设计确定的深度，即关闭所述加液泵；完成氢氧化钡的乙醇溶液的滴渗加固。