CN109137940B - 一种适用于松散堆填边坡的立体排水系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种适用于松散堆填边坡的立体排水系统，包括地表排水系统、浅层排水系统和深部排水系统，地表排水系统包括多条集水渠和跌水池，集水渠均设置于堆填土层上表面，集水渠两端均连接跌水池，两集水渠间设有多条排水沟，且每一排水沟两端连接该排水沟相邻的两集水渠；浅层排水系统包括多根第一集水管，第一集水管上端设有过滤包且该端埋置于堆填土层内,下端和一集水渠连通；深部排水系统包括多条排水石笼和多根第二集水管，每一第二集水管上端和一集水渠连通，下端和一排水石笼连接。本发明的有益效果：融合集水和汇流功能，提高排水效率，减小地下水滞后的威胁。

Description

一种适用于松散堆填边坡的立体排水系统

技术领域

本发明涉及边坡排水技术领域，尤其涉及一种适用于松散堆填边坡的立体排水系统。

背景技术

滑坡是一种全球范围内危害严重的地质灾害，随着人类工程活动的日趋频繁，滑坡地质灾害也变得越来越频繁，造成的损失也越来越大。在滑坡灾害中，人工堆填斜坡的失稳破坏而造成的损失甚是严重。而造成滑坡的一个很重要的因素就是水的作用，每年因为水的作用而造成的滑坡地质灾害的案例有很多起。为有效地防治滑坡地质灾害，众多的学者针对边坡的排水方法和设计施工进行了深入的研究，大量的事实也证明，斜坡的有效排水设施是斜坡治理工程中一个非常重要而且十分有效的手段，尤其是松散堆填边坡，土体松散，成分复杂，空隙较大，有效的排水能够在很大程度上增强斜坡的稳定性，降低其潜在威胁。

就目前边坡排水在实际应用中的现状来看，浅层排水的应用最为广泛，能够在一定程度上减少地表水流的下渗，但是并不能及时有效地排出渗入斜坡土体内部的水，而降雨等水作用而引起的滞后效应对于斜坡的影响也并不能很好的解决，而且其排水孔容易出现塌孔和淤堵等现象，在很大程度上减弱了其排水效果；深部排水能够在一定程度上排出坡体内部的水，但其往往施工成本高昂，而且难度大，很难广泛应用。鉴于以上存在的问题，所以在同一斜坡的排水设计中，普遍趋于采取多种排水设计相互结合的方法。但是其各种排水方法之间的相互结合并不是简单的叠加施工，可能会造成施工成本增加、资源配置不合理等问题，所以系统立体、经济有效的斜坡排水方案设计就十分重要，而这些又少有提及。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种适用于松散堆填边坡的立体排水系统。

本发明的实施例提供一种适用于松散堆填边坡的立体排水系统，所述边坡包括稳定地层和堆填于所述稳定地层之上的堆填土层，所述排水系统包括地表排水系统、浅层排水系统和深部排水系统，

所述地表排水系统包括多条集水渠和设置于所述堆填土层边缘的跌水池，所有集水渠均设置于所述堆填土层上表面且成阶梯分布，每一所述集水渠的两端均连接所述跌水池，所述堆填土层上表面相邻两所述集水渠之间设有多条排水沟，且每一所述排水沟的两端分别连接该排水沟相邻的两所述集水渠；

所述浅层排水系统包括多根第一集水管，每一所述集水渠上侧面设有至少一根所述第一集水管，所述第一集水管上端设有过滤包且该端埋置于所述堆填土层内,所述第一集水管下端和一所述集水渠连通；

所述深部排水系统包括多条排水石笼和多根第二集水管，所有排水石笼并排固定于所述稳定地层上表面，每一所述第二集水管上端和一所述集水渠连通，每一所述第二集水管下端和一所述排水石笼连接。

进一步地，所述第一集水管为半透水PVC管，所述半透水PVC管包括透水的上半管和不透水的下半管，所述上半管和所述下半管连为一体。

进一步地，所述第二集水管包括三个管层，由内到外依次为PVC管、覆塑镀锌丝管和全透水PVC管，所述PVC管不透水，所述覆塑镀锌丝管和所述全透水PVC管透水。

进一步地，每一所述集水渠平行于所述边坡的一等高线。

进一步地，所述第二集水管均竖直设置，每一所述第二集水管的上管口设置于一所述第一集水管的下管口正下方。

进一步地，所述排水石笼包括浆砌石沟槽体，所述浆砌石沟槽体倾斜设置且其靠近所述边坡坡后一端高度高于靠近所述边坡坡底一端，所述浆砌石沟槽体包括依次连接的多个阶梯槽体，每一所述阶梯槽体内安放一矩形网箱，每一所述第二集水管下端均接入一所述矩形网箱。

进一步地，每一所述阶梯槽体的内壁均涂刷防渗涂层，每一所述矩形网箱外表面包裹土工布。

进一步地，最高处的所述矩形网箱设有倒钩，所述倒钩被浇筑于所述稳定地层后侧内部。

进一步地，所述排水沟、所述集水渠和所述跌水池的断面面积依次增大。

进一步地，所述堆填土层的底部设有汇水沟渠，所有排水石笼较低一端均连接所述汇水沟渠，所述跌水池和所述汇水沟渠连通。

本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明的一种适用于松散堆填边坡的立体排水系统，同时满足坡表排水、浅层排水和深部排水的要求，将集水和汇流两个功能融合于一体，提高了排水效率，减小地下水的滞后性对斜坡整体稳定性的威胁，合理地配置资源，避免了资源浪费的问题，另外第一集水管和第二集水管内设覆塑镀锌丝管，达到过滤作用的同时，为整个排水管道提供了一定的支撑力，可以预防塌孔、淤堵和管道变形等不良现象。

附图说明

图1是本发明一种适用于松散堆填边坡的立体排水系统的立体示意图；

图2是本发明一种适用于松散堆填边坡的立体排水系统的主视剖视图；

图3是本发明一种适用于松散堆填边坡的立体排水系统的俯视图；

图4是图1中的A-A剖视图；

图5是图1中第一集水管6的结构示意图；

图6是图1中的B-B剖视图；

图7是图1中第二集水管7的结构示意图；

图8是图1中的D-D剖视图；

图9是图1中的C-C剖视图；

图10是图1中排水石笼的局部示意图。

图中：1-稳定地层、2-堆填土层、3-集水渠、4-平台、5-过滤包、6-第一集水管、7-第二集水管、8-汇水沟槽、9-排水沟、10-排水石笼、11-倒钩、12- 土工布、13-全透PVC管、14-阶梯槽体、15-覆塑镀锌丝管、16-PVC管、17-过滤网、18-浆砌石沟槽体、19-防渗涂层、20-跌水池、21-透水孔、22-石料、23- 矩形网箱、24-坡段、25-沟渠网格、26-绿色植物、27-排水孔、28-上半管、29- 下半管、30-边坡坡脚、31-边坡后部。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。

请参考图1～图3，本发明的实施例提供了一种适用于松散堆填边坡的立体排水系统，所述边坡包括稳定地层1和堆填于所述稳定地层1之上的堆填土层2，所述排水系统包括地表排水系统、浅层排水系统和深部排水系统。

所述地表排水系统包括多条集水渠3和设置于所述堆填土层2边缘的跌水池20，所述跌水池20靠近所述堆填土层2边缘一侧设有台阶，用于减弱汇集到所述跌水池20的水流冲击破坏，所述集水渠3的断面为上宽下窄的倒梯形，所有集水渠3均设置于所述堆填土层2上表面，每一所述集水渠3平行于一所述边坡的等高线且两端均连接所述跌水池20，这些等高线的高度差相同，这些集水渠3沿着所述堆填土层2上表面阶梯分布并将所述堆填土层2划分为多个坡段24，每一所述坡段24的上边缘设置有加固所述集水渠3的平台4。

每一所述坡段24上设有多条排水沟9，每一所述坡段24上的所有排水沟9 均两端分别垂直连接该坡段24上下端的两所述集水渠3，且每一所述坡段24上的排水沟9均匀分布将其划分为多个沟渠网格25，每一所述沟渠网格25上的积水沿着其两侧的所述排水沟9汇集到其底部的所述集水渠3内，每一所述集水渠3内的积水由两端汇入所述跌水池20，从而将所述边坡地表积水排出，由于所述排水沟9、所述集水渠3和所述跌水池20的过水量逐渐增多，因此设计所述排水沟9、所述集水渠3和所述跌水池20的断面面积依次增大。所述沟渠网格25内种植绿色植物26，用于保持水土和绿化边坡。

所述浅层排水系统包括多根第一集水管6，每一所述集水渠3的上侧面中部设有一排水孔27，所述排水孔27向上延伸至该集水渠3上部的所述沟渠网格 25内部，所述排水孔27内固定一所述第一集水管6，所述第一集水管6外包裹土工布12，所述第一集水管6下端设置于所述排水孔27孔口，上端设置于所述排水孔27孔底且连接过滤包5，所述过滤包5防止杂物进入第一集水管6中而将其淤堵。这样所述第一集水管6倾斜设置便于管内的积水流出。

请参考图4和图5，本实施例中所述第一集水管6选用半透水PVC管，所述半透水PVC管包括内层的覆塑镀锌丝管15和外层PVC管16，选择覆塑镀锌丝管 15作为内层能够起到支撑孔壁和过滤作用，所述半透水PVC管沿着其中分轴切面可分为上半管28和下半管29，在所述上半管28的PVC管16外壁开设若干透水孔21，这些透水孔21呈梅花形排列使透水孔21的数量最多，增大了所述上半管28整体的透水面积，因此具有透水功能，所述下半管29不做任何处理，形成上部透水且下部不透水的所述半透水PVC管，所述堆填土层2内的积水由所述上半管28透入到所述半透水PVC管内，且沿着所述下半管29向下流入到所述集水渠3内。

请参考图1，所述深部排水系统包括多条排水石笼10和多根第二集水管7，在每一所述集水渠3的底面，每一所述排水孔27的正下方设有一所述第二集水管7，所述第二集水管7竖直向下延伸且上端管口设有过滤网17。

请参考图6和图7，本实施例中所述过滤网17选择具有网格滤孔的管盖，所述第二集水管7包括三个管层，由内到外依次为PVC管16、覆塑镀锌丝管15 和全透水PVC管13，所述全透水PVC管13的外壁包裹着可透水的土工布12，所述PVC管16不透水，所述全透水PVC管13和所述覆塑镀锌丝管15透水，选择覆塑镀锌丝管15作为所述第二集水管7的内衬层能够起到支撑孔壁和过滤作用，在该全透水PVC管13的外壁设有若干透水孔21，这些透水孔21呈梅花形排列且均匀布满所述全透水PVC管13的外管壁，所述堆填土层2内的积水可渗透过外层的全透水PVC管13，进入到内衬层的覆塑镀锌丝管15内，沿着内层的 PVC管16外壁向下流出，所述第一集水管6内的积水由其下端口流入所述第二集水管7的PVC管16内流出。

请参考图1、图2和图10，所有排水石笼10并排固定于所述稳定地层1上表面，每一所述排水石笼10较低一端设置于所述边坡坡脚30，具体处于最下端的沟渠网格25的下端面中部，该所述排水石笼10较高一端固定于所述边坡后部31内，所述边坡坡脚30为所述稳定地层1前部，所述边坡后部31为所述稳定地层1后部，这样使所述排水石笼10倾斜设置，保证水流顺畅排出。每一所述排水石笼10包括设置于所述堆积土层2内的第一部分101和设置于所述稳定地层1内的第二部分102。

请参考图8和图10，所述第一部分101包括浆砌石沟槽体18，所述浆砌石沟槽体18包括多个依次连接的U形阶梯槽体14，每一所述阶梯槽体14内壁设有防渗涂层19，这些阶梯槽体14沿所述边坡坡脚30至所述边坡后部31依次向上倾斜布设，从而能够增大所述排水石笼10与所述边坡的摩擦力，并对所述排水石笼10内的水流有一定消能作用，每一所述阶梯槽体14内安放一矩形网箱 23，每一所述矩形网箱23外壁包裹着土工布12且内部填充石料22，每一所述矩形网箱23均设有拉钩，相邻所述矩形网箱23通过所述拉钩连接。

请参考图9和图10，所述第二部分102包括依次连接的多个所述矩形网箱 23，所述第二部分102的所述矩形网箱23和所述第一部分101的所述矩形网箱 23结构相同，位于所述稳定地层1最深处的所述矩形网箱23设有倒钩11并通过所述倒钩11嵌入所述稳定地层1内部，每一所述矩形网箱23外壁包裹着土工布12且内部填充石料22，每一所述矩形网箱23均设有拉钩，相邻所述矩形网箱23通过所述拉钩连接，所述第二部102最下端的所述矩形网箱23通过所述拉钩连接所述第一部分101最上端的所述矩形网箱23，从而将所述第一部分101和所述第二部分102连接形成所述排水石笼10。

请参考图1和图10，每一所述第二集水管7的下端均接入一所述矩形网箱 23，所述第一集水管6内的积水和所述集水渠3内的积水直接流入其下方的所述第二集水管7内层的PVC管16内部，然后流入所述矩形网箱23内，所述堆填土层2深部的积水渗透入所述第二集水管7的覆塑镀锌丝管15，然后沿着所述第二集水管7的内层的PVC管16外管壁流入所述矩形网箱23内，并由所述浆砌石沟槽体18排出。所述排水石笼10的数量以及排水石笼10内矩形网箱23 的数量根据所述边坡斜坡体的规模和地下水位等因素合理布置。

请参考图1，所述堆填土层2的底部设有汇水沟渠8，最下方所述坡段24 的排水沟9下端均连接所述汇水沟渠8，且所有排水石笼10均较低一端连接所述汇水沟渠8，最下方所述坡段24的地表积水和所有排水石笼10内的积水均汇流到所述汇水沟渠8，再由所述汇水沟渠8排出，另外所述跌水池20与所述汇水沟渠8连通，所述跌水池20内的积水由也由所述汇水沟渠8排出。

本发明的适用于松散堆填边坡的立体排水系统的具体施工步骤为：

(1)根据规划设计堆填土层2的方量、规格以及当地的降雨量等其他水文地质条件，预算得出所述堆填边坡排水系统的最大涌水量，第一集水管6、第二集水管7、排水石笼10、集水渠3和排水沟9的数量、间距和位置；

(2)整平稳定地层1上表面，在稳定地层1上表面预设位置施工多个依次连接的阶梯槽体14，这些阶梯槽体14高度沿着所述边坡坡底30向着所述边坡 31后部延伸，这些阶梯槽体14构成排水石笼10第一部分101的浆砌石沟槽体 18，并在浆砌石沟槽体18的内壁涂上防水材料构成所述防渗涂层19，在所述稳定地层2内部布设固定孔，固定孔的深度根据整条排水石笼10的长度确定，确保嵌入稳定地层内部的第二部分102根部能够提供一定的拉力；

(3)预制矩形网箱23，使该矩形网箱23形状与每一所述阶梯槽体14的内部形状相同，即长、宽、高保持一致，以便能被安放于所述阶梯槽体14内；

(4)对所有预制矩形网箱23填充石料22并在其表面包裹上土工布12，先安装设置于所述稳定地层1内第二部分102的矩形网箱23，将这部分矩形网箱23安放于所述固定孔内，并将它们的拉钩依次连接，然后用混凝土浇筑，位于所述稳定地层1最深处的所述矩形网箱23的倒钩11嵌入所述稳定地层1内部，待混凝土凝固后，再设置位 于所述堆填土层2第一部分101的矩形网箱23，在每一所述阶梯槽体14内安放一个矩形网箱23，并使用挂钩依次连接，所有矩形网箱23连接形成一个整体，完成一条排水石笼10的布设；

(5)按照(4)中的布设方法，完成每条排水石笼10的布设，这些排水石笼10互不影响可以同步进行布设；

(6)当堆填土层2被堆填到预定排水孔高度时，第一集水管6外壁包裹土工布12后安放于排水孔27位置，排水孔伸入堆填土层2内孔底一端埋入过滤包5，第一集水管6一端连接过滤包5，另一端与地表外界相通，然后继续进行堆填土层2的堆填，注意堆填过程中要保护第一集水管6伸出堆填土层2的一端，防止阻塞；

(7)完成堆填土层2的堆填形成边坡，在边坡表面预设位置挖砌排水沟9 和集水渠3，在集水渠3的下侧面上部构建平台4，并在集水渠3底面预定位置进行钻孔，然后安装第二集水管7，使第二集水管7下端与其下方的排水石笼 10的矩形网箱23连通，上端与集水渠3相连且设有可拆卸的过滤管盖；

(8)在边坡坡底挖掘汇水沟渠8，沿着边坡的边缘挖掘跌水池20，最后在边坡表面种植绿色植物26并进行定期养护。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种适用于松散堆填边坡的立体排水系统，所述边坡包括稳定地层和堆填于所述稳定地层之上的堆填土层，其特征在于：所述排水系统包括地表排水系统、浅层排水系统和深部排水系统，

所述地表排水系统包括多条集水渠和设置于所述堆填土层边缘的跌水池，所有集水渠均设置于所述堆填土层上表面且成阶梯分布，每一所述集水渠的两端均连接所述跌水池，所述堆填土层上表面相邻两所述集水渠之间设有多条排水沟，且每一所述排水沟的两端分别连接该排水沟相邻的两所述集水渠；

所述浅层排水系统包括多根第一集水管，每一所述集水渠上侧面设有至少一根所述第一集水管，所述第一集水管上端设有过滤包且该端埋置于所述堆填土层内,所述第一集水管下端和一所述集水渠连通；

所述深部排水系统包括多条排水石笼和多根第二集水管，所有排水石笼并排固定于所述稳定地层上表面，每一所述第二集水管上端和一所述集水渠连通，每一所述第二集水管下端和一所述排水石笼连接，所述第二集水管包括三个管层，由内到外依次为PVC管、覆塑镀锌丝管和全透水PVC管，所述PVC管不透水，所述覆塑镀锌丝管和所述全透水PVC管透水。

2.如权利要求1所述的一种适用于松散堆填边坡的立体排水系统，其特征在于：所述第一集水管为半透水PVC管，所述半透水PVC管包括透水的上半管和不透水的下半管，所述上半管和所述下半管连为一体。

3.如权利要求1所述的一种适用于松散堆填边坡的立体排水系统，其特征在于：每一所述集水渠平行于所述边坡的一等高线。

4.如权利要求1所述的一种适用于松散堆填边坡的立体排水系统，其特征在于：所述第二集水管均竖直设置，每一所述第二集水管的上管口设置于一所述第一集水管的下管口正下方。

5.如权利要求1所述的一种适用于松散堆填边坡的立体排水系统，其特征在于：所述排水石笼包括浆砌石沟槽体，所述浆砌石沟槽体倾斜设置且其靠近所述边坡坡后一端高度高于靠近所述边坡坡底一端，所述浆砌石沟槽体包括依次连接的多个阶梯槽体，每一所述阶梯槽体内安放一矩形网箱，每一所述第二集水管下端均接入一所述矩形网箱。

6.如权利要求5所述的一种适用于松散堆填边坡的立体排水系统，其特征在于：每一所述阶梯槽体的内壁均涂刷防渗涂层，每一所述矩形网箱外表面包裹土工布。

7.如权利要求6所述的一种适用于松散堆填边坡的立体排水系统，其特征在于：最高处的所述矩形网箱设有倒钩，所述倒钩被浇筑于所述稳定地层后侧内部。

8.如权利要求1所述的一种适用于松散堆填边坡的立体排水系统，其特征在于：所述排水沟、所述集水渠和所述跌水池的断面面积依次增大。

9.如权利要求1所述的一种适用于松散堆填边坡的立体排水系统，其特征在于：所述堆填土层的底部设有汇水沟渠，所有排水石笼较低一端均连接所述汇水沟渠，所述跌水池和所述汇水沟渠连通。