一種用于解決坎兒井凍融循環(huán)破壞方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種用于解決坎兒井凍融循環(huán)破壞的方法，包括以下步驟：1）、清除豎井口及周邊地面的松土，挖10-20cm深的圓形凹槽；2）、清除豎井內(nèi)壁的松土，朝豎井徑向挖10-20cm的環(huán)形凹槽；3）、在環(huán)形凹槽內(nèi)貼上粘土磚層，并分別用粘土磚設(shè)置一圈凸出的上支撐環(huán)和下支撐環(huán)，在粘土磚層的外表面涂上一層沙漿保護(hù)層；4）、等沙漿晾干，在下支撐環(huán)上放置一個(gè)下井蓋，下井蓋的下表面為圓錐形，在上支撐環(huán)上放置一個(gè)上井蓋；5）、往圓形凹槽內(nèi)填上地面土，直到與地面水平。本發(fā)明一方面對(duì)坎兒井的豎井進(jìn)行了加固，另一方面又有效的防止凍融循環(huán)對(duì)坎兒井造成破壞，有效的保護(hù)了坎兒井。
【專利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及坎兒井保護(hù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于解決坎兒井凍融循環(huán)破壞的方 法。 一種用于解決坎兒井凍融循環(huán)破壞方法

【背景技術(shù)】
[0002] 新疆坎兒井至今已有2000多年的歷史，是當(dāng)?shù)貏趧?dòng)人民利用地面坡度，將滲入地 下的天山雪水不用任何動(dòng)力引出地表用于生產(chǎn)、生活的古老水利設(shè)施。
[0003] 新疆地區(qū)有水坎兒井有500多條，仍澆灌著大片綠洲良田，發(fā)揮著極大的社會(huì)效 益和經(jīng)濟(jì)效益，2006年新疆坎兒井被列為全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位。
[0004] 新疆有水的坎兒井?dāng)?shù)量從1949年的1473條，到2010年第三次全國(guó)文物普查時(shí)統(tǒng) 計(jì)的618條。這61年時(shí)間里有水坎兒井?dāng)?shù)量減少了 855條，以平均每年14條的速度減少， 坎兒井衰退速度之快令人震驚。
[0005] 如圖1，坎兒井由暗渠1、堅(jiān)井2、明渠3、澇壩四部分組成。其中，在地面以下的暗 渠常年空氣溫度、濕度比較穩(wěn)定(溫度20°C左右、濕度90%左右)，而堅(jiān)井口（堅(jiān)井與地面的 交匯處）則是暴露在新疆戈壁環(huán)境中，這種環(huán)境的季節(jié)性及晝夜溫差非常大(夏季地表溫度 達(dá)60°C、冬季氣溫則會(huì)降至_25°C，濕度小于30%)。
[0006] 例如在冬季，由于溫差、濕差作用，暗渠內(nèi)的濕熱水汽將沿堅(jiān)井上升并從堅(jiān)井井口 飄出，由于堅(jiān)井井口附近內(nèi)外極短距離內(nèi)存在巨大的溫濕度差，濕熱水汽在堅(jiān)井口快速冷 凝，使井壁四周土體的含水率持續(xù)上升。此外受地下水毛細(xì)上升作用的影響，堅(jiān)井口土體的 溫濕度也會(huì)升高。冬季新疆戈壁極端最低溫度可達(dá)零下二三十度，凍結(jié)作用使土體中毛細(xì) 水向冷端遷移，進(jìn)而又會(huì)增大堅(jiān)井井口段土層中濕度，零下低溫使土體中毛細(xì)水凍結(jié)成冰， 導(dǎo)致堅(jiān)井井口周圍土體發(fā)生膨脹。
[0007] 當(dāng)冬季過(guò)去氣溫升高土體凍結(jié)融化，應(yīng)力釋放，結(jié)構(gòu)松弛。春夏季節(jié)堅(jiān)井口附近土 體中水含量蒸發(fā)，土體失水收縮出現(xiàn)表面裂紋，這樣周而復(fù)始的作用，使土體結(jié)構(gòu)破壞，凝 聚力喪失，導(dǎo)致土體破壞。堅(jiān)井口段土層先是底部片狀剝落破壞，然后隨塑性區(qū)擴(kuò)展發(fā)展成 塊狀剝落破壞，最后形成大面積坍塌破壞。堅(jiān)井口土體坍塌，坍塌體墜入暗渠導(dǎo)致暗渠淤積 后使水流堵塞，暗渠水流堵塞后暗渠水位上升侵泡暗渠渠壁土體，導(dǎo)致暗渠土體坍塌，最后 整個(gè)坎兒井破壞干涸。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明提出了一種用于解決坎兒井凍融循環(huán)破壞的方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中坎兒 井的堅(jiān)井受凍融循環(huán)影響后易坍塌破壞，坍塌體墜入暗渠導(dǎo)致暗渠淤積，最終破壞整個(gè)坎 兒井的問(wèn)題。
[0009] 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的： 一種用于解決坎兒井凍融循環(huán)破壞的方法，包括以下步驟： 1)、以坎兒井的堅(jiān)井口為中心，清除堅(jiān)井口及周邊地面的松土，挖10-20cm深的圓形凹 槽，整平壓實(shí)圓形凹槽表面； 2) 、清除堅(jiān)井內(nèi)壁的松土，朝堅(jiān)井徑向挖10-20cm的環(huán)形凹槽，并整平壓實(shí)； 3) 、在環(huán)形凹槽內(nèi)貼上粘土磚層，在環(huán)形凹槽上端和在距離地面以下1.5m處，分別用 粘土磚設(shè)置一圈凸出的上支撐環(huán)和下支撐環(huán)，在粘土磚層的外表面涂上一層沙漿保護(hù)層； 4) 、等沙漿晾干，在下支撐環(huán)上放置一個(gè)下井蓋，下井蓋的下表面為圓錐形，在上支撐 環(huán)上放置一個(gè)上井蓋； 5) 、往圓形凹槽內(nèi)填上地面土，直到與地面水平。
[0010] 進(jìn)一步，所述上井蓋為木質(zhì)上井蓋。
[0011] 進(jìn)一步，所述下井蓋為PVC上井蓋。
[0012] 本發(fā)明的有益效果： 1、 清除堅(jiān)井口及周邊地面的松土，挖10-20cm深的圓形凹槽，整平壓實(shí)圓形凹槽表面， 可以使堅(jiān)井口更牢固，防止堅(jiān)井口坍塌； 2、 清除了堅(jiān)井內(nèi)壁的松土，防止松土剝落，導(dǎo)致暗渠淤積，并為后面的粘土磚加固提供 堅(jiān)實(shí)的堅(jiān)井內(nèi)壁； 3、 環(huán)形凹槽內(nèi)貼上粘土磚，粘土磚外涂有沙漿保護(hù)層，一方面起到支撐、加固堅(jiān)井的作 用，防止堅(jiān)井內(nèi)壁原土松動(dòng)剝落，導(dǎo)致暗渠淤積；另一方面也使堅(jiān)井內(nèi)壁免受凍融循環(huán)的破 壞； 4、 下井蓋主要起到阻斷濕熱水汽，設(shè)在地面下1. 5米處，是新疆地區(qū)最大凍深位置，使 暗渠中的濕熱水汽上升到下井蓋底部時(shí)，水汽會(huì)凝結(jié)成水珠滴回到暗渠中，保證堅(jiān)井口土 體的干燥，避免凍融循環(huán)；下井蓋底部設(shè)計(jì)成圓錐形的形狀，使凝結(jié)的水珠在井蓋底部的中 間位置下滴，保證水珠直接滴入暗渠，不會(huì)滴在堅(jiān)井內(nèi)壁； 5、 上井蓋可以阻隔地表的沙土進(jìn)入坎兒井的堅(jiān)井，防止堵塞堅(jiān)井和暗渠，蓋上地面土 可以有效的保護(hù)上井蓋，采用木質(zhì)材料，經(jīng)濟(jì)環(huán)保，便于開啟，下井蓋使用PVC材質(zhì)，保證在 高濕度環(huán)境中的耐久性。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0014] 圖1為現(xiàn)有坎兒井的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為采用本發(fā)明方法處理后的坎兒井的堅(jiān)井的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0016] 一種用于解決坎兒井凍融循環(huán)破壞的方法，包括以下步驟： 1) 、以坎兒井的堅(jiān)井口 4為中心，清除堅(jiān)井口 4及周邊地面12的松土，挖10-20cm深的 圓形凹槽5,整平壓實(shí)圓形凹槽5表面； 2) 、清除堅(jiān)井內(nèi)壁的松土，朝堅(jiān)井徑向挖10-20cm的環(huán)形凹槽，并整平壓實(shí)； 3) 、在環(huán)形凹槽內(nèi)貼上粘土磚層6,在環(huán)形凹槽上端和在地面12以下1. 5m處，分別用粘 土磚設(shè)置一圈凸出的上支撐環(huán)7和下支撐環(huán)8,在粘土磚層6的外表面涂上一層沙漿保護(hù)層 9 ； 4) 、等沙漿晾干，在下支撐環(huán)8上放置一個(gè)下井蓋10,下井蓋10的下表面為圓錐形，在 上支撐環(huán)7上放置一個(gè)上井蓋11 ; 5) 、往圓形凹槽內(nèi)填上地面土，直到與地面12水平。
[0017] 進(jìn)一步，所述上井蓋11為木質(zhì)上井蓋。
[0018] 進(jìn)一步，所述下井蓋10為PVC上井蓋。
[0019] 清除堅(jiān)井口 4及周邊地面12的松土，挖10-20cm深的圓形凹槽5，整平壓實(shí)圓形凹 槽5表面，可以使堅(jiān)井口 4更牢固，防止堅(jiān)井口 4坍塌。清除了堅(jiān)井內(nèi)壁的松土，挖10-20cm 的環(huán)形凹槽，防止松土剝落，導(dǎo)致暗渠淤積，并為后面的粘土磚層6提供堅(jiān)實(shí)的礎(chǔ)基。環(huán)形 凹槽內(nèi)貼上粘土磚層6,粘土磚層6外涂有沙漿保護(hù)層9, 一方面起到支撐、加固堅(jiān)井2的作 用，防止堅(jiān)井內(nèi)壁原土松動(dòng)剝落，導(dǎo)致暗渠淤積；另一方面也使堅(jiān)井內(nèi)壁免受凍融循環(huán)的破 壞。下井蓋10主要起到阻斷濕熱水汽，設(shè)在地面12下1. 5m處，是新疆地區(qū)最大凍深位置， 使暗渠1中的濕熱水汽上升到下井蓋10底部時(shí)，水汽會(huì)凝結(jié)成水珠滴回到暗渠中，保證堅(jiān) 井口 4土體的干燥，避免凍融循環(huán)；下井蓋10底部設(shè)計(jì)成圓錐形的形狀，使凝結(jié)的水珠在下 井蓋10底部的中間位置下滴，保證水珠直接滴入暗渠，不會(huì)滴在堅(jiān)井內(nèi)壁。上井蓋11可以 阻隔地表的沙土進(jìn)入坎兒井的堅(jiān)井2,防止堵塞堅(jiān)井2和暗渠1，蓋上地面土可以有效的保 護(hù)上井蓋11，采用木質(zhì)材料，經(jīng)濟(jì)環(huán)保，便于開啟，下井蓋10使用PVC材質(zhì)，保證在高濕度環(huán) 境中的耐久性。
[0020] 挖10-20cm深的圓形凹槽5和挖10-20cm的環(huán)形凹槽，深度不深，不會(huì)破壞堅(jiān)井2 的原狀，又能清理掉松土，防止松土剝落，導(dǎo)致暗渠1淤積或堅(jiān)井2坍塌。
[0021] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于解決坎兒井凍融循環(huán)破壞的方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 、以坎兒井的堅(jiān)井口為中心，清除堅(jiān)井口及周邊地面的松土，挖10-20cm深的圓形凹 槽，整平壓實(shí)圓形凹槽表面； 2) 、清除堅(jiān)井內(nèi)壁的松土，朝堅(jiān)井徑向挖10-20cm的環(huán)形凹槽； 3) 、在環(huán)形凹槽內(nèi)貼上粘土磚層，在環(huán)形凹槽上端和在距離地面以下1.5m處，分別用 粘土磚設(shè)置一圈凸出的上支撐環(huán)和下支撐環(huán)，在粘土磚層的外表面涂上一層沙漿保護(hù)層； 4) 、等沙漿晾干，在下支撐環(huán)上放置一個(gè)下井蓋，下井蓋的下表面為圓錐形，在上支撐 環(huán)上放置一個(gè)上井蓋； 5) 、往圓形凹槽內(nèi)填上地面土，直到與地面水平。
2. 如權(quán)利要求1所述的用于解決坎兒井凍融循環(huán)破壞的方法，其特征在于：所述上井 蓋為木質(zhì)上井蓋。
3. 如權(quán)利要求2所述的用于解決坎兒井凍融循環(huán)破壞的方法，其特征在于：所述下井 蓋為PVC上井蓋。
【文檔編號(hào)】E02D31/14GK104120753SQ201410399149
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月14日
【發(fā)明者】胡明珠, 周鵬, 孫琪, 王逢睿, 肖碧 申請(qǐng)人:中鐵西北科學(xué)研究院有限公司