[实用新型]一种用于解决坎儿井冻融循环破坏的加固装置

说明书

技术领域

本实用新型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。

背景技术

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）。

发明内容

本实用新型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。

本实用新型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。

本实用新型的有益效果：本实用新型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实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式