CN107386308A - 一种边坡坡体自动化降水方法 - Google Patents

一种边坡坡体自动化降水方法 Download PDF

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闻人霞
董理金
鲁华桥
叶李水
卿翠贵
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Abstract

本发明公开了一种边坡坡体自动化降水方法，包括以下步骤：在边坡坡面上平整出钻机放置场地，定出井位、钻机就位、钻井孔，准备好井管，在井管的下端设置有滤水管，滤水管外缠绕至少一层网片，井管底端焊接有井底托；井管分节下沉完成安装，在管口采用井帽封盖以免杂物进入；将滤料回填至井管的外壁与井孔之间，填滤料后，及时洗井，直至滤料和滤水管滤水畅通，再用粘土封填井口，最后安装水泵自动抽水装置和安装太阳能发电系统。本发明的优点在于：采用太阳能作为能源，在偏远山区及用电不足的地方，供电有保障，节能环保；通过水泵自动抽水装置实现自动降水，避免了水泵空转，同时无需人员观测，节省人力、降低了成本。

Description

一种边坡坡体自动化降水方法
技术领域
本发明涉及边坡工程的降水处理技术领域，尤其指一种边坡坡体自动化降水方法。
背景技术
边坡工程中，坡体地下水是产生失稳破坏的主要原因之一，对边坡稳定性起着至关重要的影响；坡体地下水一方面会增加岩土体的重度，另一方面会降低岩土体的物理力学参数(抗剪强度)，从而导致边坡发生失稳破坏。
治坡先治水，坡体降水对边坡稳定是非常必要的；排出坡体内的地下水，将水位降至满足边坡稳定要求的水位以下，可以减少岩土体的重度及提高抗剪强度，从而增加边坡的稳定性。
管井是一种抽取地下水的地下构筑物，泛指抽汲地下水的大直径抽水井；利用管井降水适用于渗透性较强的土层以及基岩裂隙含水层。
但是，通过水泵配合管井来降水在工程实际应用过程中，发现以下几个问题：
一、运行水泵需要供电，在用电不足的地方及位于偏远山区的边坡工程，附近少村庄，用电困难。
二、为了保证降水效果，水泵处于常开状态，地下水降至安全水位以下后，排水设备仍持续在运转；即使在无水情况下，排水设备仍空转运行，这影响排水设备的使用寿命，也增加了成本，造成了资源的浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供方法合理，利用了太阳能供电技术和自动控制技术，使用成本低，降水效果好的一种边坡坡体自动化降水方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种边坡坡体自动化降水方法，包括以下步骤：
步骤一、施工前，在边坡坡面上平整出钻机放置场地；
步骤二、根据设计要求和现场情况定出井位，并做出标记，钻机就位，钻井孔至设计深度；
步骤三、准备好井管，在井管的下端设置有滤水管，滤水管外缠绕至少一层网片，井管底端焊接有井底托；
步骤四、井管采用分节下沉的方法进行安装，各节井管之间焊接连接；
步骤五、井管的管口高于地面300mm，在管口采用井帽封盖以免杂物进入；
步骤六、投放滤料：选用洁净无杂质、磨圆度较好的硬质岩石成分的圆砾作为滤料，将滤料回填至井管的外壁与井孔之间，滤料厚度≥75mm，投放过程应缓慢地从四面围投，保持井管居中，回填时避免架空；
步骤七、填滤料后，及时洗井，直至滤料和滤水管滤水畅通；
步骤八、粘土封填井口：用粘土距地面0.8-1.2m将井口填实夯平；
步骤九、安装水泵自动抽水装置：所述的水泵自动抽水装置包括有水泵、出水管、低水位探测器、高水位探测器、水位控制器以及交流接触器；当水位上升到高水位探测器安装位置及以上时，高水位探测器探测到有水，通过水位控制器启动水泵开始抽水；当水位下降到低水位探测器安装位置以下时，低水位探测器探测到没有水，通过水位控制器关闭水泵停止抽水；
步骤十、安装太阳能发电系统：所述的太阳能发电系统主要包括太阳能电池组件和蓄电池，太阳能发电系统与水泵自动抽水装置相连接，为其供电。
优化的技术措施还包括：
所述的水泵沉于滤水管内，所述的水泵上连接有出水管，该出水管的上端从井管中伸出，所述的水泵经交流接触器与水位控制器相连接，所述的低水位探测器和高水位探测器与水位控制器信号连接。
所述的水泵的流量为4m3/h，扬程为25m。
所述的太阳能发电系统由太阳能电池组件、蓄电池、太阳能控制器以及逆变器构成，所述的太阳能电池组件经太阳能控制器与逆变器相连接，所述的蓄电池与太阳能控制器相连接，所述的水泵自动抽水装置连接于逆变器上。
所述的步骤二中，井孔的直径为 200～600mm，井孔超钻300～500mm。
所述的步骤三中，井管采用镀锌钢管或铸铁管制成，滤水管的外径为100～400mm，滤水管的长度2～3m。
所述的步骤三中，滤水管的开孔孔径为5～10mm，开孔率≥15%，滤水管外缠绕两层60目的网片。
所述的步骤四中，井管安装过程中，在井口安装导向装置。
所述的步骤六中，滤料的不均匀系数η<2。
所述的井底托的厚度为10mm。
本发明一种边坡坡体自动化降水方法，通过太阳能发电系统，采用太阳能作为能源，太阳能作为一种取之不尽用之不竭的绿色能源，在偏远山区及用电不足的地方，供电有保障，节能环保，符合可持续发展理念；并安装了水泵自动抽水装置，通过低水位探测器、高水位探测器监测水位，再由水位控制器控制启动或关闭水泵，达到降水功能，通过自动控制能够避免管井内低水位情况下水泵空转，同时无需人员观测，节省人力、降低了成本。
附图说明
图1是本发明实施例的示意图；
图2是图1中太阳能发电系统的示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1至图2所示为本发明的示意图，
其中的附图标记为：边坡坡面L、井孔1、井管2、井底托21、井帽22、滤水管3、滤料4、粘土5、水泵自动抽水装置6、水泵61、出水管62、低水位探测器63、高水位探测器64、水位控制器65、交流接触器66、太阳能发电系统7、太阳能电池组件71、蓄电池72、太阳能控制器73、逆变器74。
如图1至图2所示，
一种边坡坡体自动化降水方法，包括以下步骤：
步骤一、施工前，在边坡坡面L上平整出钻机放置场地。
步骤二、根据设计要求和现场情况定出井位，并做出标记，钻机就位，钻井孔1至设计深度；井孔1的直径为 200～600mm，为了防止回填滤料4沉淀，井孔1可以超钻300～500mm。
步骤三、准备好井管2，在井管2的下端设置有滤水管3，滤水管3外缠绕两层60目的网片，井管2底端焊接有厚度为10mm的井底托21；井管2采用镀锌钢管或铸铁管制成，滤水管3的外径为100～400mm，滤水管3的长度2～3m，滤水管3的开孔孔径为5～10mm，开孔率≥15%。
步骤四、井管2采用分节下沉的方法进行安装，各节井管之间焊接连接；为了井管2下沉时能够居中，在井口安装导向装置，导向装置由径向向内的凸块构成，井管2下沉过程中沿凸块下滑，这样能够避免井管2剐蹭井壁，井管2安装过程中一旦发生剐蹭井壁现象，应提出井管2对滤水管3进行检查，合格后重新沉设。
步骤五、井管2的管口高于地面300mm，在管口采用井帽22封盖以免杂物进入。
步骤六、投放滤料4：选用洁净无杂质、磨圆度较好的硬质岩石成分的圆砾作为滤料，将滤料4回填至井管2的外壁与井孔1之间，滤料4厚度≥75mm，投放过程应缓慢地从四面围投，保持井管2居中，回填时避免架空；滤料4的不均匀系数η<2，滤料4规格可根据含水层类型进行筛分。
步骤七、填滤料4后，及时洗井，直至滤料4和滤水管3滤水畅通；
步骤八、粘土5封填井口：用粘土5距地面0.8-1.2m将井口填实夯平；
步骤九、安装水泵自动抽水装置6：所述的水泵自动抽水装置6包括有水泵61、出水管62、低水位探测器63、高水位探测器64、水位控制器65以及交流接触器66；当水位上升到高水位探测器64安装位置及以上时，高水位探测器64探测到有水，通过水位控制器65启动水泵61开始抽水；当水位下降到低水位探测器63安装位置以下时，低水位探测器63探测到没有水，通过水位控制器65关闭水泵61停止抽水；
步骤十、安装太阳能发电系统7：所述的太阳能发电系统7主要包括太阳能电池组件71和蓄电池72，太阳能发电系统与水泵自动抽水装置6相连接，为其供电。
所述的水泵61沉于滤水管3内，所述的水泵61上连接有出水管62，该出水管62的上端从井管2中伸出，所述的水泵61经交流接触器66与水位控制器65相连接，所述的低水位探测器63和高水位探测器64与水位控制器65信号连接。
所述的水泵61的流量为4m3/h，扬程为25m。
所述的太阳能发电系统7由太阳能电池组件71、蓄电池72、太阳能控制器73以及逆变器74构成，所述的太阳能电池组件71经太阳能控制器73与逆变器74相连接，所述的蓄电池72与太阳能控制器73相连接，所述的水泵自动抽水装置连接于逆变器74上。
工作原理：
本发明利用太阳能发电系统7，通过太阳能电池组件71将太阳能转换为电能，为水泵自动抽水装置6供电，多余的点则由蓄电池72进行储存备用，采用太阳能作为能源，节能环保，在偏远山区及用电不足的地方，供电有保障。
水泵自动抽水装置6，利用低水位探测器63和高水位探测器64对水位进行监测；当水位上升到高水位探测器64安装位置及以上时，高水位探测器64探测到有水，通过水位控制器65启动水泵61开始抽水，水从滤水管3进入井管2内，最终从出水管62排出井外。当水位下降到低水位探测器63安装位置以下时，低水位探测器63探测到没有水，通过水位控制器65关闭水泵61停止抽水；从而实现了自动降水功能，本降水方法运行过程中无需人员观测，节省人力、降低了成本，也避免了水泵61的空转，能够有效提高水泵61的使用寿命。
本边坡坡体自动化降水方法不仅适用于单一管井，也同样适用于管井群。
本发明的最佳实施例已阐明，由本领域技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。

Claims (10)

1.一种边坡坡体自动化降水方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤一、施工前，在边坡坡面(L)上平整出钻机放置场地；
步骤二、根据设计要求和现场情况定出井位，并做出标记，钻机就位，钻井孔(1)至设计深度；
步骤三、准备好井管(2)，在井管(2)的下端设置有滤水管(3)，滤水管(3)外缠绕至少一层网片，井管(2)底端焊接有井底托(21)；
步骤四、井管(2)采用分节下沉的方法进行安装，各节井管之间焊接连接；
步骤五、井管(2)的管口高于地面300mm，在管口采用井帽(22)封盖以免杂物进入；
步骤六、投放滤料(4)：选用洁净无杂质、磨圆度较好的硬质岩石成分的圆砾作为滤料，将滤料(4)回填至井管(2)的外壁与井孔(1)之间，滤料(4)厚度≥75mm，投放过程应缓慢地从四面围投，保持井管(2)居中，回填时避免架空；
步骤七、填滤料后，及时洗井，直至滤料(4)和滤水管(3)滤水畅通；
步骤八、粘土(5)封填井口：用粘土(5)距地面0.8-1.2m将井口填实夯平；
步骤九、安装水泵自动抽水装置(6)：所述的水泵自动抽水装置(6)包括有水泵(61)、出水管(62)、低水位探测器(63)、高水位探测器(64)、水位控制器(65)以及交流接触器(66)；当水位上升到高水位探测器(64)安装位置及以上时，高水位探测器(64)探测到有水，通过水位控制器(65)启动水泵(61)开始抽水；当水位下降到低水位探测器(63)安装位置以下时，低水位探测器(63)探测到没有水，通过水位控制器(65)关闭水泵(61)停止抽水；
步骤十、安装太阳能发电系统(7)：所述的太阳能发电系统(7)主要包括太阳能电池组件(71)和蓄电池(72)，太阳能发电系统与水泵自动抽水装置(6)相连接，为其供电。
2.根据权利要求1所述的一种边坡坡体自动化降水方法，其特征是：所述的水泵(61)沉于滤水管(3)内，所述的水泵(61)上连接有出水管(62)，该出水管(62)的上端从井管(2)中伸出，所述的水泵(61)经交流接触器(66)与水位控制器(65)相连接，所述的低水位探测器(63)和高水位探测器(64)与水位控制器(65)信号连接。
3.根据权利要求2所述的一种边坡坡体自动化降水方法，其特征是：所述的水泵(61)的流量为4m3/h，扬程为25m。
4.根据权利要求3所述的一种边坡坡体自动化降水方法，其特征是：所述的太阳能发电系统(7)由太阳能电池组件(71)、蓄电池(72)、太阳能控制器(73)以及逆变器(74)构成，所述的太阳能电池组件(71)经太阳能控制器(73)与逆变器(74)相连接，所述的蓄电池(72)与太阳能控制器(73)相连接，所述的水泵自动抽水装置连接于逆变器(74)上。
5.根据权利要求4所述的一种边坡坡体自动化降水方法，其特征是：所述的步骤二中，井孔(1)的直径为 200～600mm，井孔(1)超钻300～500mm。
6.根据权利要求5所述的一种边坡坡体自动化降水方法，其特征是：所述的步骤三中，井管(2)采用镀锌钢管或铸铁管制成，滤水管(3)的外径为100～400mm，滤水管(3)的长度2～3m。
7.根据权利要求6所述的一种边坡坡体自动化降水方法，其特征是：所述的步骤三中，滤水管(3)的开孔孔径为5～10mm，开孔率≥15%，滤水管(3)外缠绕两层60目的网片。
8.根据权利要求7所述的一种边坡坡体自动化降水方法，其特征是：所述的步骤四中，井管(2)安装过程中，在井口安装导向装置。
9.根据权利要求8所述的一种边坡坡体自动化降水方法，其特征是：所述的步骤六中，滤料(4)的不均匀系数η<2。
10.根据权利要求9所述的一种边坡坡体自动化降水方法，其特征是：所述的井底托(21)的厚度为10mm。
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