CN111395087B - 一种市政道路路基排水结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种市政道路路基排水结构及其施工方法，因为当待修复路段处在地势较低的位置时，对地基进行开挖修整时周围高地势的土层中的水分容易在重力作用下渗透到待修复路段中，影响施工以及降低施工质量。方案中通过开挖截水沟，使地势进一步下降，然后通过挡板和碎石层对截水沟的侧壁进行支撑，再通过排水管和抽水泵配合将截水沟两侧的高地势中的土层积水抽出，使待修补路段两侧的高地势土层中的地下水下降到排水管以下，再进行回填和地基修整，有利于降低地基处理过程中的积水问题，提高道路地基的质量，且有利于缩短施工周期。其中碎石层有利于减少截水沟侧壁的坍陷，并使高地势中的积水可以穿过碎石层进入排水管。
Description
技术领域
本发明涉及市政工程的技术领域，尤其是涉及一种市政道路路基排水结构及其施工方法。
背景技术
目前在市政道路建设过程中，新建道路在地形高差变化较大时，位于较高地势的土由于降雨等因素聚集于土体内的水，会因为地势差的原因，缓慢通过土层内部，汇入较低地势的土层中，形成积水，对低地势路基土的施工造成影响，且市政道路不同于普通公路，尤其对于位于城市中心的道路，道路两侧多为企业及建筑，不设边坡，路基土内积水无法通过传统方法从两侧边坡排出。
现有的申请号为CN201610279292.6的中国专利通过在高地势路段坡脚处开挖截水沟，并对高地势路段用振动压路机进行路基正常压实，使高地势路段中的积水汇集进截水沟中，再用泵机配合抽水管将截水沟中的积水抽出，并对截水沟进行回填，实现将高地势路段上层积水下渗的效果。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：因为在城市中，若对某一段地势较低的市政道路进行路基翻修的时候，该段道路周围往往都是完整的道路或房屋建筑，没有空间提供给振动压路机进行压实，进而也无法利用上述现有技术将较高地势中的积水进行快速下渗，从而使得待修复路段易形成积水，影响施工效果或延长施工周期，因此存在改进空间。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一在于提供一种市政道路路基排水结构，具有快速将上层滞水排出的效果，本发明的目的之二在于提供一种市政道路路基排水结构的施工方法，具有减少施工周期，提高施工质量的效果。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种市政道路路基排水结构，包括在待修复路段开挖的截水沟，所述截水沟的沟底铺设有防渗土工膜，所述截水沟靠近高地势路段的两侧均铺设有挡板，所述挡板与所述截水沟的侧壁之间铺设有碎石层；两组所述挡板之间设置有用于顶撑两组挡板的顶撑装置，所述挡板上沿水平方向开设有若干排水孔，所述排水孔内插接有排水管，所述排水管穿过所述挡板、碎石层插入所述截水沟的侧壁内，所述排水管中空设置且外周面开设有若干与内部连通的抽水孔，所述抽水孔内设置有过滤结构，所述排水管位于所述截水沟内的一端连通有抽水泵，所述抽水泵的出水口连通有延伸至截水沟外的出水管。
通过采用上述技术方案，因为当待修复路段处在地势较低的位置时，对地基进行开挖修整时周围高地势的土层中的水分容易在重力作用下渗透到待修复路段中，影响施工以及降低施工质量。其中通过开挖截水沟，使地势进一步下降，然后通过挡板和碎石层对截水沟的侧壁进行支撑，再通过排水管和抽水泵配合将截水沟两侧的高地势中的土层积水抽出，使待修补路段两侧的高地势土层中的地下水下降到排水管以下，再进行回填和地基修整，有利于降低地基处理过程中的积水问题，提高道路地基的质量，且有利于缩短施工周期。其中碎石层有利于减少截水沟侧壁的坍陷，并使高地势中的积水可以穿过碎石层进入排水管。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述排水孔设置为菱形，且菱形的两组对角线分别竖直和水平设置，所述排水管的形状与所述排水孔的形状配合。
通过采用上述技术方案，将排水管和排水孔均设置为菱形，且菱形的两组对角线分别竖直和水平设置，从而使插入截水沟侧壁的排水管顶端较为尖锐，在承受上方土层的重力不易发生变形，有利于将上方的土层向排水管两侧排开。其中排水孔也设置为与排水管形状配合的菱形，有利于对排水管进行转动限位，使排水管保持顶端尖锐的状态插入土层中。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述排水管包括若干管道单体，所述管道单体的两端内固定有十字型的支撑架，所述支撑架与所述排水管的对角线重合，所述管道单体的插入端的支撑架固定有螺纹套，所述管道单体远离插入端的支撑架固定有螺纹头，相邻的两组管道单体之间通过螺纹头和螺纹套螺纹连接；当相邻两组管道单体相互连接时，相邻的两组管道单体的外周面重合共面。
通过采用上述技术方案，若干管道单体组成排水管从而有利于改变排水管的长度，便于运输和减少开挖截水沟的宽度。其中管道单体的两端固定的支撑架可以提高管道单体的承重能力，从而有利于降低管道单体的受力变形。相邻的管道单体之间通过螺纹套和螺纹头螺纹连接实现连接，且设置管道单体相互连接时外周面重合，从而可以保持排水管的顶端尖锐端朝上设置，也便于通过排水孔。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述排水管远离所述截水沟的侧壁的一端连接有转接头，所述管接头一端为与所述管道单体形状配合的菱形端，另一端为与所述抽水泵的进水管连通的管接头，所述菱形端与所述管接头连通且两者之间均匀过渡，所述菱形端内固定有与所述螺纹头螺纹连接的内螺套。
通过采用上述技术方案，转接头的设置有利于将排水管与抽水泵的进水管连通，转接头自菱形端向圆形的管接头之间均匀过渡，从而通过管接头便于与抽水管连通，其中管接头通过内螺套与管道单体的螺纹头螺纹连接，便于两者快速连接。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述排水管插入截水沟侧壁的一端连接有插接头，所述插接头远离所述排水管的一端尖锐设置，所述插接头靠近所述排水管的一端形状与所述排水管配合，所述插接头朝向所述排水管的一端固定有用于与所述螺纹套螺纹连接的开设有外螺纹的连接头。
通过采用上述技术方案，排水管插接进截水沟侧壁的一端螺纹连接有尖锐设置的插接头，有利于提高排水管插接进截水沟侧壁的压强，从而便于将排水管插入截水沟侧壁。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述顶撑装置包括第一螺杆、第二螺杆以及位置所述第一螺杆和第二螺杆之间的中空螺套，所述第一螺杆和第二螺杆分别与所述中空螺套螺纹连接，所述中空螺套两端的内螺纹的螺向相反设置；所述中空螺套的外周面凸出设置有转把。
通过采用上述技术方案，中空螺套两端的内螺纹的螺向相反，从而在转动中空螺套时第一螺杆和第二螺杆相互靠近或远离，转把的设置有利于提高转动力矩，便于转动中空螺套，从而有利于将第一螺杆和第二螺杆向相互远离的方向移动，实现对两组挡板的顶撑。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述管道单体内部的横截面自远离插接端的一端向插接端逐渐缩小。
通过采用上述技术方案，根据伯努利原理和流体的连续性方程可知，流体的压强与管径成反比，因为远离水泵的一端压强逐渐减小，通过缩小管道单体的横截面有利于保持靠近插接端的抽水孔的抽水能力，有利于降低截水沟侧壁的积水水位。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：两组所述挡板相互远离的侧面的下端开设有横槽，所述防渗土工膜靠近所述截水沟侧壁的两端向上翻折并收纳于所述横槽中。
通过采用上述技术方案，横槽的设置便于将防渗土工膜收纳于横槽内，有利于减少随时进入防渗土工膜与挡板之间，也有利于减少上方的碎石直接压在防渗土工膜上导致防渗土工膜破损的情况。
一种根据权利要求1-8任一所述的市政道路路基排水结构的施工方法，包括以下步骤：
步骤一：在待修复路段开挖截水沟，并对截水沟底部进行压实处理；
步骤二：在截水沟底铺设防渗土工膜，所述防渗土工膜沿截水沟的长度方向铺设，且所述防渗土工膜靠近所述截水沟的两端之间的长度大于所述截水沟的宽度；
步骤三：在截水沟靠近高地势路段的两侧均铺设挡板，两组挡板之间设置有顶撑装置，并通过顶撑装置进行限位；
步骤四：在两组挡板的排水口内插接排水管，并通过双轴液压缸同时顶撑两组挡板上位置对应的排水管，使排水管插入截水沟的侧壁中；
步骤五：在挡板和截水沟侧壁之间填充碎石形成碎石层，然后通过顶撑装置将挡板抵紧截水沟侧壁；
步骤六：用水泵连通各排水管进行抽水；
步骤七：待出水管不再有水流出时，拆除水泵、排水管、顶撑装置、挡板，清除碎石及防渗土工膜，回填截水沟；
步骤八：对截水沟上方填方路段进行回填压实。
通过采用上述技术方案，通过在待修复路段开挖截水沟，使地势进一步下降，然后通过挡板和碎石层对截水沟的侧壁进行支撑，再通过排水管和抽水泵配合将截水沟两侧的高地势中的土层积水抽出，使待修补路段两侧的高地势土层中的地下水下降到排水管以下，再进行回填和地基修整，有利于降低地基处理过程中的积水问题，提高道路地基的质量，且有利于缩短施工周期。其中先插接排水管再铺设碎石层和顶撑挡板，有利于避免排水管直接与碎石层碰撞和摩擦，而截水沟的侧壁往往较为松软，从而有利于减少排水管的变形和磨损。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1. 通过在待修复路段开挖截水沟，使地势进一步下降，然后通过挡板和碎石层对截水沟的侧壁进行支撑，再通过排水管和抽水泵配合将截水沟两侧的高地势中的土层积水抽出，使待修补路段两侧的高地势土层中的地下水下降到排水管以下，再进行回填和地基修整，有利于降低地基处理过程中的积水问题，提高道路地基的质量，且有利于缩短施工周期；
2.通过设置排水管由若干管道单体组成，从而有利于对排水管进行延长，并且便于运输，管道单体之间通过螺纹连接有起到便于安装和顶撑的效果，以及便于在工厂进行批量预制和加装装接头和插接头的效果；
3.通过设置转接头有利于将菱形的排水管与水泵的抽水管连通，通过设置插接头有利于排水管插入截水沟的侧壁。
附图说明
图1为本实施例的结构示意图；
图2为本实施例中截水沟内的结构示意图；
图3为本实施例中管道单体、转接头和插接头的结构示意图；
图4为本实施例中插接排水管时的示意图；
图5为本实施例中插接排水管时截水沟的结构示意图。
附图标记：1、截水沟；11、防渗土工膜；12、碎石层；2、挡板；21、排水孔；22、横槽；3、排水管；31、抽水孔；32、抽水泵；33、出水管；34、管道单体；35、支撑架；36、螺纹套；37、螺纹头；38、进水管；4、转接头；41、管接头；42、内螺套；5、插接头；51、连接头；61、第一螺杆；62、第二螺杆；63、中空螺套；64、转把；7、双轴液压缸。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1至图2所示，本发明公开的一种市政道路路基排水结构，包括在待修复路段开挖的截水沟1，截水沟1的沟底铺设有防渗土工膜11，截水沟1靠近高地势路段的两侧均铺设有类矩形的挡板2，挡板2与截水沟1的侧壁之间铺设有碎石层12；两组挡板2之间设置有用于顶撑两组挡板2的顶撑装置。两组挡板2相互远离的侧面的下端开设有横槽22，防渗土工膜11位于两组挡板2的下方且防渗土工膜11靠近截水沟1侧壁的两端向上翻折并收纳于横槽22中。
如图2所示，顶撑装置包括第一螺杆61、第二螺杆62以及位置第一螺杆61和第二螺杆62之间的中空螺套63，第一螺杆61和第二螺杆62相互靠近的端部分别与中空螺套63螺纹连接，中空螺套63两端的内螺纹的螺向相反设置；中空螺套63的外周面凸出固定有转把64，转把64为若干沿中空螺套63的轴线圆周等角度分布的圆柱体。
如图2至图3所示，挡板2上沿水平方向开设有若干排水孔21，排水孔21沿两列排布，排水孔21设置为菱形，且菱形的两组对角线分别竖直和水平设置。排水孔21内插接有排水管3，排水管3的形状与排水孔21的形状配合。排水管3穿过挡板2、碎石层12插入截水沟1的侧壁内，排水管3中空设置且外周面开设有若干与内部连通的抽水孔31，抽水孔31内设置有过滤结构，过滤结构可以为常规的滤网或滤芯结构。
如图2至图3所示，排水管3包括若干管道单体34，管道单体34内部的横截面自远离插接端的一端向插接端逐渐缩小。管道单体34的两端内固定有十字型的支撑架35，支撑架35与排水管3的对角线重合，管道单体34的插入端的支撑架35固定有螺纹套36，管道单体34远离插入端的支撑架35固定有螺纹头37，螺纹套36和螺纹头37分别位于两组支撑架35相互远离的侧面，相邻的两组管道单体34之间通过螺纹头37和螺纹套36螺纹连接；当相邻两组管道单体34相互连接时，相邻的两组管道单体34的外周面重合共面。
如图2至图3所示，排水管3远离截水沟1的侧壁的一端连接有转接头4，管接头41一端为与管道单体34形状配合的菱形端，另一端为与抽水泵32的进水管38连通的管接头41，管接头41可以为常规的与水管相连的型号，菱形端与管接头41连通且两者之间均匀过渡，菱形端内固定有与螺纹头37螺纹连接的内螺套42，内螺套42形状与螺纹套36一致，若图3中螺纹套36不清晰可通过内螺套42进行参考和理解。
如图2至图3所示，排水管3插入截水沟1侧壁的一端连接有插接头5，插接头5远离排水管3管的一端尖锐设置，插接头5靠近排水管3的一端形状与排水管3配合，插接头5朝向排水管3的一端固定有用于与螺纹套36螺纹连接的开设有外螺纹的连接头51，连接头51形状与螺纹头37一致，若图3中螺纹头37不清晰可通过内螺套42进行参考和理解。
如图2至图3所示，其中排水管3位于截水沟1内的一端连通有抽水泵32，抽水泵32的进水管38与转接头4的管接头41部分连通，抽水泵32的出水口连通有延伸至截水沟1外的出水管33。
本实施例的实施原理为：
一种市政道路路基排水结构的施工方法，包括以下步骤：
步骤一：在待修复路段开挖截水沟1，并对截水沟1底部进行压实处理；
步骤二：在截水沟1底铺设防渗土工膜11，防渗土工膜11沿截水沟1的长度方向铺设，且防渗土工膜11靠近截水沟1的两端之间的长度大于截水沟1的宽度；
步骤三：在截水沟1靠近高地势路段的两侧均铺设挡板2，两组挡板2之间设置有顶撑装置，并通过顶撑装置进行限位；
步骤四：在两组挡板2的排水口内插接排水管3，并通过双轴液压缸7同时顶撑两组挡板2上位置对应的排水管3，使排水管3插入截水沟1的侧壁中（如图4至图5所示）；
步骤五：在挡板2和截水沟1侧壁之间填充碎石形成碎石层12，然后通过顶撑装置将挡板2抵紧截水沟1侧壁；
步骤六：用水泵连通各排水管3进行抽水；
步骤七：待出水管33不再有水流出时，拆除水泵、排水管3、顶撑装置、挡板2，清除碎石及防渗土工膜11，回填截水沟1；
步骤八：对截水沟1上方填方路段进行回填压实。
挡板2和碎石层12的设置有利于减少截水沟1侧壁坍塌的情况，挡板2的设置也能对排水管3起到限位作用。
排水管3的管道单体34内部的横截面自远离插接端的一端向插接端逐渐缩小，有利于使远离水泵的抽水孔31也能保持较好的吸水能力。
转接头4的设置便于排水管3与水泵的进水管38连通。
插接头5的设置便于排水管3更容易插接进截水沟1侧壁。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种市政道路路基排水结构，其特征是：包括在待修复路段开挖的截水沟(1)，所述截水沟(1)的沟底铺设有防渗土工膜(11)，所述截水沟(1)靠近高地势路段的两侧均铺设有挡板(2)，所述挡板(2)与所述截水沟(1)的侧壁之间铺设有碎石层(12)；两组所述挡板(2)之间设置有用于顶撑两组挡板(2)的顶撑装置，所述挡板(2)上沿水平方向开设有若干排水孔(21)，所述排水孔(21)内插接有排水管(3)，所述排水管(3)穿过所述挡板(2)、碎石层(12)插入所述截水沟(1)的侧壁内，所述排水管(3)中空设置且外周面开设有若干与内部连通的抽水孔(31)，所述抽水孔(31)内设置有过滤结构，所述排水管(3)位于所述截水沟(1)内的一端连通有抽水泵(32)，所述抽水泵(32)的出水口连通有延伸至截水沟(1)外的出水管(33)；
所述排水孔(21)设置为菱形，且菱形的两组对角线分别竖直和水平设置，所述排水管(3)的形状与所述排水孔(21)的形状配合；
所述排水管(3)包括若干管道单体(34)，所述管道单体(34)的两端内固定有十字型的支撑架(35)，所述支撑架(35)与所述排水管(3)的对角线重合，所述管道单体(34)的插入端的支撑架(35)固定有螺纹套(36)，所述管道单体(34)远离插入端的支撑架(35)固定有螺纹头(37)，相邻的两组管道单体(34)之间通过螺纹头(37)和螺纹套(36)螺纹连接；当相邻两组管道单体(34)相互连接时，相邻的两组管道单体(34)的外周面重合共面。
2.根据权利要求1所述的一种市政道路路基排水结构，其特征是：所述排水管(3)远离所述截水沟(1)的侧壁的一端连接有转接头(4)，所述转接头(4)一端为与所述管道单体(34)形状配合的菱形端，另一端为与所述抽水泵(32)的进水管(38)连通的管接头(41)，所述菱形端与所述管接头(41)连通且两者之间均匀过渡，所述菱形端内固定有与所述螺纹头(37)螺纹连接的内螺套(42)。
3.根据权利要求2所述的一种市政道路路基排水结构，其特征是：所述排水管(3)插入截水沟(1)侧壁的一端连接有插接头(5)，所述插接头(5)远离所述排水管(3)的一端尖锐设置，所述插接头(5)靠近所述排水管(3)的一端形状与所述排水管(3)配合，所述插接头(5)朝向所述排水管(3)的一端固定有用于与所述螺纹套(36)螺纹连接的开设有外螺纹的连接头(51)。
4.根据权利要求1所述的一种市政道路路基排水结构，其特征是：所述顶撑装置包括第一螺杆(61)、第二螺杆(62)以及位置所述第一螺杆(61)和第二螺杆(62)之间的中空螺套(63)，所述第一螺杆(61)和第二螺杆(62)分别与所述中空螺套(63)螺纹连接，所述中空螺套(63)两端的内螺纹的螺向相反设置；所述中空螺套(63)的外周面凸出设置有转把(64)。
5.根据权利要求1所述的一种市政道路路基排水结构，其特征是：所述管道单体(34)内部的横截面自远离插接端的一端向插接端逐渐缩小。
6.根据权利要求1所述的一种市政道路路基排水结构，其特征是：两组所述挡板(2)相互远离的侧面的下端开设有横槽(22)，所述防渗土工膜(11)靠近所述截水沟(1)侧壁的两端向上翻折并收纳于所述横槽(22)中。
7.一种根据权利要求1-6任一所述的市政道路路基排水结构的施工方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤一：在待修复路段开挖截水沟(1)，并对截水沟(1)底部进行压实处理；
步骤二：在截水沟(1)底铺设防渗土工膜(11)，所述防渗土工膜(11)沿截水沟(1)的长度方向铺设，且所述防渗土工膜(11)靠近所述截水沟(1)的两端之间的长度大于所述截水沟(1)的宽度；
步骤三：在截水沟(1)靠近高地势路段的两侧均铺设挡板(2)，两组挡板(2)之间设置有顶撑装置，并通过顶撑装置进行限位；
步骤四：在两组挡板(2)的排水口内插接排水管(3)，并通过双轴液压缸(7)同时顶撑两组挡板(2)上位置对应的排水管(3)，使排水管(3)插入截水沟(1)的侧壁中；
步骤五：在挡板(2)和截水沟(1)侧壁之间填充碎石形成碎石层(12)，然后通过顶撑装置将挡板(2)抵紧截水沟(1)侧壁；
步骤六：用水泵连通各排水管(3)进行抽水；
步骤七：待出水管(33)不再有水流出时，拆除水泵、排水管(3)、顶撑装置、挡板(2)，清除碎石及防渗土工膜(11)，回填截水沟(1)；
步骤八：对截水沟(1)上方填方路段进行回填压实。
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