土洞易发地基封堵防护杆塔基础的地锚装置及使用方法与流程

本发明涉及电力系统领域，尤其涉及一种土洞易发地基封堵防护杆塔基础的地锚装置及使用方法。

背景技术：

1、输电杆塔作为电力系统中的重要组成部分，起到支持输电线路和维护电力设备的作用。然而，在一些地质条件较为特殊的区域，如岩溶土洞地区，输电杆塔的安装和运行面临着一些特殊的技术难题。由于岩溶土洞在地下水的作用下具备较强的扩发性，会导致破坏杆塔基础原有土壤的骨架结构，降低土壤的承载能力和抗剪能力，严重影响到输电杆塔稳定性，造成沉降变形甚至倾覆，从而造成严重的线路运作问题与巨大经济损失，因此对于输电杆塔在岩溶土洞作用下的安全稳定性应极度重视。目前，市面上通常采用的输电杆塔维稳方法并不能在保持杆塔稳定性的情况下对于岩溶土洞的扩发进行有效抑制，岩溶土洞是由于溶蚀作用形成的天然空腔，其地质特性对输电杆塔的承载和稳定性提出了更高的要求。

2、申请号201821478108.1，申请日为2018年9月10日的中国专利申请揭示了一种涉及拉索预埋整体式地锚体系，包括地锚杆和地锚头；地锚头固设于地锚杆的底端，地锚杆中部形成有导向槽，导向槽内滑动连接有内杆；地锚杆的两侧设置有若干地锚定位组件，地锚定位组件与内杆相连接，内杆沿着导向槽内向上运动，使得地锚定位组件用于定位地锚；本实用新型结构简单，使用方便，外板外侧连接着刃脚，在将刃脚打入土体过程中可以减小入土难度，但是上述方法并没有解决在岩溶土洞的区域下输电杆塔稳定性不足的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术中存在在岩溶土洞的区域下输电杆塔稳定性不足的问题，提供一种在岩溶土洞的区域下输电杆塔稳定性强的土洞易发地基封堵防护杆塔基础的地锚装置及使用方法。

2、为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种土洞易发地基封堵防护杆塔基础的地锚装置，包括多个钢桁架与多个地锚杆；

3、所述钢桁架的一端与杆塔的侧围连接，钢桁架的另一端与环形的喷管连接，喷管的侧围上环绕分布设置有多个喷孔，喷管通过连接管分别与左上导液管、左下导液管的一端连接，左上导液管的另一端与尿素储液箱连通，左下导液管的另一端与纯净水储液箱连通；

4、每个钢桁架的侧围通过钢绞线与地锚杆的顶端连接，所有的地锚杆以杆塔为中心环形插接在岩溶土体中，每个地锚杆的侧围铰接有多组地锚侧撑，地锚侧撑与地锚杆连通，所有的地锚杆均与软管连通，软管以杆塔为中心环形设置在岩溶土体的顶部；

5、所述软管的顶部分别与右上导液管、右下导液管的一端连通，右上导液管的另一端与脲酶储液箱连通，右下导液管的另一端与水泥砂浆储液箱连通。

6、所述地锚杆的数量为八个，八个地锚杆以杆塔为中心等距离环绕分布。

7、所述地锚杆为中空套筒结构，且地锚杆上连接的地锚侧撑铰接逆时针转动角度不大于九十度。

8、所述地锚杆内部经地锚侧撑流向岩溶土体的通道连通，岩溶土体经地锚侧撑流向地锚杆内部的通道闭合。

9、所述尿素储液箱设置在纯净水储液箱的上方，纯净水储液箱设置在岩溶土体上。

10、所述连接管上设置有左压力泵。

11、所述脲酶储液箱设置在水泥砂浆储液箱的上方，水泥砂浆储液箱设置在岩溶土体上。

12、所述右上导液管、右下导液管上均设置有右压力泵。

13、一种土洞易发地基封堵防护杆塔基础的地锚装置的使用方法，使用方法包括以下步骤：

14、待杆塔主体及其杆塔基础施工完毕后，按照对应位置将地锚杆与钢桁架固定；然后将对应的钢绞线分别与地锚杆、钢桁架进行铰接；分别将左上导液管与尿素储液箱连通，左下导液管与纯净水储液箱连通，左上导液管、左下导液管与喷管连通，右上导液管与脲酶储液箱连通，右下导液管与水泥砂浆储液箱连通，右上导液管、右下导液管与软管连通，软管与地锚杆连通；

15、控制尿素储液箱使尿素溶液通过喷管在岩溶土体的地表面喷淋尿素溶液；

16、控制纯净水储液箱使水流经左下导液管，再通过喷管进行喷洒，将所喷淋的尿素溶液带入土洞影响范围内不同水平面的土壤；

17、待尿素溶液渗入至不同水平面土壤，打开脲酶储液箱，控制脲酶溶液流经右上导液管和软管通过地锚杆上的地锚侧撑将脲酶溶液送至不同水平面土壤中；

18、多次循环尿素溶液喷淋操作，以使尿素溶液和脲酶溶液反应结晶固定在岩溶土体中；

19、待脲酶溶液无法继续注入或土洞影响范围内土壤达到一定强度时，打开水泥砂浆储液箱使水泥砂浆流经右下导液管、软管和地锚杆，再通过地锚侧撑注入进不同水平面的土壤，再次进行砂浆凝固加固。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

21、1、本发明土洞易发地基封堵防护杆塔基础的地锚装置中，喷管的左端通过连接管分别与左上导液管、左下导液管的一端连接，左上导液管的另一端与尿素储液箱连通，左下导液管的另一端与纯净水储液箱连通，尿素储液箱设置在纯净水储液箱的上方，纯净水储液箱设置岩溶土体上，应用时，在土壤地面出现一定程度的松动时，打开尿素储液箱通过喷管喷洒至地表土壤中，然后再打开纯净水储液箱，纯净水经由喷管喷洒至对应的含尿素的土壤中，随即进行渗透，再打开脲酶储液箱将其中的脲酶通过导液管输送至软管中，然后经由地锚杆上的地锚侧撑喷入到对应的土壤层中，渗入的尿素溶液与脲酶反应，生成脲酶溶液反应结晶，通过不同水平面的地锚侧撑强压力注入的脲酶溶液反应结晶，不仅能增强土壤的承载能力和抗剪能力，而且能有效封堵防护杆塔基础外围土体的径流路径，减少土洞扩发的风险，对原有土体结构不进行较大扰动的同时，加强了岩溶土洞的区域下输电杆塔稳定性。因此，本设计不对原土地结构进行较大扰动，加强了输电杆塔的稳定性。

22、2、本发明土洞易发地基封堵防护杆塔基础的地锚装置中，在土洞易发地常常会存在较多的游离的钙离子，而通过脲酶高效催化水解尿素溶液所产生的碳酸根离子，与游离的钙离子产生化学反应，生成碳酸根晶体，固化在相应的区域中，从而避免游离钙离子随地下水渗流向外排出，同时可以进一步增强土体强度。因此，本设计增强土体强度，可以与钙离子相结合。

23、3、本发明土洞易发地基封堵防护杆塔基础的地锚装置中，在通过脲酶溶液反应结晶进行加固后，当还有其他剩余空隙时，打开水泥砂浆储液箱经过地锚杆的地锚侧撑注入水泥，进行进一步的凝固封堵；水泥砂可以流动至所有可流动的区域进行空隙封堵，不受区域限制。因此，本设计可以根据区域不同进行针对性加固，适应性更强。

24、4、本发明土洞易发地基封堵防护杆塔基础的地锚装置中，地锚装置对岩溶土洞中杆塔稳定性的加强的同时，还可以通过钢绞线对杆塔位移进行预防稳定，再次对地锚杆周围土体与地锚杆自身内部结构进行凝固封堵，进一步减少结构空隙对于杆塔稳定性产生威胁的可能。因此，本设计稳定性更强，稳定效果更好。

技术特征：

1.一种土洞易发地基封堵防护杆塔基础的地锚装置，其特征在于：包括多个钢桁架(2)与多个地锚杆(3)；

2.根据权利要求1所述的一种土洞易发地基封堵防护杆塔基础的地锚装置，其特征在于：所述地锚杆(3)的数量为八个，八个地锚杆(3)以杆塔(1)为中心等距离环绕分布。

3.根据权利要求1所述的一种土洞易发地基封堵防护杆塔基础的地锚装置，其特征在于：所述地锚杆(3)为中空套筒结构，且地锚杆(3)上连接的地锚侧撑(5)铰接逆时针转动角度不大于九十度。

4.根据权利要求3所述的一种土洞易发地基封堵防护杆塔基础的地锚装置，其特征在于：所述地锚杆(3)内部经地锚侧撑(5)流向岩溶土体(14)的通道连通，岩溶土体(14)经地锚侧撑(5)流向地锚杆(3)内部的通道闭合。

5.根据权利要求1所述的一种土洞易发地基封堵防护杆塔基础的地锚装置，其特征在于：所述尿素储液箱(6)设置在纯净水储液箱(16)的上方，纯净水储液箱(16)设置在岩溶土体(14)上。

6.根据权利要求5所述的一种土洞易发地基封堵防护杆塔基础的地锚装置，其特征在于：所述连接管(132)上设置有左压力泵(19)。

7.根据权利要求1所述的一种土洞易发地基封堵防护杆塔基础的地锚装置，其特征在于：所述脲酶储液箱(8)设置在水泥砂浆储液箱(12)的上方，水泥砂浆储液箱(12)设置在岩溶土体(14)上。

8.根据权利要求7所述的一种土洞易发地基封堵防护杆塔基础的地锚装置，其特征在于：所述右上导液管(9)、右下导液管(10)上均设置有右压力泵(7)。

9.一种权利要求1所述的土洞易发地基封堵防护杆塔基础的地锚装置的使用方法，其特征在于：该使用方法包括以下步骤：

技术总结
一种土洞易发地基封堵防护杆塔基础的地锚装置，包括多个钢桁架与多个地锚杆；所述钢桁架的一端与杆塔的侧围连接，钢桁架的另一端与环形的喷管连接，喷管的侧围上环绕分布设置有多个喷孔，喷管通过连接管分别与左上导液管、左下导液管的一端连接，左上导液管的另一端与尿素储液箱连通，左下导液管的另一端与纯净水储液箱连通；每个钢桁架的侧围通过钢绞线与地锚杆的顶端连接，所有的地锚杆以杆塔为中心环形插接在岩溶土体中，每个地锚杆的侧围铰接有多组地锚侧撑。本设计通过不同水平面的地锚侧撑强压力注入的脲酶溶液反应结晶，不仅能增强土壤的承载能力和抗剪能力，而且能有效封堵防护杆塔地基外围土体的径流路径，减少土洞扩发的风险。

技术研发人员：王巍,李智威,张赵阳,孙利平,张洪,杨龙,王成智,徐乐平,廖晓红,许汉平,周蠡,蔡杰,马莉,陈然,周英博,熊川羽,贺兰菲,高晓晶,韩洪亮,熊一,舒思睿,张童彦,徐昊天
受保护的技术使用者：国网湖北省电力有限公司经济技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7