CN108755709A - 一种露天矿边坡防渗排水系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种露天矿边坡防渗排水系统，包括防渗层、坡顶锚固沟、坡脚排水沟，所述防渗层一端从坡顶锚固沟起始顺坡铺设，另一端延伸至坡脚排水沟，并铺满坡脚排水沟侧壁与沟底，所述防渗层由钢丝绳外压固定，所述钢丝绳包括纵向钢丝绳、横向钢丝绳，纵向钢丝绳与横向钢丝绳垂直连接，所述纵向钢丝绳的顶端在坡顶锚固沟固定，底端延展至坡脚，所述横向钢丝绳的两端分别与纵向钢丝绳连接。本发明结构合理，技术风险小，实用性强，可节约工程成本，在边坡坡面防护工程中具有较大推广应用价值。

Description

一种露天矿边坡防渗排水系统

技术领域

本发明属于边坡防渗防护工程技术领域，具体地说，涉及一种露天矿边坡防渗排水系统。

背景技术

边坡稳定性受降雨入渗影响较大，降雨之所以是导致边坡失稳的重要因素，主要是因为降雨雨水一方面由地表渗入岩体会进一步增加对边坡稳定极为不利的孔隙水压力，另一方面，岩体浸水后岩土体的物理力学性质发生变化，强度降低，即发生水化现象，导致岩土体容易失稳。

在露天矿山高边坡防渗工程中一直存在这样的问题，采用混凝土喷浆的方式进行防护，露天矿边坡会发生一定的变形导致喷射混凝土防渗区域表面开裂，从而达不到防护效果，同时混凝土喷浆防护成本过高。边坡表层岩体受风化作用明显，其表现为边坡表面在日晒雨淋的条件下，容易发生崩解破碎，强度较低。边坡风化速度较缓慢，其风化作用尚不明显，边坡变形破坏的数量较少。随着时间推移，边坡岩体长期受自然因素强烈作用，边坡表面力学强度明显降低，风化作用对边坡稳定性的影响是较显著的。边坡表面风化程度的加深，其风化速度将进一步加快，就边坡岩体而言，若边坡防护不当，岩体表面产生风化剥落，风化作用则会继续不断深入，影响边坡稳定性。目前对边坡的防护，有采用工程布膜铺设，整条从上往下铺设，坡面上的滚石、碎石易撕裂布膜，再有边坡长宽差异大，整条铺设难度较大，不易清理，后期维修也麻烦。

HDPE防渗膜具有普通防水材料无法比拟的防渗效果，HDPE防渗膜具有高强抗拉伸机械性，它优良的弹性和变形能力使其非常适用于膨胀或收缩基面。同时具有优秀的抗老化、抗紫外线、抗分解能力，可裸露使用，材料使用寿命较长，为环境防渗提供很好的材料保证。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种露天矿边坡防渗排水系统，为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种露天矿边坡防渗排水系统，包括防渗层、坡顶锚固沟[锚固要修改成坡顶固定装置。通篇修改]、坡脚排水沟，所述防渗层一端从坡顶锚固沟起始顺坡铺设，另一端延伸至坡脚排水沟，并铺满坡脚排水沟侧壁与沟底，所述防渗层由钢丝绳外压固定，所述钢丝绳包括纵向钢丝绳、横向钢丝绳，纵向钢丝绳与横向钢丝绳垂直连接，所述纵向钢丝绳的顶端在坡顶锚固沟固定，底端延展至坡脚，所述横向钢丝绳的两端分别与纵向钢丝绳连接。

进一步地，所述防渗层包括上段防渗层、下段防渗层、坡脚排水沟防渗层，所述上段防渗层的顶端延伸至坡顶锚固沟，底端与下段防渗层的顶端搭接，且上段防渗层底端位于下段防渗层顶端之上，所述下段防渗层的底端与坡脚排水沟防渗层搭接并位于其上。

进一步地，所述上段防渗层、下段防渗层均由HDPE膜、复合土工膜组成，HDPE膜与复合土工膜连接，复合土工膜与坡面接触铺设，所述坡脚排水沟防渗层为HDPE膜。

进一步地，所述防渗层由若干区块组成，相邻区块的防渗层搭接，搭接宽度不小于25cm，搭接处的防渗层设有若干能用绑扎钢丝绑扎的搭接孔，搭接孔直径为5～10mm，绑扎钢丝直径比搭接孔直径小1～2mm，每个区块内的HDPE膜与复合土工膜热熔焊接，热熔焊接宽度不小于25cm。

进一步地，所述HDPE膜为宽度在3m～6m的单糙面HDPE膜，厚度不小于1.5mm。

进一步地，所述纵向钢丝绳的顶端通过钢管固定在坡顶锚固沟，所述纵向钢丝绳与横向钢丝绳通过固定结构连接，所述固定结构包括锚钉、与钢丝绳连接的钢板，锚钉穿过钢板及防渗层插入到边坡内。

进一步地，所述钢板由上层钢板、下层钢板组成，上层钢板与下层钢板对位设有位于中心的锚钉孔，所述下层钢板周向均设有4个螺帽、若干用于将上层钢板与下层钢板连接的安装螺孔，4个螺帽对角连接线互相垂直，纵向钢丝绳与横向钢丝绳穿过两对角螺帽互相垂直。

进一步地，所述钢板由上层钢板、下层钢板组成，上层钢板与下层钢板对位设有位于中心的锚钉孔，所述钢板设有两条互相垂直的凹槽、若干用于将上层钢板与下层钢板连接的安装螺孔，纵向钢丝绳与横向钢丝绳从两凹条槽穿过钢板互相垂直，凹槽的深度为钢板厚度的一半。

进一步地，所述钢板为正方形，所述锚钉孔的直径比锚钉直径大2mm～8mm，所述钢板的尺寸为A×A×C，边长A为100mm～200mm，厚度C为4mm～8mm。

进一步地，所述锚钉的长度为1500mm～2500mm，所述锚钉为HRB335型高强度钢筋，直径在16mm～30mm。

进一步地，所述纵向钢丝绳与横向钢丝绳形成的网格尺寸为A×B，纵长A为3000mm～6000mm，横长B为3000mm～6000mm，所述钢丝绳的直径为8mm～16mm。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

1、表面增加网格状钢丝绳可以有效防止HDPE膜及复合土工膜因大风吹起而导致的膜的破坏。

2、下段HDPE膜与坡脚排水沟HDPE膜的活搭接方法可以有效的防止因下部平台变形导致对HDPE膜的破坏，同时可以有效防止水沿变形裂缝渗入坡面内。

3、搭接铺设便于清理边坡上的滚石等损害，如若撕裂膜后，易修补等可对因坡面上的滚石滚落造成损坏的防渗膜可进行简单快速的修补或更换。

4、防止降雨渗入边坡内部，能够提高边坡稳定性。

5、可以有效减缓坡面风化，阻碍边坡表层强度降低。

6、克服了现有混凝土喷浆技术在边坡防护上的不足。

7、可以实现不断的搭接并可以重复利用HDPE膜。

8、具有一定拉伸性，有效抵抗变形，避免边坡变形引起防渗层破坏。

本发明结构合理，操作便捷，技术风险小，实用性强，可节约工程成本，在边坡坡面防护工程中具有较大推广应用价值。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本申请的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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附图。在附图中：

图1为本发明一实施例结构示意图；

图2为本发明一实施例固定结构示意图；

图3为本发明一实施例下层钢板示意图；

图4为本发明另一实施例下层钢板示意图；

图5为本发明又一实施例下层钢板示意图；

图6为图5中A-A剖面示意图；

图7为本发明再一实施例下层钢板示意图；

图8为图7中A-A剖面示意图；

图9为图7中B-B剖面示意图；

图10为本发明一实施例钢丝绳铺设示意图；

图11为本发明一实施例坡顶锚固沟固定示意图；

图12为本发明一实施例防渗层区块搭接示意图。

图中：11-HDPE膜，12-复合土工膜，2-坡顶锚固沟，21-垫板，22-安装螺母，23-钢管，3-坡脚排水沟，4-钢丝绳，41-纵向钢丝绳，42-横向钢丝绳，5-钢板，51-上层钢板；52-下层钢板，53-螺帽，54-锚钉孔，55-凹槽，56-安装螺孔，6-锚钉，7-沙袋，8-绑扎钢丝。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

如图1至图6所示，本实施例所述一种露天矿边坡防渗排水系统，包括防渗层、坡顶锚固沟2、坡脚排水沟3，防渗层一端从坡顶锚固沟2起始顺坡铺设，另一端延伸至坡脚排水沟3，并铺满坡脚排水沟3侧壁与沟底，防渗层由钢丝绳4外压固定。

这里的防渗层包括上段防渗层、下段防渗层、坡脚排水沟3防渗层，上段防渗层的顶端延伸至坡顶锚固沟2，底端与下段防渗层的顶端搭接，且上段防渗层底端位于下段防渗层顶端之上，下段防渗层的底端与坡脚排水沟3防渗层搭接并位于其上。其中，上段防渗层、下段防渗层均由HDPE膜11、复合土工膜12组成，HDPE膜11与复合土工膜12连接，复合土工膜12与坡面接触铺设，所述坡脚排水沟3防渗层为HDPE膜11，HDPE膜11为厚度1.5mm单糙面HDPE膜11，一面光滑一面粗糙，且铺设时光滑面朝外。具体的，在铺设时，先在坡面上铺设上段防渗层的复合土工膜12、及HDPE膜11，然后在坡面上铺设下段防渗层的复合土工膜12、及HDPE膜11，上段防渗层、下段防渗层搭接时，上段防渗层位于下段防渗层之上，搭接长度50cm；坡脚排水沟3防渗层沿沟底、沟壁满铺，与下段防渗层搭接时，下段防渗层位于坡脚排水沟3防渗层之上，搭接长度1.5m，下段防渗层的底端搭接后可用沙袋7间隔压住，当然也可用锚钉6固定，为便于排水流畅，在边坡与坡脚的衔接处，回填部分土，形成过渡连接，形成减缓坡度，以便流水顺畅。这里需要说明的是，本例中在坡面位置分上、下两段防渗层，是针对本例中边坡长度，为了便于方便施工，易于操作，当然可以根据具体情况，划分为更多段，以满足不同需求。

防渗层裸露在外，为避免风刮卷起，用钢丝绳4将防渗层固定，钢丝绳4包括纵向钢丝绳41、横向钢丝绳42，纵向钢丝绳41的顶端在坡顶锚固沟2用钢管23固定，钢管23可选直径为30-50mm，长度控制在0.6-1.2m，坡顶锚固沟2开槽宽度宽度不小于50cm，深度不小于20cm，本例中为60×25cm，槽为梯形，在其底面上用垫板21垫着，本例中垫板21为正方形钢板，尺寸为A×A×C，边长A控制在100mm-200mm,厚度C控制在4mm-8mm，中间开孔，用于钢管23穿过，孔的直径比钢管23直径大3mm-8mm，本例中钢管23直径为50mm、长度为0.8m，及200×200×5mm的正方形钢板，钢板的中孔为55mm，钢管23穿过中孔插入坡顶锚固沟2内，插入0.5m，露出0.3m，用安装螺母22将钢管23与垫板21固定，将纵向钢丝绳41的顶端与钢管23连接稳固，纵向钢丝绳41的底端延展至坡脚，横向钢丝绳42的两端分别与纵向钢丝绳41连接，形成网状结构。为便于钢丝绳4的固定，以及对防渗层的稳固压盖，钢丝绳4的网格尺寸为A×B，纵长A为4000mm，横长B为3750mm，钢丝绳4的直径为10mm。横向钢丝绳42与纵向钢丝绳41通过固定结构连接，固定结构包括锚钉6、与钢丝绳4连接的钢板5，钢板5由上层钢板51、下层钢板52组成，本例钢板5为正方形，边长为100mm，厚度为4mm，上层钢板51与下层钢板52对位设有位于中心的锚钉孔54，锚钉孔54的直径为22mm，下层钢板52四边的中点位置设有4个螺帽53，螺帽53的孔与纵向钢丝绳41、横向钢丝绳42走向平行，纵向钢丝绳41与横向钢丝绳42穿过对角螺帽53，保持纵向与横向的互相垂直，上层钢板51与下层钢板52的四角附近设有4个安装螺孔56，用螺栓可将上层钢板51与下层钢板52连接稳固，如此，通过固定结构将横向钢丝绳42、纵向钢丝绳41网状稳固连接，同时通过锚钉6插入边坡中，由于钢丝绳的柔性，锚钉6绕开钢丝绳可插入边坡中，实现对防渗层的压盖。其中，锚钉6的长度为1500mm～2500mm，本例中锚钉6为HRB335型高强度钢筋，直径在20mm，长度为2000mm。用点状分部式的固定结构拉结钢丝绳4，既能稳固防渗层，又能快速便捷安装，避免用大面积网状结构盖压时操作繁琐工序出现。

需要说明的是，钢板的连接可采用其他形式，如附图，螺帽53与安装螺孔56调换位置，螺帽53位于四角点，安装螺孔56为四边中点位置附近；再如附图，钢板设有两条互相垂直的凹槽55、4个安装螺孔56，凹槽55中可盛放钢丝绳，上下层钢板扣合连接后，钢丝绳位于凹槽55中，既能保证对纵横向钢丝绳的限位，又能便于安装固定，这里凹槽55的深度可根据钢丝绳直径设置，可优选凹槽55的深度为钢板厚度的一半，适于多种型号钢丝绳。

为便于防渗层的铺设，本例中防渗层由若干区块组成，根据坡面走向长度，划分区块，4幅组成一区块，采用每幅宽度在4m速度的单糙面HDPE膜11，区块内的HDPE膜11与复合土工膜12采用热熔焊接，热熔焊接宽度为25cm，相邻区块的防渗膜直接采用搭接形式，搭接宽度不得小于25cm，在搭接处防渗膜上间隔开设一定距离的搭接孔，搭接孔的直径控制在5-10mm，绑扎钢丝8进行绑扎连接，绑扎钢丝的直径比搭接孔的直径小1mm-2mm，施工简单易操作，后期需要维护更换时，也方便拆卸更换。需要说明的是涉及坡脚排水沟3防渗层的，直接铺设HDPE膜11。

施工时，根据坡面划分区块，从上至下铺设，先在坡面上铺设上段防渗层，复合土工膜12贴坡面铺设，同区块内HDPE膜11与复合土工膜12热熔粘接，相邻区块搭接，钢丝绳4按网格状布置并通过固定结构进行组合安装，钢丝绳4顶端在坡顶锚固沟2用钢管23固定，再用锚钉6将穿过固定结构的锚钉孔54插入坡体，以对上段防渗层固定，尔后再铺设下段防渗层，用钢丝绳4依次固定，最后铺设坡脚排水沟3防渗层，铺满坡脚排水沟3侧壁与沟底，HDPE膜11延伸出坡脚排水沟3的部分，可用沙袋7压住。使用中，水沿坡面留下，汇集到坡脚排水沟3，从坡脚排水沟3排出，不会再坡面冲刷，或在坡脚汇集，防止降雨渗入边坡内部，能够提高边坡稳定性。

本发明表面增加网格状钢丝绳4可以有效防止HDPE膜11及复合土工膜12因大风吹起而导致的膜的破坏，可以有效减缓坡面风化，阻碍边坡表层强度降低，克服了现有混凝土喷浆技术在边坡防护上的不足。而且下段HDPE膜11与坡脚排水沟3HDPE膜11的活搭接方法可以有效的防止因下部平台变形导致对HDPE膜11的破坏，同时可以有效防止水沿变形裂缝渗入坡面内，同时，不同区块防渗层的搭接，可以实现不断的搭接并可以重复利用HDPE膜11，可对因坡面上的滚石滚落造成损坏的防渗膜可进行简单快速的修补或更换。本发明结构合理，操作便捷，技术风险小，实用性强，可节约工程成本，在边坡坡面防护工程中具有较大推广应用价值。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (10)

1.一种露天矿边坡防渗排水系统，其特征在于，包括防渗层、坡顶锚固沟、坡脚排水沟，所述防渗层一端从坡顶锚固沟起始顺坡铺设，另一端延伸至坡脚排水沟，并铺满坡脚排水沟侧壁与沟底，所述防渗层由钢丝绳外压固定，所述钢丝绳包括纵向钢丝绳、横向钢丝绳，纵向钢丝绳与横向钢丝绳垂直连接，所述纵向钢丝绳的顶端在坡顶锚固沟固定，底端延展至坡脚，所述横向钢丝绳的两端分别与纵向钢丝绳连接。

2.根据权利要求1所述的一种露天矿边坡防渗排水系统，其特征在于，所述防渗层包括上段防渗层、下段防渗层、坡脚排水沟防渗层，所述上段防渗层的顶端延伸至坡顶锚固沟，底端与下段防渗层的顶端搭接，且上段防渗层底端位于下段防渗层顶端之上，所述下段防渗层的底端与坡脚排水沟防渗层搭接并位于其上。

3.根据权利要求2所述的一种露天矿边坡防渗排水系统，其特征在于，所述上段防渗层、下段防渗层均由HDPE膜、复合土工膜组成，HDPE膜与复合土工膜连接，复合土工膜与坡面接触铺设，所述坡脚排水沟防渗层为HDPE膜。

4.根据权利要求3所述的一种露天矿边坡防渗排水系统，其特征在于，所述防渗层由若干区块组成，相邻区块的防渗层搭接，搭接宽度不小于25cm，搭接处的防渗层设有若干能用绑扎钢丝绑扎的搭接孔，搭接孔直径为5～10mm，绑扎钢丝直径比搭接孔直径小1～2mm，每个区块内的HDPE膜与复合土工膜热熔焊接，热熔焊接宽度不小于25cm。

5.根据权利要求3所述的一种露天矿边坡防渗排水系统，其特征在于，所述HDPE膜为宽度在3m～6m的单糙面HDPE膜，厚度不小于1.5mm。

6.根据权利要求1所述的一种露天矿边坡防渗排水系统，其特征在于，所述纵向钢丝绳的顶端通过钢管固定在坡顶锚固沟，所述纵向钢丝绳与横向钢丝绳通过固定结构连接，所述固定结构包括锚钉、与钢丝绳连接的钢板，锚钉穿过钢板及防渗层插入到边坡内。

7.根据权利要求6所述的一种露天矿边坡防渗排水系统，其特征在于，所述钢板由上层钢板、下层钢板组成，上层钢板与下层钢板对位设有位于中心的锚钉孔，所述下层钢板周向均设有4个螺帽、若干用于将上层钢板与下层钢板连接的安装螺孔，4个螺帽对角连接线互相垂直，纵向钢丝绳与横向钢丝绳穿过两对角螺帽互相垂直。

8.根据权利要求6所述的一种露天矿边坡防渗排水系统，其特征在于，所述钢板由上层钢板、下层钢板组成，上层钢板与下层钢板对位设有位于中心的锚钉孔，所述钢板设有两条互相垂直的凹槽、若干用于将上层钢板与下层钢板连接的安装螺孔，纵向钢丝绳与横向钢丝绳从两凹条槽穿过钢板互相垂直，凹槽的深度为钢板厚度的一半。

9.根据权利要求7或8所述的一种露天矿边坡防渗排水系统，其特征在于，所述钢板为正方形，所述锚钉孔的直径比锚钉直径大2mm～8mm，所述钢板的尺寸为A×A×C，边长A为100mm～200mm，厚度C为4mm～8mm。

10.根据权利要求6所述的一种露天矿边坡防渗排水系统，其特征在于，所述锚钉的长度为1500mm～2500mm，所述锚钉为HRB335型高强度钢筋，直径在16mm～30mm。