项目背景

围绕江省基础公益研究计划项目——《富水地层水泥土隔渗桩墙基坑工程的渗透破坏防治技术研究》，赵春艳和孙逸夫于年暑假主动参与该课题相关研究以及专利撰写，并取得了初步成效，具体内容如下。

降水注浆一体化：

为防治地下水渗流，章丽莎老师和土木班孙逸夫通过查阅了大量资料发现，目前对于地下水渗透破坏的处理常为预防和治理分离的形式。上述传统方法存在很多不足，例如：地下水渗透破坏的预防和治理是分离的，暂未考虑采用经济可行的手段同时实现地下水渗透破坏的预防和治理等，章丽莎老师和孙逸夫同学认为针对常规的地下水渗流的预防和治理方式存在预防效果差、施工成本高、施工工期长等问题，需要一种施工方便且成本较低的排水注浆导管。

对此，章丽莎老师提出：“可以利用‘打针’的原理，哪里有地下水渗流，就往哪里打入‘针头’注入浆液，这种方法既可以预防又可以治理。“土工布在工程上也是至关重要的，我们可以在土工布的基础上，改良其性能，让它变得有弹性，能够协调变形，符合我们的要求！”孙逸夫同学顺着这个思路与章丽莎老师多次讨论、沟通、修改，最终经过多次的打磨，发明了一种排水注浆导管。

排水注浆导管的侧视图

排水注浆导管剖面

弹性纤维复合土工布的编织方式示意图

弹性反滤土工布结构示意图

该排水注浆导管的构造如下图所示，它由若干弹性反滤土工布无缝环向包裹于带孔钢管的中间注浆段表面组成，相邻的弹性反滤土工布之间具有空隙，便于将带孔钢管内的浆液注入到岩土层中该装置。利用提前勘察的结果，将排水注浆导管斜向钻孔插入或斜向顶入确定的渗流区域的岩土层中，先利用抽水系统，让地下水透过弹性反滤土工布不携带泥砂流经带孔钢管，达到了“抽水但不抽泥”的效果，待抽水完毕对渗水处进行注浆加固处理，通过改变活动限位器的顶入深度来定位控制在岩土层中的注浆位置，在注浆过程中，由于注浆压力的作用，多段式均匀分布于带孔钢管管体四周表面的弹性反滤土工布会被撑开，浆液从被撑开的缝隙中注入到岩土层中，从而使得排水注浆导管注浆均匀且注浆效果良好，使岩土体成为强度高、抗渗性好、稳定性高的新结构体。

本发明提供的排水注浆导管，能同时实现地下水渗透破坏预防和治理，安全可靠、实用高效、具有广阔的施工应用前景。

哪里渗流堵哪里：

锚杆支护结构相对于其他加固结构而言造价便宜，用量大，但传统锚杆在运用过程中会受到地下水渗透破坏的影响从而影响了锚杆加固体系的整体稳定性，为了能够让锚杆能够广泛运用于存在地下水渗流的地层中，章丽莎老师提出：“能不能引用孙逸夫同学降排水注浆导管的原理，并对传统锚杆进行改造，实现降排水和注浆一体化，从而实现预防治理相结合的目的”。拟定方向后，赵春艳同学利用CAD绘图软件将初步的结构落实下来，在通过与章老师的历经两周的讨论和打磨后，章老师又提出，“我们是否能在此基础上加强防治的效果，比如哪里发生了渗流我就能在哪里立马实现排水和注浆呢？”，为此我们在查阅大量文献本着结构简单和节约成本的原则，选择采用磁铁的原理给锚杆增加一个定位的功能，最终形成了这种适用于工程渗透破坏防治的定位注浆锚杆及其施工方法。

本发明构造如下图所示，从外至里分别是锚杆、注浆导向管和注浆管。最外层锚杆部分保留了原锚杆的构造，并在此基础上在锚杆周身沿轴向均匀设置两列反滤导水管，反滤导水管是一种能够让地层中的渗流水通过但不会使砂土流失的构造；进入第二层就是我们的注浆导向管部分，它由导向管主体和单向注浆管组成，单向注浆管是用于注浆同时防止砂土流失的构造。经过上述的构造措施能够实现地下水渗流的预防和治理。

那么定位如何实现？这就是本发明最大的亮点，所谓定位注浆也就是我们俗话说的“哪里渗流堵哪里”，这个机制包括了注浆管主体、电磁铁注浆端头和铁制限位端头三部分，工作时，将电磁铁注浆端头通电，就能够使其与铁制限位端头连接，推动注浆管主体使整个注浆管带动两端头到达渗流位置后断电，向外拉动注浆管主体使得两端头分离，这样即保证两端头间有足够的注浆空间进行定位注浆，实现“哪里渗流堵哪里”的目的。

一种适用于工程渗透破坏防治的定位注浆锚杆侧视图

一种适用于工程渗透破坏防治的定位注浆锚杆剖面图

关于专利的小故事：

土木工程专业一直延续着导师制的教学体制，学生们在通常课业外能够跟随导师进行专业科研的研究，提升自己的专业素养，在这样一种体制之下，每个人都有机会开始科研之路。

年的夏天，孙逸夫、赵春艳主动提出参加章丽莎老师的课题研究，开始了基于《富水地层水泥土隔渗桩墙基坑工程的渗透破坏防治技术研究》进行研究和相关专利的撰写，截止年7月9日已获授权4项发明专利和1项实用新型专利。

左右滑动