CN108149697A - 一种可适应变形的俯式深排水孔孔内保护装置及安装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种可适应变形的俯式深排水孔孔内保护装置及安装方法，它包括自上而下套接而成排水段(1)、适应变形段(2)和导水段(3)；所述的排水段(1)内设置有U‑PVC塑料硬管(4)、土工布(5)和壁孔(6)；所述的U‑PVC塑料硬管(4)内部中空且管壁上沿环向开设有壁孔(6)，在所述的U‑PVC塑料硬管(4)外表面包裹有土工布(5)；所述的适应变形段(2)内设置有呈中空的PVC钢丝软管(8)，所述的PVC钢丝软管(8)顺轴线方向设置；所述的导水段(3)内设置有U‑PVC塑料硬管(4)和铅丝网(9)；在所述的U‑PVC塑料硬管(4)尾部包裹有铅丝网(9)。它克服了现有技术中孔内保护装置安装困难，卡管现象频发的缺点，具有充分伸入透水地层，排水效果好的优点。

Description

一种可适应变形的俯式深排水孔孔内保护装置及安装方法
技术领域
本发明涉及到水利水电滑坡防护与治理领域，更加具体地是一种可适应变形的俯式深排水孔孔内保护装置及安装方法。
背景技术
在滑坡体中实施排水孔是目前国内外广泛采用的滑坡灾害防治手段。通过排水孔疏排滑坡体内地下水，来降低滑坡体地下水位，可达到有效提高滑坡稳定性的目的。鉴于排水孔具有造价低廉、机动灵活、施工方便等特点，排水孔技术已在诸多滑坡工程中得到应用。
巨型滑坡的滑体深厚，治理一般采用“地下排水洞+仰式排水孔”的组合排水方式：地下排水洞位于稳定的滑床中，为排水孔施工提供空间，导排排水孔排出的水流；排水孔从排水洞内自下往上施工，穿过滑带进入滑体透水层，将滑坡体的地下水导排至排水洞。
为满足排水孔长期运行要求，防止岩块、碎土及颗粒在水流作用下淤堵排水孔致其失效，一般需要在排水孔内安装孔内保护装置。常规孔内保护装置一般由多段塑料滤水管或硬质PVC排水管(开孔)外包土工布连接而成。
常规孔内保护装置在施工和运行过程中存在如下问题：
1、孔内保护装置安装困难，卡管现象频发；在深排水孔施工中，常规孔内保护装置一般通过人工方式自下往上推送至预先完成的钻孔内，随着推送深度的增加，孔内保护装置会在端头形成一定的弯曲挠度，不仅造成推力轴向传力效果明显降低，还导致孔内保护装置与孔壁大面积接触，会产生较大的摩擦阻力。在安装推送过程中，不仅要克服自身的重力，还要克服孔壁阻力，同时推力的轴向传力效果差，以上原因的综合作用容易导致孔内保护装置发生扭曲弯折，以致卡管事故发生。排水孔深度越深，孔内保护装置安装难度也越大，甚至其安装深度难以达到设计要求孔深，伸入透水地层长度有限，导致排水效果不佳。
2、孔内保护装置难以适应滑坡体变形，容易被错断，使用年限短；蠕滑变形的滑坡体一般沿滑面蠕滑错动，年变形量大(一般可达45mm以上)，由于滑坡体方量巨大，滑坡体向前蠕滑产生的推力巨大。由于常规孔内保护装置主材一般为塑料滤水管或硬质U-PVC排水管，其可伸缩性差，可弯曲角度小，难以适应滑坡体的大变形，很容易在滑坡体的巨大推力作用下被错断，由于孔内保护装置是主要排水通道，其被错断后会丧失排水能力。常规孔内保护装置的外径一般为60～80mm，如按滑坡年蠕滑变形量45～60mm考虑，常规孔内保护装置在安装运行2～3年后会被错断，使用年限非常短。
孔内保护装置被错断失效后，由于滑动部位的土体已经完全错位，无法在原排水孔内重新安装孔内保护装置，只能重新钻设排水孔后再安装孔内保护装置，导致运行维护费用非常高。
发明内容
本发明的第一目的在于克服上述背景的不足之处，而提出一种可适应变形的俯式深排水孔孔内保护装置。
本发明的目的是通过如下技术方案来实施的：一种可适应变形的俯式深排水孔孔内保护装置，其特征在于：它包括自上而下套接而成排水段、适应变形段和导水段；
所述的排水段内设置有U-PVC塑料硬管、土工布和壁孔；所述的U-PVC塑料硬管内部中空且管壁上沿环向开设有壁孔，在所述的U-PVC塑料硬管外表面包裹有土工布；
所述的适应变形段内设置有呈中空的PVC钢丝软管，所述的PVC钢丝软管顺轴线方向设置；
所述的导水段内设置有U-PVC塑料硬管和铅丝网；在所述的U-PVC塑料硬管尾部包裹有铅丝网。
在上述技术方案中：所述的适应变形段与排水段和导水段内的搭接长度均不少于50厘米，且所述的U-PVC塑料硬管的厚度大于3毫米。
在上述技术方案中：所述的U-PVC塑料硬管每2-4米设置一节，每节所述的U-PVC塑料硬管之间采用管箍连接，每侧所述的管箍接头均采用四个铆钉固定。
在上述技术方案中：每环所述的壁孔共有4个，相邻的所述的壁孔之间的孔距为2.5厘米，每个所述的壁孔的孔径为15毫米；相邻的每环所述的壁孔交错布置。
在上述技术方案中：所述的PVC钢丝软管采用内嵌钢丝骨架的PVC软管结构，所述的PVC钢丝软管的内径大于所述的U-PVC塑料硬管外径，每侧所述的PVC钢丝软管与U-PVC塑料硬管搭接处均设置有三环铆钉，每环铆钉共设置有六个铆钉，且所述的铆钉与所述的PVC钢丝软管接触处设置有15毫米的刚垫圈。
本发明的第二目的在于提出一种方法：一种可适应变形的俯式深排水孔孔内保护装置的安装方法，它包括如下步骤；
①、钻孔：钻孔开钻前，对排水孔地表坐标进行放样；钻孔过程中，自上往下进行钻孔，并逐段采取钻孔芯样，直至钻机准确钻穿地下排水洞衬砌；钻孔完成后，对所述的钻孔孔芯进行素描，分别确定滑体、滑带、滑床的厚度h1、h2、h3；
②、孔内保护装置材料制作：所述的排水段总长度为m，所述的U-PVC塑料硬管按4米一节进行制备，人工在所述的U-PVC塑料硬管管壁开花孔，在所述的U-PVC塑料硬管管外包裹土工布，所述的土工布搭接处用机器缝合；所述的适应变形段总长度为米，在所述的适应变形段截取相应长度的所述的PVC钢丝软管；所述的导水段总长度为米，设置在所述的导水段内的U-PVC塑料硬管按2-4米一节进行制备；并配备管箍及铆钉；
③、导水段装置安装：在所述的导水段孔口地表处设置三脚架，在所述的三脚架顶部设定滑轮，在第一段U-PVC塑料硬管端头包裹铅丝网后，采用钢丝绳将U-PVC塑料硬管悬吊在三脚架的定滑轮上，采用人工或机械方式逐渐放松钢丝绳，待第一段所述的U-PVC塑料硬管下放至外露0.5米时，通过管箍将第2段所述的U-PVC塑料硬管套接在第一段所述的U-PVC塑料硬管上，所述的管箍环向设置有铆钉并进行固定后，继续放松钢丝绳进行安装；按此循环直至导水段所有的U-PVC塑料硬管全部安装完成；
④、适应变形段装置安装：将所述的PVC钢丝软管套接在U-PVC塑料硬管外，所述的PVC钢丝软管与U-PVC塑料硬管的套接长度不少于0.5米，且套接段采用铆钉进行固定后，放松钢丝绳进行安装，待所述的PVC钢丝软管下设至顶部外露约1米时停止；
⑤、排水段装置安装：将所述的U-PVC塑料硬管套接在所述的PVC钢丝软管内，所述的PVC钢丝软管与U-PVC塑料硬管的套接长度不少于0.5米，且套接段采用铆钉进行固定后，放松钢丝绳进行安装，每节所述的U-PVC塑料硬管外预留有20厘米土工布，并相邻的所述的土工布之间采用钢丝进行绑扎固定；待全部安装完成后，在所述的U-PVC塑料硬管顶部安装设置塑料管盖，同时在所述的U-PVC塑料硬管横向插入钢筋，所述的钢筋搁置在所述的排水段孔口两侧地表进行固定，并在所述的排水段孔口地表浇筑混凝土墩；
⑥、孔口装置安装：拆除第1段所述的U-PVC塑料硬管端头包裹的铅丝网后，并及时安装所述的U-PVC塑料硬管孔口保护装置。
在上述技术方案中：所述的排水段、适应变形段和导水段采用自上而下安装。
在上述技术方案中：所述的PVC钢丝软管采用内嵌钢丝骨架的PVC软管制作而成，并顺着轴线的方向安装。
本发明具有如下优点：①本装置采用自上往下的方式安装，仅需提供与重力作用相反的悬吊力，安装简单；
传统的孔内保护装置采用自下往上方式安装，不仅要克服自身的重力，还要克服由于挠曲变形后与孔壁接触的摩擦阻力，同时推力的轴向传力效果差，孔内保护装置在安装过程中经常发生扭曲弯折，安装非常困难。本装置采用自上往下的方式安装，仅需将装置悬吊在三脚架上，利用滑轮通过放松钢丝绳进行安装，在重力作用下孔内保护装置始终处于垂直状态，顶部居中后可以保证装置位于钻孔中央，避免与孔壁土体接触产生摩擦阻力，安装方便。此外，由于本装置自上而下完整穿透滑坡体，充分伸入透水地层，排水效果好。
②本装置在滑带(即变形错动部位)设置柔性好的PVC钢丝软管，可以适应滑坡大变形，使用年限长；
传统孔内保护装置在滑带(即变形错动部位)未进行针对性设计，全长采用塑料滤水管或硬质U-PVC排水管，可伸缩性差，可弯曲角度小，难以适应滑坡体在滑带处的大变形，很容易被错断，一般使用年限仅2～3年。本装置采用组合式的孔内保护装置结构，一般部位主材仍采用硬质U-PVC塑料硬管，主要起排水或导水作用；在滑带(即变形错动部位)主材采用PVC钢丝软管，不仅能导排水流，由于其可伸缩性强，弯曲半径小，弯曲角度可达360°，还能随滑带的蠕滑变形错动而伸长或弯曲，能很好的适应滑带处的大变形，可大大提高排水孔的使用年限。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：排水段1、适应变形段2和导水段3、U-PVC塑料硬管4、塑料管盖4.1、钢筋4.2、混凝土墩4.3、土工布5、壁孔6、管箍7、PVC钢丝软管8、铅丝网9、三脚架10、钢丝绳11、定滑轮12、地下排水洞衬砌13。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已，同时通过说明本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。
参照图1所示：一种可适应变形的俯式深排水孔孔内保护装置，它包括自上而下套接而成排水段1、适应变形段2和导水段3；
所述的排水段1内设置有U-PVC塑料硬管4、土工布5和壁孔6；所述的U-PVC塑料硬管4内部中空且管壁上沿环向开设有壁孔6，在所述的U-PVC塑料硬管4外表面包裹有土工布5；
所述的适应变形段2内设置有呈中空的PVC钢丝软管8，所述的PVC钢丝软管8顺轴线方向设置；
所述的导水段3内设置有U-PVC塑料硬管4和铅丝网9；在所述的U-PVC塑料硬管4尾部包裹有铅丝网9。
所述的适应变形段2与排水段1和导水段3内的搭接长度均不少于50厘米，且所述的U-PVC塑料硬管4的厚度大于3毫米。
所述的U-PVC塑料硬管4每2-4米设置一节，每节所述的U-PVC塑料硬管4之间采用管箍7连接，每侧所述的管箍7接头均采用四个铆钉固定。
每环所述的壁孔6共有4个，相邻的所述的壁孔6之间的孔距为2.5厘米，每个所述的壁孔6的孔径为15毫米；相邻的每环所述的壁孔6交错布置。
所述的PVC钢丝软管8采用内嵌钢丝骨架的PVC软管结构，所述的PVC钢丝软管8的内径大于所述的U-PVC塑料硬管4外径，每侧所述的PVC钢丝软管8与U-PVC塑料硬管4搭接处均设置有三环铆钉，每环铆钉共设置有六个铆钉，且所述的铆钉与所述的PVC钢丝软管8接触处设置有15毫米的刚垫圈。
本发明还包括一种方法：一种可适应变形的俯式深排水孔孔内保护装置的安装方法，它包括如下步骤；
①、钻孔：钻孔开钻前，对排水孔地表坐标进行放样；钻孔过程中，自上往下进行钻孔，并逐段采取钻孔芯样，直至钻机准确钻穿地下排水洞衬砌13；钻孔完成后，对所述的钻孔孔芯进行素描，分别确定滑体、滑带、滑床的厚度h1、h2、h3；
②、孔内保护装置材料制作：所述的排水段1总长度为h1-0.5m，所述的U-PVC塑料硬管4按4米一节进行制备，人工在所述的U-PVC塑料硬管4管壁开花孔，在所述的U-PVC塑料硬管4管外包裹土工布5，所述的土工布5搭接处用机器缝合；所述的适应变形段2总长度为h2+2米，在所述的适应变形段2截取相应长度的所述的PVC钢丝软管8；所述的导水段3总长度为h3-0.5米，设置在所述的导水段3内的U-PVC塑料硬管4按2-4米一节进行制备；并配备管箍7及铆钉；
③、导水段装置安装：在所述的导水段3孔口地表处设置三脚架10，在所述的三脚架10顶部设定滑轮12，在第一段U-PVC塑料硬管4端头包裹铅丝网9后，采用钢丝绳11将U-PVC塑料硬管4悬吊在三脚架10的定滑轮12上，采用人工或机械方式逐渐放松钢丝绳11，待第一段所述的U-PVC塑料硬管4下放至外露0.5米时，通过管箍7将第2段所述的U-PVC塑料硬管4套接在第一段所述的U-PVC塑料硬管4上，所述的管箍7环向设置有铆钉并进行固定后，继续放松钢丝绳11进行安装；按此循环直至导水段3所有的U-PVC塑料硬管4全部安装完成；
④、适应变形段装置安装：将所述的PVC钢丝软管8套接在U-PVC塑料硬管4外，所述的PVC钢丝软管8与U-PVC塑料硬管4的套接长度不少于0.5米，且套接段采用铆钉进行固定后，放松钢丝绳11进行安装，待所述的PVC钢丝软管8下设至顶部外露约1米时停止；
⑤、排水段装置安装：将所述的U-PVC塑料硬管4套接在所述的PVC钢丝软管8内，所述的PVC钢丝软管8与U-PVC塑料硬管4的套接长度不少于0.5米，且套接段采用铆钉进行固定后，放松钢丝绳11进行安装，每节所述的U-PVC塑料硬管4外预留有20厘米土工布5，并相邻的所述的土工布5之间采用钢丝进行绑扎固定；待全部安装完成后，在所述的U-PVC塑料硬管4顶部安装设置塑料管盖4.1，同时在所述的U-PVC塑料硬管4横向插入钢筋4.2，所述的钢筋4.2搁置在所述的排水段1孔口两侧地表进行固定，并在所述的排水段1孔口地表浇筑混凝土墩4.3；
⑥、孔口装置安装：拆除第1段所述的U-PVC塑料硬管4端头包裹的铅丝网7后，并及时安装所述的U-PVC塑料硬管4孔口保护装置。
所述的排水段1、适应变形段2和导水段3采用自上而下安装。
所述的PVC钢丝软管8采用内嵌钢丝骨架的PVC软管制作而成，并顺着轴线的方向安装。
上述未详细说明部分均为现有技术。

Claims (8)

1.一种可适应变形的俯式深排水孔孔内保护装置，其特征在于：它包括自上而下套接而成排水段(1)、适应变形段(2)和导水段(3)；
所述的排水段(1)内设置有U-PVC塑料硬管(4)、土工布(5)和壁孔(6)；所述的U-PVC塑料硬管(4)内部中空且管壁上沿环向开设有壁孔(6)，在所述的U-PVC塑料硬管(4)外表面包裹有土工布(5)；
所述的适应变形段(2)内设置有呈中空的PVC钢丝软管(8)，所述的PVC钢丝软管(8)顺轴线方向设置；
所述的导水段(3)内设置有U-PVC塑料硬管(4)和铅丝网(9)；在所述的U-PVC塑料硬管(4)尾部包裹有铅丝网(9)。
2.根据权利要求1所述的一种可适应变形的俯式深排水孔孔内保护装置，其特征在于：所述的适应变形段(2)与排水段(1)和导水段(3)内的搭接长度均不少于50厘米，且所述的U-PVC塑料硬管(4)的厚度大于3毫米。
3.根据权利要求1或2所述的一种可适应变形的俯式深排水孔孔内保护装置，其特征在于：所述的U-PVC塑料硬管(4)每2-4米设置一节，每节所述的U-PVC塑料硬管(4)之间采用管箍(7)连接，每侧所述的管箍(7)接头均采用四个铆钉固定。
4.根据权利要求3所述的一种可适应变形的俯式深排水孔孔内保护装置，其特征在于：每环所述的壁孔(6)共有4个，相邻的所述的壁孔(6)之间的孔距为2.5厘米，每个所述的壁孔(6)的孔径为15毫米；相邻的每环所述的壁孔(6)交错布置。
5.根据权利要求4所述的一种可适应变形的俯式深排水孔孔内保护装置，其特征在于：所述的PVC钢丝软管(8)采用内嵌钢丝骨架的PVC软管结构，所述的PVC钢丝软管(8)的内径大于所述的U-PVC塑料硬管(4)外径，每侧所述的PVC钢丝软管(8)与U-PVC塑料硬管(4)搭接处均设置有三环铆钉，每环铆钉共设置有六个铆钉，且所述的铆钉与所述的PVC钢丝软管(8)接触处设置有15毫米的刚垫圈。
6.安装权利要求1-5中任一权利要求所述的一种可适应变形的俯式深排水孔孔内保护装置的方法，其特征在于：它包括如下步骤；
①、钻孔：钻孔开钻前，对排水孔地表坐标进行放样；钻孔过程中，自上往下进行钻孔，并逐段采取钻孔芯样，直至钻机准确钻穿地下排水洞衬砌(13)；钻孔完成后，对所述的钻孔孔芯进行素描，分别确定滑体、滑带、滑床的厚度h1、h2、h3；
②、孔内保护装置材料制作：所述的排水段(1)总长度为(h1-0.5)m，所述的U-PVC塑料硬管(4)按4米一节进行制备，人工在所述的U-PVC塑料硬管(4)管壁开花孔，在所述的U-PVC塑料硬管(4)管外包裹土工布(5)，所述的土工布(5)搭接处用机器缝合；所述的适应变形段(2)总长度为(h2+2)米，在所述的适应变形段(2)截取相应长度的所述的PVC钢丝软管(8)；所述的导水段(3)总长度为(h3-0.5)米，设置在所述的导水段(3)内的U-PVC塑料硬管(4)按2-4米一节进行制备；并配备管箍(7)及铆钉；
③、导水段装置安装：在所述的导水段(3)孔口地表处设置三脚架(10)，在所述的三脚架(10)顶部设定滑轮(12)，在第一段U-PVC塑料硬管(4)端头包裹铅丝网(9)后，采用钢丝绳(11)将U-PVC塑料硬管(4)悬吊在三脚架(10)的定滑轮(12)上，采用人工或机械方式逐渐放松钢丝绳(11)，待第一段所述的U-PVC塑料硬管(4)下放至外露0.5米时，通过管箍(7)将第2段所述的U-PVC塑料硬管(4)套接在第一段所述的U-PVC塑料硬管(4)上，所述的管箍(7)环向设置有铆钉并进行固定后，继续放松钢丝绳(11)进行安装；按此循环直至导水段(3)所有的U-PVC塑料硬管(4)全部安装完成；
④、适应变形段装置安装：将所述的PVC钢丝软管(8)套接在U-PVC塑料硬管(4)外，所述的PVC钢丝软管(8)与U-PVC塑料硬管(4)的套接长度不少于0.5米，且套接段采用铆钉进行固定后，放松钢丝绳(11)进行安装，待所述的PVC钢丝软管(8)下设至顶部外露约1米时停止；
⑤、排水段装置安装：将所述的U-PVC塑料硬管(4)套接在所述的PVC钢丝软管(8)内，所述的PVC钢丝软管(8)与U-PVC塑料硬管(4)的套接长度不少于0.5米，且套接段采用铆钉进行固定后，放松钢丝绳(11)进行安装，每节所述的U-PVC塑料硬管(4)外预留有20厘米土工布(5)，并相邻的所述的土工布(5)之间采用钢丝进行绑扎固定；待全部安装完成后，在所述的U-PVC塑料硬管(4)顶部安装设置塑料管盖(4.1)，同时在所述的U-PVC塑料硬管(4)横向插入钢筋(4.2)，所述的钢筋(4.2)搁置在所述的排水段(1)孔口两侧地表进行固定，并在所述的排水段(1)孔口地表浇筑混凝土墩(4.3)；
⑥、孔口装置安装：拆除第1段所述的U-PVC塑料硬管(4)端头包裹的铅丝网(7)后，并及时安装所述的U-PVC塑料硬管(4)孔口保护装置。
7.根据权利要求6所述的一种可适应变形的俯式深排水孔孔内保护装置的安装方法，其特征在于：所述的排水段(1)、适应变形段(2)和导水段(3)采用自上而下安装。
8.根据权利要求7所述的一种可适应变形的俯式深排水孔孔内保护装置的安装方法，其特征在于：所述的PVC钢丝软管(8)采用内嵌钢丝骨架的PVC软管制作而成，并顺着轴线的方向安装。
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