CN110485440A - 一种滑坡泄水隧洞及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种滑坡泄水隧洞，包括设置在滑坡的滑动面下方且贯穿坡体含水层的若干隧洞；所述隧洞与若干竖向排水孔连通，竖向排水孔穿过滑动面延伸至坡面；所述隧洞内部设置有滤水管和滤布，滤布紧贴所述隧洞内壁；所述隧洞与滤水管之间填充滤料形成过滤层；所述竖向排水孔内回填滤料；同时，本发明采用非人工开挖的方式进行地下施工作业，不受边坡底层地下水的影响，在任何位置均可实施，能够降低施工风险。

Description

一种滑坡泄水隧洞及其施工方法

技术领域

本发明属于滑坡治理工程领域，涉及一种滑坡泄水隧洞，本发明还涉及上述滑坡泄水隧洞的施工方法。

背景技术

边坡稳定是工程建设中经常面临的重点和难点问题，是制约工程项目成立与否的关键因素，在水利水电、铁路公路等大型基础设施建设项目中，均是需重点研究的工程问题。边坡稳定中一个重要的环节是排水系统的设计，水对边坡稳定的影响是很大的。如果排水措施不健全，边坡便可能失稳，产生滑坡现象，因此必须采取合理有效的排水系统。

边坡排水工程主要有截水盲沟、仰斜孔群、井点降水、支撑盲沟和泄水隧洞等，其中泄水隧洞是最高效的边坡排水措施，具有排水范围广、排水深度深、排水量大等优点；现有技术中泄水隧洞通常设置在边坡深层滑动面以下，以降低滑动面以上的地下水位，达到降低滑面上的水压力、提高滑坡体及滑动面力学参数的目的，进而提高边坡整体稳定性，但是，传统的泄水隧洞施工属于地下人工作业，边坡底滑面位置又有其不确定性，因此，整个泄水隧洞的施工过程受到施工设备及技术的制约；若在土层或全风化岩层中设置泄水隧洞，利用现有设备采用人工开挖，几乎无法开挖，且施工及其危险；如果在已经扰动或滑动的岩层中设置泄水隧洞，开挖也非常困难，而且容易在开挖过程中发生滑坡危险；在边坡开挖泄水隧洞所需要的施工周期较长，工程费用较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种滑坡泄水隧洞及其施工方法，采用非人工开挖的方式进行地下作业，不受边坡底层地下水和地质条件的影响，在任何位置均可实施，降低施工风险。

本发明的技术方案如下：

一种滑坡泄水隧洞，包括设置在滑坡的滑动面下方且贯穿坡体含水层的若干隧洞；所述隧洞与若干竖向排水孔连通，竖向排水孔穿过滑动面延伸至坡面；所述隧洞内部设置有滤水管和滤布，滤布紧贴所述隧洞内壁；所述隧洞与滤水管之间填充滤料形成过滤层；所述竖向排水孔内回填滤料。

进一步的，所述隧洞为圆形，直径为500~3000mm；所述滤水管的内径为200~500mm。

进一步的，所述滤布为圆筒状，直径与隧洞直径相等。

进一步的，所述滤料为砾石，滤料由滤布包裹后形成过滤层。

一种滑坡泄水隧洞的施工方法，具体包括如下步骤：

S1、根据滑坡的滑动面和其中含水层的分布情况，设计至少一条位于滑动面下方且贯穿含水层的隧洞和若干竖向排水孔，并采用定向钻孔的施工方法形成隧洞；

S2、在定向钻孔的过程中，采用地面手持式定位测深仪在隧洞上方的坡面上定位标记出竖向排水孔的位置；

S3、隧洞钻孔穿出坡面后在坡顶形成一隧洞出口，将滤水管和用于喷射滤料的喷射管置于滤布中，采用钻孔机械的钻杆将滤布、滤水管和喷射管的一个端头从隧洞出口拖至位于坡底的隧洞进口处，另一个端头位于隧洞出口处；

S4、在隧洞出口处，将喷射管位于隧洞出口处的端头与用于支撑滤布的支架连接固定，滤水管位于隧洞出口处的端头穿出支架且位于喷射管下方；

S5、在隧洞进口处采用拖管设备拖拉喷射管使得喷射管从隧洞出口向隧洞进口移动，同时带动位于隧洞出口的支架沿着圆筒状的滤布内部移至隧洞进口处，滤水管留置在隧洞内；

S6、采用喷射机连接喷射管，在步骤S5拖拉喷射管和支架的过程中向隧洞出口方向喷射滤料，将滤料填充至隧洞与滤水管之间的空隙内，直至将整个隧洞填满滤料；

S7、在已标记的坡面上用钻机实施竖向排水孔，直至竖向排水孔与隧洞相连通，并在竖向排水孔内填满滤料。

进一步的，所述用于支撑滤布的支架呈喇叭状，包括用于固定喷射管的圆环接头和一端连接在圆环接头上，另一端呈放射状向外延伸的若干撑杆，撑杆背向圆环接头的一端通过环形的连接杆固定。

进一步的，所述连接杆上设置有若干用于减小支架与滤布之间摩擦力的滚轮。

进一步的，在步骤S1采用定向钻孔施工方法形成隧洞过程中若隧洞内部产生土体松弛、土体蹦碎和堵塞孔洞的情况，需要在隧洞内铺设PE管，用于临时加固内壁土体；喷射机输送滤料根据地层坍塌情况分段将铺设的PE管拉出，拉出后需立即喷射滤料充满隧洞。

进一步的，所述步骤S1中采用定向钻机进行钻孔施工，将定向钻机锚固在设计的隧洞进口处，根据设计的方位且沿着滑坡土体滑动方向施工隧洞。

进一步的，用于钻孔的定向钻机钻杆的钻头位置设置无线信号发射器，定向钻机的机身上设置有有控制钻头方向的无线信号接收器，通过在钻孔过程中对无线信号的传送与接收，能够实时了解和反馈钻头的行进方向和角度，对照设计的行进路线，即时调整定向钻机钻头的顶角和面向角。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明中泄水隧洞与竖向排水孔主要根据不同滑坡坡体的滑动面和含水层进行设计施工，与含水层紧密相连，排水能力强，施工容易，可有效合理的疏排多层复杂的地下水。

2、本发明中泄水隧洞与滤水管之间回填滤料，滤料为砾石，自然放置，对生态破坏小，且砾石具有极好的透水能力，能够降低土壤中的自由水含量，提高岩土的整体抗剪强度，从而达到坡体稳定性，降低边坡灾害危险性的目的。

3、本发明中在滤料外侧设置滤布包裹，预防土壤中粉质砂土随泄水流失，同时也防止粉质砂土渗入过滤层中形成堵塞影响疏排地下水效果。

4、本发明中的泄水隧洞采用定向钻孔、扩孔的非人工开挖技术，整体施工过程安全可靠，不受边坡底层地下水和地质条件的影响，在任何位置均可实施，降低施工风险。

5、本发明中设计和施工的泄水隧洞施工周期短，不容易发生堵塞失效情况，成本低。

附图说明

图1为本发明泄水隧洞的断面图；

图2为图1中A-A处的剖视图；

图3为本发明中支架的结构示意图；

图4为本发明中支架与喷射管连接的结构示意图

图5为本发明中支架位于滤布中的结构示意图；

图6为本发明中支架位于滤布中的正视图。

附图中的标记表示为：

1、滑坡；2、滑动面；3、含水层；4、隧洞；41、隧洞出口；42、隧洞进口；5、竖向排水孔；6、坡面；7、滤水管；8、滤布；9、过滤层；10、喷射管；11、支架；12、圆环接头；13、撑杆；14、连接杆；15、滚轮。

具体实施方式

下面结合具体实施例来对本发明进行详细的说明。

如图1至6所示，一种滑坡泄水隧洞，包括设置在滑坡1的滑动面2下方且贯穿坡体含水层3的若干隧洞4；所述隧洞4与若干竖向排水孔5连通，竖向排水孔5穿过滑动面2延伸至坡面6；所述隧洞4内部设置有滤水管7和滤布8，滤布8紧贴所述隧洞4内壁；所述隧洞4与滤水管7之间填充滤料形成过滤层9；所述竖向排水孔5内回填滤料。

进一步的，所述隧洞4为圆形，直径为500~3000mm；所述滤水管7的内径为200~500mm；所述滤布8为圆筒状，直径与隧洞4直径相等；所述滤料为砾石，滤料由滤布8包裹后形成过滤层9；砾石具有极好的透水能力，形成的过滤层9能够过滤经过滑坡1和竖向排水孔5的下渗的地下水，降低土壤中的自由水的含量，进而提高土体的稳定性；滤布8能预防土壤中粉质砂土流失，同时也防止粉质砂土渗入过滤层9中形成堵塞影响疏排地下水效果。

如图1至6所示，一种滑坡隧洞的施工方法，具体包括如下步骤：

S1、根据滑坡1的滑动面2和其中含水层3的分布情况，设计至少一条位于滑动面2下方且贯穿含水层3的隧洞4和若干竖向排水孔5，并采用定向钻孔的施工方法形成隧洞4；

S2、在定向钻孔的过程中，采用地面手持式定位测深仪在隧洞4上方的坡面6上定位标记出竖向排水孔5的位置；

S3、隧洞4钻孔穿出坡面6后在坡顶形成一隧洞出口41，将滤水管7和用于喷射滤料的喷射管10置于滤布8中，采用钻孔机械的钻杆将滤布8、滤水管7和喷射管10的一个端头从隧洞出口41拖至位于坡底的隧洞进口42处，另一个端头位于隧洞出口41处；其中，隧洞4的钻孔可采用扩孔器进行扩孔直至最终形成完整的用于泄水的隧洞4，扩孔后形成的隧洞4的直径为500~3000mm；若在扩孔过程中隧洞4内部产生土体松弛、土体蹦碎和堵塞孔洞的情况，需要在隧洞4内铺设PE管，用于临时加固内壁土体；喷射机输送滤料根据地层坍塌情况分段将铺设的PE管拉出，拉出后需立即将喷射滤料充满隧洞4；

S4、在隧洞出口41处，将喷射管10位于隧洞出口41处的端头穿出用于支撑滤布8的支架11，并将喷射管10与支架11固定，滤水管7位于隧洞出口41处的端头穿出支架11且位于喷射管10下方，喷射管10与支架11一起运动，而滤水管7与滤布8固定，不随支架11的运动而运动；

S5、在隧洞进口42处采用拖管设备拖拉喷射管10使得喷射管10从隧洞出口41向隧洞进口42移动，同时带动位于隧洞出口41的支架11沿着圆筒状的滤布8内部移至隧洞进口42处，滤水管7留置在隧洞4内，支架11移出隧洞进口42处；

S6、采用喷射机连接喷射管10，在步骤S5拖拉喷射管10和支架11的过程中向隧洞出口41方向喷射滤料，将滤料填充至隧洞4与滤水管7之间的空隙内，直至将整个隧洞4填满滤料；

S7、在已标记的坡面6上用钻机实施竖向排水孔5，直至竖向排水孔5与隧洞4相连通，并在竖向排水孔5内填满滤料。

进一步的，所述用于支撑滤布8的支架11呈喇叭状，包括用于固定喷射管10的圆环接头12和一端连接在圆环接头12上，另一端呈放射状向外延伸的若干撑杆13，撑杆13背向圆环接头12的一端通过环形的连接杆14固定。

进一步的，所述连接杆14上设置有若干用于减小支架11与滤布8之间摩擦力的滚轮15，避免施工中拖动喷射管10和支架11时损坏滤布8。

进一步的，用于钻孔的定向钻机钻杆的钻头位置设置无线信号发射器，定向钻机的机身上设置有有控制钻头方向的无线信号接收器，通过在钻孔过程中对无线信号的传送与接收，能够实时了解和反馈钻头的行进方向和角度，对照设计的行进路线，即时调整定向钻机钻头的顶角和面向角。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种滑坡泄水隧洞，其特征在于：包括设置在滑坡（1）的滑动面（2）下方且贯穿坡体含水层（3）的若干隧洞（4）；所述隧洞（4）与若干竖向排水孔（5）连通，竖向排水孔（5）穿过滑动面（2）延伸至坡面（6）；所述隧洞（4）内部设置有滤水管（7）和滤布（8），滤布（8）紧贴所述隧洞（4）内壁；所述隧洞（4）与滤水管（7）之间填充滤料形成过滤层（9）；所述竖向排水孔（5）内回填滤料。

2.如权利要求1所述的一种滑坡泄水隧洞，其特征在于：所述隧洞（4）为圆形，直径为500~3000mm；所述滤水管（7）的内径为200~500mm。

3.如权利要求2所述的一种滑坡泄水隧洞，其特征在于：所述滤布（8）为圆筒状，直径与隧洞（4）直径相等。

4.如权利要求3所述的一种滑坡泄水隧洞，其特征在于：所述滤料为砾石，滤料由滤布（8）包裹后形成过滤层（9）。

5.如权利要求4所述的一种滑坡泄水隧洞的施工方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

S1、根据滑坡（1）的滑动面（2）和其中含水层（3）的分布情况，设计至少一条位于滑动面（2）下方且贯穿含水层（3）的隧洞（4）和若干竖向排水孔（5），并采用定向钻孔的施工方法形成隧洞（4）；

S2、在定向钻孔的过程中，采用地面手持式定位测深仪在隧洞（4）上方的坡面（6）上定位标记出竖向排水孔（5）的位置；

S3、隧洞（4）钻孔穿出坡面（6）后在坡顶形成一隧洞出口（41），将滤水管（7）和用于喷射滤料的喷射管（10）置于滤布（8）中，采用钻孔机械的钻杆将滤布（8）、滤水管（7）和喷射管（10）的一个端头从隧洞出口（41）拖至位于坡底的隧洞进口（42）处，另一个端头位于隧洞出口（41）处；

S4、在隧洞出口（41）处，将喷射管（10）位于隧洞出口（41）处的端头与用于支撑滤布（8）的支架（11）连接固定，滤水管（7）位于隧洞出口（41）处的端头穿出支架（11）且位于喷射管（10）下方；

S5、在隧洞进口（42）处采用拖管设备拖拉喷射管（10）使得喷射管（10）从隧洞出口（41）向隧洞进口（42）移动，同时带动位于隧洞出口（41）的支架（11）沿着圆筒状的滤布（8）内部移至隧洞进口（42）处，滤水管（7）留置在隧洞（4）内；

S6、采用喷射机连接喷射管（10），在步骤S5拖拉喷射管（10）和支架（11）的过程中向隧洞出口（41）方向喷射滤料，将滤料填充至隧洞（4）与滤水管（7）之间的空隙内，直至将整个隧洞（4）填满滤料；

S7、在已标记的坡面（6）上用钻机实施竖向排水孔（5），直至竖向排水孔（5）与隧洞（4）相连通，并在竖向排水孔（5）内填满滤料。

6.如权利要求5所述的一种滑坡泄水隧洞的施工方法，其特征在于：所述用于支撑滤布（8）的支架（11）呈喇叭状，包括用于固定喷射管（10）的圆环接头（12）和一端连接在圆环接头（12）上，另一端呈放射状向外延伸的若干撑杆（13），撑杆（13）背向圆环接头（12）的一端通过环形的连接杆（14）固定。

7.如权利要求6所述的一种滑坡泄水隧洞的施工方法，其特征在于：所述连接杆（14）上设置有若干用于减小支架（11）与滤布（8）之间摩擦力的滚轮（15）。

8.如权利要求5所述的一种滑坡泄水隧洞的施工方法，其特征在于：在步骤S1采用定向钻孔施工方法形成隧洞（4）过程中若隧洞（4）内部产生土体松弛、土体蹦碎和堵塞孔洞的情况，需要在隧洞（4）内铺设PE管，用于临时加固内壁土体；喷射机输送滤料前根据地层坍塌情况分段将铺设的PE管拉出，拉出后需立即喷射滤料充满隧洞（4）。

9.如权利要求5所述的一种滑坡泄水隧洞的施工方法，其特征在于：所述步骤S1中采用定向钻机进行钻孔施工，将定向钻机锚固在设计的隧洞进口（42）处，根据设计的方位且沿着滑坡（1）土体滑动方向施工隧洞（4）。

10.如权利要求5所述的一种滑坡泄水隧洞的施工方法，其特征在于：所用于钻孔的定向钻机钻杆的钻头位置设置无线信号发射器，定向钻机的机身上设置有有控制钻头方向的无线信号接收器，通过在钻孔过程中对无线信号的传送与接收，能够实时了解和反馈钻头的行进方向和角度，对照设计的行进路线，即时调整定向钻机钻头的顶角和面向角。