用于地基加固的多孔管
阅读：627发布：2020-05-28
专利汇可以提供用于地基加固的多孔管专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种用于地基加固的多孔管，孔管主管中间装有长油管组件，孔管主管两端分别密封固定连接长接头组件和短接头组件，长接头组件另一端密封固定连接短油管组件，多孔管设有十五个孔：其中四个是用于连接各组件用的 螺纹 孔；三个用于通气孔；二个用于通油作用于排泥开闭器 开关 的孔；二个用于通 水 削孔的孔；一个用于插入 传感器 线的孔；一个用于通浆的孔；一个为通泥水的孔。本发明的多孔管在10KN*M的 扭矩 作用下，不出现断裂或者裂纹等现象；能达到工作所需的相对恶劣环境中使用；多空管 密封性 能达到设计要求：即多根连接后，多孔管也不损失液压能。本发明的多孔管无论是在固体 力 学上，还是在 流体 力学 上，多孔管都能满足MJS工法的实用性。，下面是用于地基加固的多孔管专利的具体信息内容。
1.一种用于地基加固的多孔管，包括多孔管主管（1）、长接头组件（2）、短接头组件（3）、长油管组件（4）、短油管组件（5），其特征在于：所述多孔管主管（1）中间装有长油管组件（4），多孔管主管（1）两端分别密封固定连接长接头组件（2）和短接头组件（3），长接头组件（2）另一端密封固定连接短油管组件（5），多孔管设有十五个孔：其中四个是用于连接各组件用的螺纹孔；三个用于通气孔；二个用于通油作用于排泥开闭器开关的孔；二个用于通水削孔的孔；一个用于插入传感器线的孔；一个用于通浆的孔；一个为通泥水的孔。
2.根据权利要求1所述用于地基加固的多孔管，其特征在于：所述长油管组件（4）由十一根长油管组成；短油管组件由九根短油管组成。
3.根据权利要求1所述用于地基加固的多孔管，其特征在于：所述多孔管主管（1）、长接头组件（2）和短接头组件（3）之间通过八条强度12.9级M18的螺栓连接，连接处分别用
0型圈密封。
用于地基加固的多孔管
技术领域
[0001] 本发明涉及一种地下建筑施工的地基加固装置，尤其是一种用于MJS工法施工工艺的地基加固的多孔管。
背景技术
[0002] 随着上海市政建设和高层建筑的迅速发展，包括地铁车站，隧道和高层建筑物地下室等地下构筑物工程迅速增加，由于上海土质软弱和具有透水性 ，因此在地下工程中采用地基加固方法已保证地下工程的安全、迅速施工就成了必不可少的措施。而以往的方法在施工过程中会产生较大的挤土效应，施工过程中会产生地面隆起，地表开裂，影响周围建筑物、构筑物、市政管线的正常使用。MJS工法施工工艺，是一种微扰动、可控性的地基加固方案。随着MJS的广泛应用，使得其工法中所用地基加固的多孔管，显得尤为重要，其质量的好坏直接影响到了工程效率和设备维护的成本。然而，现用的进口多孔管成本高，直接影响到MJS工法施工工艺的推广应用。
发明内容
[0003] 本发明为了满足MJS工法需求，而提供一种用于地基加固的多孔管，该多孔管是MJS工法中重要组成部分，其作用是输送高压水泥浆进入地底进行地基加工，同时导出强制排除的水和泥，在其工法中，同时还要检测地基内泥水压力并根据不同环境而调节压力。
[0004] 为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种用于地基加固的多孔管，包括多孔管主管、长接头组件、短接头组件、长油管组件、短油管组件，其特点是：多孔管主管中间装有长油管组件，多孔管主管两端分别密封固定连接长接头组件和短接头组件，长接头组件另一端密封固定连接短油管组件，多孔管设有十五个孔：其中四个是用于连接各组件用的螺纹孔；三个用于通气孔；二个用于通油作用于排泥开闭器开关的孔；二个用于通水削孔的孔；一个用于插入传感器线的孔；一个用于通浆的孔；一个为通泥水的孔。
[0005] 长油管组件由十一根长油管组成；短油管组件由九根短油管组成。
[0006] 多孔管主管、长接头组件和短接头组件之间通过八条强度12.9级M18的螺栓连接，连接处分别用0型圈密封。
[0007] 本发明的有益效果是：
[0010] 图1是本发明的结构剖视图；
[0011] 图2是图1的左视图。
具体实施方式
[0012] 如图1至图2所示，本发明的用于地基加固的多孔管，包括多孔管主管1、长接头组件2、短接头组件3、长油管组件4、短油管组件5和两个两套快速接头6等。
[0013] 孔管主管1中间装有长油管组件4，孔管主管1两端分别密封固定连接长接头组件2和短接头组件3，长接头组件2另一端密封固定连接短油管组件5。
[0014] 如图2所示，多孔管设有十五个孔：其中四个是用于连接各组件用的螺纹孔；三个用于通气孔；二个用于通油作用于排泥开闭器开关的孔；二个用于通水削孔的孔；一个用于插入传感器线的孔；一个用于通浆的孔；一个为通泥水的孔。
[0015] 长油管组件4由十一根长油管组成；短油管组件由九根短油管组成。
[0016] 孔管主管1、长接头组件2和短接头组件3之间通过八条强度12.9级M18的螺栓连接，连接处分别用0型圈密封。
[0017] 多孔管的力学计算：
[0018] 一根多孔管全长1.5m，而实际工作中，我们要加固地底二三十米，甚至是五十米以上，这样就需要我们把一根根一个多孔管插入地底50m以下。而在地底这个复杂恶劣的环境下，对多孔管密封性能，抗拉性能和抗扭性能就有很大的挑战了。
[0019] 如要注浆50m地底，所需多孔管共计35根，每根的重量为83Kg，总重量约为3000Kg。而在地底所受泥沙阻力等，多孔管在垂直方向上所受力最大可达到50000-80000KN。而要保证多孔管不出现断裂等现象，对材料本身的强度和加工工艺有很高的要求。对多孔管选材选用合金材料27SiMn，其抗拉强度（σb/MPa）：≧980，屈服强度（σs/MPa）：≧835。所选螺栓为M18强度12.9级。
[0020] （1）对孔管主管组件焊接强度计算：
[0021] σ=F/Lδ1≤[σ’t]
[0022] F=Lδ1*[σ’t](许用拉力)
[0023] L=136.5*3.14=428.6mm=42.8cm(焊缝长度)
[0024] δ1=5.5mm=0.55cm(焊接处材料厚度)
[0025] MG50-3气体保护焊丝δs≥420MPa(屈服强度)
[0026] [σ’t]= δs/k=420/1.0=420MPa
[0027] =4200kg/cm2(许用拉应力)
[0028] F=42.8*0.55*4200=98,868kg=99KN
[0029] 理论计算焊接处可承载轴向拉力达100KN力，远远大于实际所承载的力。故焊接工艺可行。
[0030] （2）对多孔管受力螺栓抗拉强度计算：
[0031] 螺栓机械性能等级= 12.9
[0032] 螺栓屈服强度 σs = 1080 MPa
[0033] 安全系数 Ss = 1.4
[0034] 螺栓许用应力 [σ] = 720.00 MPa
[0035] 应选用的螺栓：螺栓公称尺寸 = M18，螺栓有效直径 d0 = 16.1 mm，其抗拉承载力F=220KN，其单个螺栓抗拉能力远大于多孔管所受力，故轴向上受力可行。
[0036] （3）对多孔管受力螺栓抗扭强度计算：
[0037] M18的 螺栓(等级12.9)能承的保证拉应力600MPa, 剪应力按0.7*拉应力,故保证的剪应力，为420MPa,18的螺栓粗牙的小径为15.3mm，故抗剪力T=420MPa*3.14*15.3^2/4= 77179.5 N，4只螺栓的总抗剪力=77179.5*4=308718N，螺栓距离中心57mm，承受扭力=308718*0.057=17596Nm，其径向承载扭矩17596Nm，远远大于设备输出扭矩7000Km，故径向上受力可行。
[0038] 故整根多孔管焊接工艺好坏，直接影响了整根多孔管的好坏，进而关系到多孔管的质量好坏。经多方实际考研和参考大量文献，最终确认了焊接工艺，其主要工艺和验收技术规范如下：
[0039] 1） 焊接方式：采用两层CO2保护焊。
[0040] 2） 焊丝材料：H08M2SiA
[0041] 3） 焊前准备工作：1清理：清理焊接坡口及其两侧30mm范围内的油污、锈渍。2检验：按图纸对法兰、钢管组合后形成的焊接坡口进行检验，其中焊接深度5.5按6.0检验，重点检验焊接根部间隙3mm。
[0042] 4）焊接定位：在焊接部位圆周上对称两点进行焊接定位，焊缝长度不大于5mm。如果发生明显的扭曲，导致直线度误差大于0.4mm，则进行校正，保证法兰和钢管平行。
[0043] 5） 第一层焊接：
[0044] （1）将焊机的电流调整至70~80A。
[0045] （2）在两个焊接定位点的中间起弧，开始焊接，焊接接头数量不大于3个，焊接深度2~3mm，收弧时焊接长度大于10mm。
[0046] （3）焊后清理焊缝表面，露出金属光泽。
[0047] （4）保持层间温度80℃~110℃，进行第二层焊接。
[0048] （5）第二层焊接：将焊机的电流调至90~110A进行盖面焊接，焊缝高出零件外表面。
[0050] （7）焊后抗拉力检测：
[0051] 焊接过程中以同样规范参数每批加工试件一件，进行破坏性试验，最低要求90吨拉力下焊缝不断裂。
[0052] 多孔管实验及验收：
[0053] 为校验多孔管强度和液压密封性，我们做了以下两大实验。
[0054] 一、多孔管抗拉、抗扭实验
[0055] 实验名称：多孔管抗拉实验
[0056] 实验地点：装配车间
[0057] 实验目的：检测多孔管焊接处是否承受100T拉力，而不出现裂纹和断裂[0058] 实验步骤：
[0059] （1）用8条12.9级螺栓把多孔管与上下两块厚度100mm的Q235钢板连接；
[0060] （2）螺栓拧紧后，把两个50T油缸分别放于多孔管两侧；
[0061] （3）用高压软管把油缸和泵站连接起来；
[0062] （4）启动泵站，从20MPa开始，同时给两个油缸加压，保压3分钟，关泵后观察焊接情况；
[0063] （5）重新打开泵站，调高5MPa，再重复上述步骤；
[0064] （6）直至调高压力到70MPa，此时油缸拉力为100T，保压15分钟后，泵后观察焊接处无焊缝或拉断多孔管等现象；
[0065] （7）重复上述实验，观察焊接处无焊缝或拉断多孔管等现象。
[0066] 实验结果：经过以上步骤，现在的多孔管焊接工艺已达到设计要求：即在100T的力作用下，焊缝能承受这个作用力而不出现断裂或者裂纹等现象。
[0067] 实验名称：多孔管抗扭实验
[0068] 实验地点：装配车间
[0069] 实验目的：检测多孔管焊接处是否承受10KN*M扭矩，而不出现裂纹和断裂。
[0070] 实验步骤：
[0071] （1）用8条12.9级螺栓把多孔管和工装连接在一起；
[0072] （2）螺栓拧紧后，把工装一头与液压扭矩扳手用轴套连接在一起；
[0073] （3）接上油管，启动泵站，将泵站压力为实验前设定压力13MPa，此时扭矩为6.7KN*M开始，保压3分钟，关泵后观察焊接情况；
[0074] （4）重新打开泵站，调压至20MPa，此时扭矩为10KN*M再重复上述步骤；
[0075] （5）重复上述实验，观察焊接处无焊缝或拉断多孔管等现象；
[0076] 实验结果：经过以上步骤，多孔管焊接工艺已达到设计要求：即在10KN*M的扭 矩作用下，焊缝能承受这个作用力而不出现断裂或者裂纹等现象。
[0077] 二、液压试验
[0078] 实验名称：多孔管液压保压实验
[0079] 实验地点：装配车间
[0080] 实验目的：检测多根多孔管螺栓连接下的超高压密封性能
[0081] 实验步骤：
[0082] （1）每根多孔管用4条M18强度12.9级的螺栓连接；
[0083] （2）4根多孔管连接好后，用实验用接头连接多孔管两端；
[0084] （3）接上油管，启动泵站，按照各孔设计最高压力的1.25倍打压实验，每个孔道保压5分钟；
[0085] （4）重复上述实验，观察系统压力是否降低，多孔管内部是否有油渗出。
[0086] 实验结果：经过以上步骤，多空管密封性能达到设计要求：即多根连接后，多孔管也不损失液压能。
[0087] 总结：经过以上两大实验，多孔管无论是在固体力学上，还是在流体力学上，多孔管都能 满足MJS工法的实用性。
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