CN110735429A - 一种抗物理淤堵的新型复合排渗管 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗物理淤堵的新型复合排渗管，包括主体为一圆柱形的排渗管体，所述排渗管体的四周呈环形阵列均匀分布有若干渗水外槽，所述渗水外槽的底部设有与排渗管体的内壁相通的渗水结构，所述排渗管体的外壁和渗水外槽的内壁上包裹有土工布，渗水外槽的内部填充有砂砾石滤料，所述排渗管体的外部包裹有保护层。本发明将砂砾石滤料与土工布结合在一起使用，优势互补，利用砂砾石滤料抵抗物理淤堵，利用土工布挡住土中的细颗粒，从而减轻了土工布物理淤堵的风险，增大了排渗管整体的排水能力。
Description
技术领域
本发明属于工程排渗技术领域，具体涉及一种抗物理淤堵的新型复合排渗管。
背景技术
尾矿坝，挡土墙，堤防，路基，隧道等工程中都涉及工程排水。使用排水设施可以排出工程中多余的水而降低工程中的水压力，以保证工程的稳定安全运行。一旦排水设施失效，会使工程中的水压力上升，影响工程的稳定性，严重时会导致工程破坏，造成人民的生命和财产损失。工程排水需要反滤层，砂砾石作为传统的反滤层，在工程排水中有着优良的性能。但是由于砂砾石在使用时对颗粒和级配要求严格，施工复杂，同时砂砾石的开采对环境有一定损害，在很多工程中砂砾石反滤料逐渐被土工布代替。土工布在排水方面有许多优点：土工布工厂化生产，质量可靠，使用安装方便快捷，对环境有一定的保护作用。近年来土工布越来越广泛的被使用在工程排水中，如在尾矿坝中使用的外包土工布排水管。
外包土工布排水管被大量地应用在工程排水中。使用过程中发现，在某些工况下土工布存在被细颗粒土料堵住的风险，进而导致土工布渗透系数下降，排水管失效。土工布的淤堵问题是工程界一个棘手的问题，严重困扰着许多工程师，也制约了土工布在工程领域的推广应用。
发明内容
发明目的：本发明目的是提供一种抗物理淤堵的新型复合排渗管，解决了现有的土工布存在被细颗粒土料堵住的风险，导致土工布渗透系数下降，排水管失效的问题。本发明将砂砾石滤料与土工布有机的结合在一起，可以抵抗土工布的物理淤堵，保证排水管在工程中长期有效的排水，对于保障工程的安全和稳定有重要意义。
技术方案：本发明一种抗物理淤堵的新型复合排渗管，包括主体为一圆柱形的排渗管体，所述排渗管体的四周呈环形阵列均匀分布有若干渗水外槽，所述渗水外槽的底部设有与排渗管体的内壁相通的渗水结构，所述排渗管体的外壁和渗水外槽的内壁上包裹有土工布，渗水外槽的内部填充有砂砾石滤料，所述排渗管体的外部包裹有保护层。
进一步的，所述渗水结构为连续型的渗水内槽或间断型的渗水内孔。连续型的渗水内槽可增加排渗管体的开孔面积，增强透水能力。
进一步的，所述渗水内槽的宽度或渗水内孔的直径小于渗水外槽的底部宽度。排渗水经过砂砾石滤料、土工布和渗水结构进入排渗管体的内部。砂砾石滤料的存在可以阻止土工布表面致密土壳的生成，同时砂砾石滤料有较大的孔隙率，可以抵抗土工布的物理淤堵。
进一步的，所述渗水外槽内部的砂砾石滤料的粒径由以下公式确定：
D50＝k*d50，
其中D50为砂砾石滤料的特征粒径，即小于该粒径的砂砾石滤料的质量占总砂砾石滤料质量的50％；
d50为保护土体的特征粒径，即d50小于该粒径的保护土体的质量占总保护土体质量的50％；
k为经验系数，针对不同的保护土由实验确定。
进一步的，所述保护层为塑料材质的格构网或铁丝网。保护层用于保护排渗管体上的土工布在施工过程中不致破损。
进一步的，所述保护层的网孔直径应等于或小于砂砾石滤料粒径的下限。
砂砾石滤料的孔隙率大，有较好的抗物理淤堵效果，但是保护细颗粒土的能力较弱。土工布的施工方便，在排水领域有越来越广泛的应用，但是在细颗粒土中有物理淤堵的风险。通过一定的技术，将二者结合起来，优势互补，利用砂砾石滤料抵抗物理淤堵，利用土工布挡住土中的细颗粒，从而达到稳定排水的效果。同时砂砾石滤料的存在，也可阻止土工布表层致密土壳的生成，增大土工布的排水能力。使用过程中砂砾石滤料粒径的选取较为重要，需要与保护土的粒径相匹配，保护土为排水管周围的土。砂砾石滤料与土工布结合使用，相比于砂砾石滤料单独用作反滤层而言，可以允许砂砾石滤料的粒径有一定的放大，因为要允许一定的细颗粒土透过砂砾石滤料而被土工布挡住。根据室内试验结果，确定了砂砾石滤料粒径与细颗粒尾矿砂(小于200目的占70％以上)粒径的关系，D50＝(10～20)*d50。为保护砂砾石滤料在排渗管体施工过程中不致脱落，保护层的网孔直径应等于或小于砂砾石滤料粒径的下限。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)将砂砾石滤料与土工布结合在一起使用，优势互补，减轻了土工布物理淤堵的风险，增大了整体的排水能力；
(2)连续型的渗水内槽增大了排渗管体的透水面积，提高了排渗管体的排水能力；
本发明将砂砾石滤料包裹在土工布外侧，可以抵抗土工布的物理淤堵，保证排渗管在工程中长期有效的排水。
附图说明
图1为本发明横截面图；
图2为本发明渗水结构为渗水内槽的结构示意图；
图3为本发明渗水结构为渗水内孔的结构示意图。
具体实施例
下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述：
如图1至图3所示，本发明一种抗物理淤堵的新型复合排渗管，包括主体为一圆柱形的排渗管体1，排渗管体1为圆柱形U-PVC管，排渗管体1的四周呈环形阵列均匀分布有若干渗水外槽2，渗水外槽2的底部设有与排渗管体1的内壁相通的渗水结构3，渗水结构3为连续型的渗水内槽或间断型的渗水内孔，其中连续型的渗水内槽可增加排渗管体1的开孔面积，增强透水能力，其效果优于间断型的渗水内孔；
排渗管体1的外壁和渗水外槽2的内壁上包裹有土工布4，土工布4可以通过一定间隔的细铁丝固定在排渗管体1上，渗水外槽2的内部填充有一定规格的砂砾石滤料，排渗管体1的外部包裹有保护层5；
其中，渗水外槽2的厚度小于排渗管体1的厚度，渗水外槽2用于填放砂砾石滤料，渗水结构3要贯通到排渗管体1的内壁，则渗水内槽的宽度或渗水内孔的直径小于渗水外槽2的底部宽度，排渗水经过砂砾石滤料、土工布4和渗水结构3进入排渗管体1的内部，砂砾石滤料的存在可以阻止土工布4表面致密土壳的生成，同时砂砾石滤料有较大的孔隙率，可以抵抗土工布4的物理淤堵；
渗水外槽2内部的砂砾石滤料的粒径有一定的要求，砂砾石滤料允许一定的细颗粒保护土透过，而被土工布4拦截。渗水外槽2内部的砂砾石滤料的粒径由以下公式确定：
D50＝k*d50，
其中D50为砂砾石滤料的特征粒径，即小于该粒径的砂砾石滤料的质量占总砂砾石滤料质量的50％；d50为保护土体的特征粒径，即d50小于该粒径的保护土体的质量占总保护土体质量的50％；k为经验系数，根据室内试验的结果，细颗粒尾矿砂(小于200目的占70％以上)，k为10～20。
保护层5为塑料材质的格构网或铁丝网，用于保护排渗管体1上的土工布4在施工过程中不致破损。为保证排渗管体1施工时砂砾石滤料不致脱落，当不将砂砾石滤料用胶粘结时，可用保护层5挡住砂砾石滤料，保护层5的网孔直径应等于或小于砂砾石滤料粒径的下限；当将砂砾石滤料用胶粘结时，保护层5的网孔直径可进一步放大，但是将砂砾石滤料用胶粘结会在一定程度上影响其孔隙率和透水性能。
Claims (6)
1.一种抗物理淤堵的新型复合排渗管，其特征在于：包括主体为一圆柱形的排渗管体，所述排渗管体的四周呈环形阵列均匀分布有若干渗水外槽，所述渗水外槽的底部设有与排渗管体的内壁相通的渗水结构，所述排渗管体的外壁和渗水外槽的内壁上包裹有土工布，渗水外槽的内部填充有砂砾石滤料，所述排渗管体的外部包裹有保护层。
2.根据权利要求1所述的一种抗物理淤堵的新型复合排渗管，其特征在于：所述渗水结构为连续型的渗水内槽或间断型的渗水内孔。
3.根据权利要求2所述的一种抗物理淤堵的新型复合排渗管，其特征在于：所述渗水内槽的宽度或渗水内孔的直径小于渗水外槽的底部宽度。
4.根据权利要求1所述的一种抗物理淤堵的新型复合排渗管，其特征在于：所述渗水外槽内部的砂砾石滤料的粒径由以下公式确定：
D50＝k*d50，
其中D50为砂砾石滤料的特征粒径，即小于该粒径的砂砾石滤料的质量占总砂砾石滤料质量的50％；
d50为保护土体的特征粒径，即d50小于该粒径的保护土体的质量占总保护土体质量的50％；
k为经验系数。
5.根据权利要求1所述的一种抗物理淤堵的新型复合排渗管，其特征在于：所述保护层为塑料材质的格构网或铁丝网。
6.根据权利要求5所述的一种抗物理淤堵的新型复合排渗管，其特征在于：所述保护层的网孔直径应等于或小于砂砾石滤料粒径的下限。
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