【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及基础工程，具体涉及一种深土层气水交换设备。
技术介绍
1、滑坡是比较常见的地质灾害，大多数滑坡表现为：雨季时出现滑坡，旱季时又处于相对稳定状态。研究表明，滑坡发生的原因是，在遇到降雨天气时，会导致坡体的地下水位上升，地下水位大幅上升而引起滑坡，因此，为了维持边坡和斜坡的稳定，通常需要控制边坡和斜坡的地下水位，因此，对坡体进行排水成为预防滑坡的重要的水利工程。
2、现有技术中通常会采用滑坡充气排水助理方法来治理滑坡，具体地，在需要排水位置间隔布置钻孔，钻孔内插入输气管，插入钻孔的输气管分为钻孔孔壁封闭段和钻孔孔壁输气段两部分，用输气管和四通气阀连接空气压缩机和插入钻孔的输气管，向各个钻孔压入空气，对潜在滑坡的坡体进行充气，通过空气压力挤出潜在滑坡坡体中的地下水，实现气水置换，当压入气体在地表冒出时，也即出现“窜气”现象时，停止向潜在滑坡体压入空气，间隔1-2天后，再次进行充气，充气3-5次，达到改善潜在滑坡坡体稳定性的目的。
3、对于现有技术中的充气排水方法来说，插入钻孔中的输气管道将整个钻孔分成上下两段，上段形成钻孔孔壁封闭段，下段形成输气段，这种充气方式的充气效果较差，且排水效果差，因此，现有技术亟需一种具有较好充气效果和排水效果的气水交换设备。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种深土层气水交换设备，以解决现有技术中的气水交换设备充气效果差、排水效果差的技术问题。
2、本专利技术的一种深土层气水交换设备，采用如下技术方案：>
3、一种深土层气水交换设备，包括用于插入钻孔内的输气管道，所述输气管道的进气口用于与气泵连接，所述输气管道包括从上至下依次相连的密封段、输气段和集水段，所述密封段包括至少两个变形段，所述变形段从上至下间隔布置，相邻两所述变形段之间连接有连接段，所述变形段由可变形材料制成，以在气压作用下向外扩张并与钻孔的内壁密封贴合，所述变形段的外径大于所述连接段的外径，各个所述连接段与上下两所述变形段围成沿所述输气管道周向延伸的环形槽，所述环形槽在所述输气管道插入钻孔后与钻孔内壁围成蓄水腔，所述连接段的侧壁上开设有进水孔，所述进水孔内设有单向阀，所述单向阀允许所述蓄水腔中的水向所述连接段内流入；所述输气段的上端与最下方的所述变形段的下端连接，所述输气段的下端与所述集水段的上端连接，所述输气段侧壁上间隔开设有排气孔，所述集水段内具有集水腔，所述集水腔与所述密封段和所述输气段连通。
4、进一步地，所述变形段为两端小中间大的鼓形结构，所述连接段为圆柱结构。
5、进一步地，所述变形段包括中间的变形体、连接在所述变形体上端的第一连接法兰和连接在所述变形体下端的第二连接法兰，所述变形体为橡胶材料，所述连接段包括中间筒体、连接在所述中间筒体上端的第三连接法兰和连接在所述变形体下端的第四连接法兰，所述进水孔开设在所述中间筒体的侧壁上，所述第二连接法兰与所述第三连接法兰连接，所述第四连接法兰与所述第一连接法兰连接。
6、进一步地，所述变形体的下端半径大于上端半径，所述第二连接法兰的半径大于所述第一连接法兰的半径，所述第三连接法兰和所述第四连接法兰的半径与所述第一连接法兰的半径相同，所述第二连接法兰与所述第三连接法兰之间通过过渡法兰连接，所述过渡法兰具有上法兰环和下法兰环，所述上法兰环的半径大于所述下法兰环的半径。
7、进一步地，所述进水孔开设在所述中间筒体的下端位置，所述变形体的上半部分的厚度小于下半部分的厚度，以使所述变形体上半部分的变形量大于下半部分的变形量。
8、进一步地，所述进水孔开设在所述中间筒体的下端位置，所述变形体的上半部分的厚度小于下半部分的厚度，以使所述变形体上半部分的变形量大于下半部分的变形量。
9、进一步地，所述输气段的外径与所述连接段的外径相同，所述输气段包括输气筒体和分别连接在所述输气筒体上下两端的第五连接法兰、第六连接法兰，所述第五连接法兰与所述变形段的第二连接法兰通过过渡法兰连接。
10、进一步地，所述集水段的外径大于所述输气段的外径且小于所述变形段的外径。
11、进一步地，所述集水腔的底部开设有排水口，所述排水口连接有能够打开和关闭排水口的封盖。
12、本专利技术的有益效果是：1、本专利技术中的深土层气水交换设备，输气管道的密封段由变形段和连接段交替连接而成，变形段用于与坡体上钻设的钻孔的内壁密封贴合，形成对钻孔内部的密封。至少两个变形段能够与钻孔形成至少两处密封部位，进而提高封闭效果，以此提高充气效果，这样向下输送的气体能够充分对地下水挤压，利于地下水排水，提高排水效果。同时，在实际工作中，相邻两个变形段之间与连接段和钻孔内壁合围成环形的蓄水腔，在输气管道向下充气时，地下水因受挤压作用，这样地下水会进入到蓄水腔内，在充气结束后，连接段上的单向阀打开，使得蓄水腔中流入连接段，并最终集中在集水腔内。本专利技术通过设置特殊结构的密封段，利用其上形成的多个蓄水腔，将地下水引入到输气管道内的集水腔中，这样可以在抽出输气管道时将地下水抽至地上，加快排水速度。
13、2.本专利技术中变形段的上端外径小于下端外径，同时，变形段的变形体的上端厚度小于下端厚度，这样变形段的上端变形量会大于下端变形量，上端变形量大可以使得蓄水腔的底部形成盛水的环台，使得蓄水腔中的水尽可能全部从中间筒体下端的进水口流入连接段内。
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1.一种深土层气水交换设备，包括用于插入钻孔内的输气管道，所述输气管道的进气口用于与气泵连接，其特征在于，所述输气管道包括从上至下依次相连的密封段（100）、输气段（200）和集水段（300），所述密封段（100）包括至少两个变形段（101），所述变形段（101）从上至下间隔布置，相邻两所述变形段（101）之间连接有连接段（102），所述变形段（101）由可变形材料制成，所述变形段（101）的外径大于所述连接段（102）的外径，各个所述连接段（102）与上下两所述变形段（101）围成沿所述输气管道周向延伸的环形槽，所述环形槽在所述输气管道插入钻孔后与钻孔内壁围成蓄水腔，所述连接段（102）的侧壁上开设有进水孔，所述进水孔内设有单向阀（104），所述单向阀（104）允许所述蓄水腔中的水向所述连接段（102）内流入；所述输气段（200）的上端与最下方的所述变形段（101）的下端连接，所述输气段（200）的下端与所述集水段（300）的上端连接，所述输气段（200）侧壁上间隔开设有排气孔，所述集水段（300）内具有集水腔，所述集水腔与所述密封段（100）和所述输气段（200）连通。>
2.根据权利要求1所述的深土层气水交换设备，其特征在于，所述变形段（101）为两端小中间大的鼓形结构，所述连接段（102）为圆柱结构。
3.根据权利要求2所述的深土层气水交换设备，其特征在于，所述变形段（101）包括中间的变形体、连接在所述变形体上端的第一连接法兰和连接在所述变形体下端的第二连接法兰，所述变形体为橡胶材料，所述连接段（102）包括中间筒体、连接在中间筒体上端的第三连接法兰和连接在变形体下端的第四连接法兰，所述进水孔开设在所述中间筒体的侧壁上，所述第二连接法兰与所述第三连接法兰连接，所述第四连接法兰与所述第一连接法兰连接。
4.根据权利要求3所述的深土层气水交换设备，其特征在于，所述变形体的下端半径大于上端半径，所述第二连接法兰的半径大于所述第一连接法兰的半径，所述第三连接法兰和所述第四连接法兰的半径与所述第一连接法兰的半径相同，所述第二连接法兰与所述第三连接法兰之间通过过渡法兰（105）连接，所述过渡法兰（105）具有上法兰环和下法兰环，所述上法兰环的半径大于所述下法兰环的半径。
5.根据权利要求3所述的深土层气水交换设备，其特征在于，所述进水孔开设在所述中间筒体的下端位置，所述变形体的上半部分的厚度小于下半部分的厚度。
6.根据权利要求4所述的深土层气水交换设备，其特征在于，所述输气段（200）的外径与所述连接段（102）的外径相同，所述输气段（200）包括输气筒体和分别连接在所述输气筒体上下两端的第五连接法兰、第六连接法兰，所述第五连接法兰与所述变形段（101）的第二连接法兰通过过渡法兰（105）连接。
7.根据权利要求6所述的深土层气水交换设备，其特征在于，所述集水段（300）的外径大于所述输气段（200）的外径且小于所述变形段（101）的外径。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的深土层气水交换设备，其特征在于，所述集水腔的底部开设有排水口，所述排水口连接有能够打开和关闭排水口的封盖。
...【技术特征摘要】
1.一种深土层气水交换设备，包括用于插入钻孔内的输气管道，所述输气管道的进气口用于与气泵连接，其特征在于，所述输气管道包括从上至下依次相连的密封段（100）、输气段（200）和集水段（300），所述密封段（100）包括至少两个变形段（101），所述变形段（101）从上至下间隔布置，相邻两所述变形段（101）之间连接有连接段（102），所述变形段（101）由可变形材料制成，所述变形段（101）的外径大于所述连接段（102）的外径，各个所述连接段（102）与上下两所述变形段（101）围成沿所述输气管道周向延伸的环形槽，所述环形槽在所述输气管道插入钻孔后与钻孔内壁围成蓄水腔，所述连接段（102）的侧壁上开设有进水孔，所述进水孔内设有单向阀（104），所述单向阀（104）允许所述蓄水腔中的水向所述连接段（102）内流入；所述输气段（200）的上端与最下方的所述变形段（101）的下端连接，所述输气段（200）的下端与所述集水段（300）的上端连接，所述输气段（200）侧壁上间隔开设有排气孔，所述集水段（300）内具有集水腔，所述集水腔与所述密封段（100）和所述输气段（200）连通。
2.根据权利要求1所述的深土层气水交换设备，其特征在于，所述变形段（101）为两端小中间大的鼓形结构，所述连接段（102）为圆柱结构。
3.根据权利要求2所述的深土层气水交换设备，其特征在于，所述变形段（101）包括中间的变形体、连接在所述变形体上端的第一连接法兰和连接在所述变形体下端的第二连接法兰，所述变形体为橡胶材料，所述连接段（102...
【专利技术属性】
技术研发人员：程佳，王扬，孙会哲，张春辉，张少雄，崔建波，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：发明
国别省市：
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