本实用新型专利技术提出了一种用于解决坎儿井冻融循环破坏的加固装置，包括外侧壁、内侧壁、上井盖和下井盖，内侧壁固定设置在外侧壁内，上井盖设置在外侧壁上表面，下井盖固定在内侧壁内，上井盖和下井盖之间距离1.5米，下井盖的底面为圆锥形底面。本实用新型专利技术下井盖主要起到阻断湿热水汽，使湿热水汽在上升过程中遇到下井盖底部就冷凝下滴，保证竖井口土体的干燥，避免冻融循环；下层井盖底部设计成圆锥形的形状，使凝结的水珠在井盖底部的中间位置下滴，保证水珠直接滴入暗渠，不会滴在竖井井壁。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及坎儿井保护装置领域，特别涉及一种可以防止冻融循环破坏坎儿井的加固装置。
技术介绍
新疆坎儿井至今已有2000多年的历史，是当地劳动人民利用地面坡度，将渗入地下的天山雪水不用任何动力引出地表用于生产、生活的古老水利设施。新疆地区有水坎儿井有500多条，仍浇灌着大片绿洲良田，发挥着极大的社会效益和经济效益，2006年新疆坎儿井被列为全国重点文物保护单位。新疆有水的坎儿井数量从1949年的1473条，到2010年第三次全国文物普查时统计的618条。这61年时间里有水坎儿井数量减少了855条，以平均每年14条的速度减少，坎儿井衰退速度之快令人震惊。如图1，坎儿井由暗渠1、竖井2、明渠3、涝坝四部分组成。其中，在地面以下的暗渠常年空气温度、湿度比较稳定（温度20℃左右、湿度90%左右），而竖井口（竖井与地面的交汇处）则是暴露在新疆戈壁环境中，这种环境的季节性及昼夜温差非常大（夏季地表温度达60℃、冬季气温则会降至-25℃，湿度小于30%）。例如在冬季，由于温差、湿差作用，暗渠内的湿热水汽将沿竖井上升并从竖井井口飘出，由于竖井井口附近内外极短距离内存在巨大的温湿度差，湿热水汽在竖井口快速冷凝，使井壁四周土体的含水率持续上升。此外受地下水毛细上升作用的影响，竖井口土体的温湿度也会升高。冬季新疆戈壁极端最低温度可达零下二三十度，冻结作用使土体中毛细水向冷端迁移，进而又会增大竖井井口段土层中湿度，零下低温使土体中毛细水冻结成冰，导致竖井井口周围土体发生膨胀。当冬季过去气温升高土体冻结融化，应力释放，结构松弛。春夏季节竖井口附近土体中水含量蒸发，土体失水收缩出现表面裂纹，这样周而复始的作用，使土体结构破坏，凝聚力丧失，导致土体破坏。竖井口段土层先是底部片状剥落破坏，然后随塑性区扩展发展成块状剥落破坏，最后形成大面积坍塌破坏。竖井口土体坍塌，坍塌体坠入暗渠导致暗渠淤积后使水流堵塞，暗渠水流堵塞后暗渠水位上升侵泡暗渠渠壁土体，导致暗渠土体坍塌，最后整个坎儿井破坏干涸。目前最常用的是混凝土井盖加固竖井口，然而混凝土井盖在巨大的温湿度差、冻融循环的作用下仅3年到6年时间，混凝土井盖本身就会发生破坏，或者井盖周边的土体破坏。这种安装井盖的办法不能根本解决竖井口冻融循环现象的发生（不能阻止冷热空气直接接触）。
技术实现思路
本技术提出了用于解决坎儿井冻融循环破坏的加固装置，解决了现有技术中坎儿井的竖井口经冻融循环容易坍塌破坏的缺陷。本技术的技术方案是这样实现的：一种用于解决坎儿井冻融循环破坏的加固装置，包括外侧壁、内侧壁、上井盖和下井盖，内侧壁固定设置在外侧壁内，上井盖设置在外侧壁上表面，下井盖固定在内侧壁内，上井盖和下井盖之间距离1.5米，下井盖的底面为圆锥形底面。 进一步，所述外侧壁上表面开有上井盖安装槽。进一步，所述内侧壁内固定有下井盖固定装置。进一步，所述下井盖固定装置为粘土砖。进一步，所述下井盖固定装置为固定桩或固定圈。进一步，所述下井盖固定桩或固定圈为PVC材质。进一步，所述上井盖为木质井盖。进一步，所述下井盖为PVC井盖。进一步，所述外侧壁为粘土外侧壁。进一步，所述内侧壁为砂浆内侧壁。本技术的有益效果：本技术下井盖主要起到阻断湿热水汽，使湿热水汽在上升过程中遇到下井盖底部就冷凝下滴，保证竖井口土体的干燥，避免冻融循环；下层井盖底部设计成圆锥形的形状，使凝结的水珠在井盖底部的中间位置下滴，保证水珠直接滴入暗渠，不会滴在竖井井壁；下井盖安装在新疆地区最大冻深位置，即地表以下1.5m处，使暗渠中的湿热水汽上升到下井盖底部时，水汽会凝结成水珠滴回到暗渠中；上井盖采用木质材料，经济环保，便于开启；下井盖使用PVC材质，保证在高湿度环境中的耐久性。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为坎儿井的结构示意图；图2为本技术的结构示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。参照图2，一种用于解决坎儿井冻融循环破坏的加固装置，包括外侧壁4、内侧壁5、上井盖6和下井盖7，内侧壁5固定设置在外侧壁4内，上井盖6设置在外侧壁4上表面，下井盖7固定在内侧壁5内，上井盖6和下井盖7之间距离1.5米，下井盖7的底面为圆锥形底面。本技术下井盖7主要起到阻断湿热水汽，使湿热水汽在上升过程中遇到下井盖底部就冷凝下滴，保证竖井2口土体的干燥；下井盖7底部设计成圆锥形的形状，使凝结的水珠在井盖底部的中间位置下滴，保证水珠直接滴入暗渠，不会滴在竖井2井壁；下井盖7安装在新疆地区最大冻深位置，即在地表10以下1.5m处，使暗渠中的湿热水汽上升到下井盖7底部时，水汽会凝结成水珠滴回到暗渠中。使用时上井盖6顶部可以覆盖20cm厚的戈壁砂土，起到保护作用，使上井盖6更加耐久，且遵循了文物保护的原则——工程措施应尽量使用原始材料、原始工艺，减少对文物环境的干扰，让工程措施与周边环境更加协调。在本实施例中，所述外侧壁4上表面开有上井盖安装槽8。上井盖安装槽8和上井盖6的形状相同，主要用于固定上井盖6的位置，防止上井盖6在风或动物等外力作用下移动，起不到保护作用，上井盖安装槽8的设置也起到密封作用，防止沙土掉入坎儿井中，导致堵塞坎儿井。为了使上井盖安装槽8更稳固，可以在安装槽表面再固定上粘土砖12等，起加固作用。在本实施例中，所述内侧壁5内固定有下井盖固定装置9。下井盖7固定装置9起到固定下井盖7的作用，因下井盖7周边要面对冻融循环，容易坍塌和破坏，如果没有专门的固定装置，下井盖7容易松动掉下，从而使下井盖7起不到作用。在本实施例中，所述下井盖固定装置9为粘土砖、固定桩或固定圈。采用粘土砖可以用多块砖绕内侧壁5一圈，固定在内侧壁5上，如果采用固定桩做固定装置，就要将固定桩打入内侧壁5和外侧壁4内，如果采用固定圈做固定装置，就要将固定圈嵌入内侧壁5甚至是外侧壁4。在本实施例中，所述固定桩或固定圈为PVC材质。固定桩或固定圈使用PVC材质，保证在高湿度环境中的耐久性，提高使用寿命。当然使用者可以选择其他材质做固定桩或固定圈，只要达到保证在高湿度环境中的耐久性的目的即可。在本实施例中，所述上井盖6为木质井盖。上井盖6采用木质材料，经济环保，便于开启。在本实施例中，所述下井盖7为PVC井盖。同样下井盖使用PVC材质，可以保证在高湿度环境中的耐久性，提高使用寿命。...
【技术保护点】
一种用于解决坎儿井冻融循环破坏的加固装置，其特征在于：包括外侧壁、内侧壁、上井盖和下井盖，内侧壁固定设置在外侧壁内，上井盖设置在外侧壁上表面，下井盖固定在内侧壁内，上井盖和下井盖之间距离1.5米，下井盖的底面为圆锥形底面。
【技术特征摘要】
1.一种用于解决坎儿井冻融循环破坏的加固装置，其特征在于：包括外侧壁、内侧壁、上井盖和下井盖，内侧壁固定设置在外侧壁内，上井盖设置在外侧壁上表面，下井盖固定在内侧壁内，上井盖和下井盖之间距离1.5米，下井盖的底面为圆锥形底面。
2.如权利要求1所述的用于解决坎儿井冻融循环破坏的加固装置，其特征在于：所述外侧壁上表面开有上井盖安装槽。
3.如权利要求2所述的用于解决坎儿井冻融循环破坏的加固装置，其特征在于：所述内侧壁内固定有下井盖固定装置。
4.如权利要求3所述的用于解决坎儿井冻融循环破坏的加固装置，其特征在于：所述下井盖固定装置为粘土砖。
5.如权利要求3所述的用于解决坎儿井冻融循环破坏的加固装置，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王逢睿，周鹏，肖碧，胡明珠，孙琪，
申请(专利权)人：中铁西北科学研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：甘肃;62
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