CN112832227A - 一种边坡排水结构及方法 - Google Patents
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Abstract
一种边坡排水结构及方法，包括边坡、钻孔、排水槽和排水管，边坡的坡面设置有排水槽，边坡的内部布设有多组钻孔，钻孔分为填充段和透水孔段，填充段的内部填充有吸水膨胀填充物，透水孔段的底端固定安装有磁管，钻孔的内部设置有排水管。该边坡排水结构采用双排水管的方式，当透水孔段空腔内水较少时，直接通过排水管道进水口排水，当整个边坡含水量较大时，吸水膨胀填充物充分吸水膨胀，带动伸缩软管段伸长，排水管道进水口延伸至磁管对接口，实现增大排水管径和增大排水口与透水空腔的高差，实现排水流量的增大，充分排水水量减少后，吸水膨胀填充物还原，在磁力的作用下伸缩软管段还原，进水口脱离对接口。
Description
技术领域
本发明涉及道路工程技术领域，尤其涉及一种边坡排水结构及方法。
背景技术
降雨型滑坡在我国广泛分布，包括云贵川地区、黄土地区和东南沿海地区，特别是在东南沿海的浙江、福建、江西等地区多发生浅层的土质滑坡。以浙江省为例，由于浙江每年受台风影响较大，每年7-9月份降雨量很大，山体表层的土体充满了水，土体重量增大，力学性质也大大降低，再加上近年来大量的公路、铁路、民用建筑开挖等人类工程活动，最终导致了滑坡频繁发生。一般而言，这种滑坡的方量不会很大，但是往往发生在村庄和道路沿线，会给人民的生命和财产带来较大的威胁。此外，由于降雨入渗引起坡体地下水位上升进而触发滑坡发生，也是滑坡形成演化的重要因素。坡体地下水位上升是一个降雨入渗的积累过程，采取持续有效的排水措施，及时排出入渗坡体的地下水，对于滑坡灾害的控制与防治具有重要意义。
当前边坡的主要排水措施有：地表排水沟和排水盲沟、集水井抽水、水平排水孔、地下排水洞等。地表排水沟和排水盲沟等地表排水措施，其排水能力有限仅能进行坡面排水，无法排出入渗到坡体内部的地下水；集水井抽水需要动力和经常性管理，能源消耗大，使用成本高；水平排水孔因倾角小，自然排水过程中容易发生堵塞，影响排水通道的长期有效性；地下排水洞施工周期长、工艺复杂、费用高。因此，至今仍缺乏吸排边坡地下水的方法，探索经济高效的边坡排水新技术仍是当务之急。
发明内容
基于背景技术中存在的现有问题，本发明提出了一种边坡排水结构及方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种边坡排水结构，包括边坡、钻孔、排水槽和排水管，所述边坡的坡面设置有排水槽，所述边坡的内部布设有多组钻孔，所述钻孔分为填充段和透水孔段，所述填充段的内部填充有吸水膨胀填充物，所述透水孔段的底端固定安装有磁管，所述钻孔的内部设置有排水管，所述排水管延伸贯穿排水槽至边坡的底部，所述排水管的进水口插入透水孔段内，所述排水管靠近进水口位置处设置有一段伸缩软管段，所述排水管靠近进水口位置处固定安装有两组磁块，所述边坡的底部设置有边沟，所述边坡的顶部埋设有草植管。
优选的，所述贯穿排水槽的排水管管段外侧包裹有土工布。
优选的，所述边沟远离边坡的一端固定安装有气缸，所述气缸的输出端固定安装有滤渣网。
优选的，所述磁管的开口为喇叭形开口，磁管的顶端设置有与进水口搭配使用的对接口，对接口的内部设置有限位环。
优选的，所述草植管的外壁设置有螺纹，且螺纹间的侧壁均匀设有有贯穿草植管的通孔。
优选的，所述排水管的进水口与磁管的对接口在同一轴线内，且对接口的直径略大于进水口直径。
优选的，所述边沟靠近边坡的一侧通过底座固定安装有电机和水泵，水泵的进水口通过吸水管与排水管的出水口相连通。
一种边坡排水方法，当透水孔段空腔内水较少时，直接通过排水管进水口在虹吸作用下将透水孔段内的积水排出，当整个边坡含水量较大时，吸水膨胀填充物充分吸水膨胀，带动伸缩软管段伸长，排水管进水口延伸至磁管对接口，从而通过磁管进水口进水，磁管进水口设置为喇叭状，增大入水流量，提高空腔和出水口的高差，进一步加快空腔积水的排出，当空腔积水减少，吸水膨胀填充物逐渐还原，同时磁管和磁块同性相斥，在磁力作用下加快吸水膨胀填充物的脱水还原和伸缩软管段的还原，排水管进水口脱离磁管对接口；当边坡透水孔段负压不足，或排水管内产生大量气泡，无法实现虹吸排水，此时将水泵的进水口通过吸水管与排水管的出水口相连通，通过水泵实现边坡内部地下水的被动抽水，水泵同时能够提供虹吸排水的初始条件。
本发明的有益效果是：
1、该边坡排水结构采用双排水管口的方式，当透水孔段空腔内水较少时，直接在虹吸作用下通过排水管进水口排水，边坡积水经由排水管排至边沟；
2、当整个边坡含水量较大，水位较高时，吸水膨胀填充物充分吸水膨胀，挤压排水管安装的磁块向前，从而带动伸缩软管段伸长，使得排水管进水口延伸至磁管对接口，此时通过磁管喇叭状进水口进水，实现增大排水管径和增大排水口与透水空腔的高差，且吸水膨胀填充物膨胀挤压排水管，施加排水管以压力，实现排水流量的增大，充分排水水量减少后，吸水膨胀填充物还原，在磁力的作用下伸缩软管段还原，进水口脱离对接口；
3、当边坡透水段负压不足，或排水管内产生大量气泡，虹吸排水不能有效地工作时，此时通过外部动力装置连接水泵实现边坡内部地下水的被动抽水，水泵同时能够提供虹吸排水的初始条件，保证虹吸负压排水能够正常进行；
4、边坡上部埋设有草植管，草植管内部有草种，草种生长，在草被和草植管共同作用下保证边坡上部的稳定；
5、边坡底部边沟内设置有气缸和滤渣网，可通过气缸和提升滤渣网，将收集的垃圾提出，便于边沟内垃圾的清理。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明水位较高时排水示意图；
图3为本发明应急响应时启动外部动力装置的吸排水示意图；
图4为本发明磁管7结构示意图；
图5为本发明草植管10结构示意图；
图中1、边坡；2、填充段；3、吸水膨胀填充物；4、透水孔段；5、磁块；6、钻孔；7、磁管；8、伸缩软管段；9、排水槽；10、草植管；11、土工布；12、排水管；13、边沟；14、气缸；15、滤渣网；16、电机；17、吸水管；18、水泵；19、底座；20、对接口；21、限位环；22、通孔；23、螺纹。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种边坡排水结构及方法，包括边坡1、钻孔6、排水槽9和排水管12，其特征在于：边坡1的坡面设置有排水槽9，排水槽9用于安装引流部分的排水管12，边坡1的内部布设有多组钻孔6，钻孔6分为填充段2和透水孔段4，填充段2的内部填充有吸水膨胀填充物3，地下水可通过透水孔段4进入空腔内，透水孔段4的底端固定安装有磁管7，钻孔6的内部设置有排水管12，排水管12延伸贯穿排水槽9至边坡1的底部，排水管12的进水口插入透水孔段4内，当坡体内部地下水位上升引起排水管12水位高程大于出水口，透水孔段4内的地下水就会在水位高差作用下从虹吸排水管12自然流出，利用虹吸作用在透水孔段4空腔内形成负压，坡体内部的地下水会加速流向透水孔段4空腔并经由排水管12排至边沟13，排水管12靠近进水口位置处设置有一段伸缩软管段8，排水管12靠近进水口位置处固定安装有两组磁块5，当透水孔段4空腔内水较少时，直接通过排水管12进水口排水，当整个边坡含水量较大时，吸水膨胀填充物3充分吸水膨胀，带动伸缩软管段8伸长，排水管12进水口延伸至磁管7对接口20，从而通过磁管7进水口进水，磁管7进水口设置为喇叭状，增大入水流量，提高空腔和出水口的高差，进一步加快空腔积水的排出，当空腔积水减少，吸水膨胀填充物3逐渐还原，同时磁管7和磁块5同性相斥，在磁力作用下加快吸水膨胀填充物3的脱水还原和伸缩软管段8的还原，排水管12进水口脱离磁管7对接口20，边坡1的底部设置有边沟13，边沟13用于边坡1雨水和地下积水的引流，边坡1的顶部埋设有草植管10，草植管10用于加固边坡1的顶部稳定性。
本发明中：贯穿排水槽9的排水管12管段外侧包裹有土工布11，土工布11可以能够延长排水管12的使用寿命，防腐蚀和微生物损害。
本发明中：边沟13远离边坡1的一端固定安装有气缸14，气缸14的输出端固定安装有滤渣网15，滤渣网15用于收集边坡1垃圾，气缸14可以提升滤渣网15，便于边沟13的清理。
本发明中：磁管7的开口为喇叭形开口，喇叭形可以增到进水流量，磁管7的顶端设置有与进水口搭配使用的对接口20，对接口20的内部设置有限位环21，当排水管12的进水口进入对接口20内，限位环21可以控制排水管12的进入长度，防止排水管12进入过深影响排水效率。
本发明中：草植管10的外壁设置有螺纹23，且螺纹23间的侧壁均匀设有有贯穿草植管10的通孔22，草植管10内可以提前放置草种，草种发育生长后，可以同草植管10一起帮助加固边坡1的顶部稳定性。
本发明中：排水管12的进水口与磁管7的对接口20在同一轴线内，且对接口20的直径略大于进水口直径，便于排水管12的进水口顺利进入磁管7的对接口20。
本发明中：边沟13靠近边坡1的一侧通过底座19固定安装有电机16和水泵18，水泵的进水口通过吸水管17与排水管12的出水口相连通，实现边坡1内部地下水的被动排出。
实施例1：当透水孔段4空腔内水较少时，且透水孔段4空腔负压能够满足虹吸初始条件，使得透水孔段4空腔内的积水能够直接通过排水管12进水口在虹吸作用下自然主动排出至边沟13。
实施例2：当整个边坡1含水量较大时，吸水膨胀填充物3充分吸水膨胀，带动伸缩软管段8伸长，排水管12进水口延伸至磁管7对接口20，从而通过磁管7进水口进水，磁管7进水口设置为喇叭状，增大入水流量，提高空腔和出水口的高差，进一步加快空腔积水的排出，当空腔积水减少，吸水膨胀填充物3逐渐还原，同时磁管7和磁块5同性相斥，在磁力作用下加快吸水膨胀填充物3的脱水还原和伸缩软管段8的还原。
实施例3：当遇极端天气如连续强降水应急排水时，若使用边坡1透水孔段4负压不足难以实施虹吸主动排水，或排水管12内产生大量气泡阻碍虹吸排水，此时将水泵18的进水口通过吸水管17与排水管12的出水口相连通，打开电机16和水泵18，通过水泵18实现边坡1内部地下水的被动抽水，水泵12同时能够提供虹吸排水的初始负压值。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种边坡排水结构，包括边坡(1)、钻孔(6)、排水槽(9)和排水管(12)，其特征在于：所述边坡(1)的坡面设置有排水槽(9)，所述边坡(1)的内部布设有多组钻孔(6)，所述钻孔(6)分为填充段(2)和透水孔段(4)，所述填充段(2)的内部填充有吸水膨胀填充物(3)，所述透水孔段(4)的底端固定安装有磁管(7)，所述钻孔(6)的内部设置有排水管(12)，所述排水管(12)延伸贯穿排水槽(9)至边坡(1)的底部，所述排水管(12)的进水口插入透水孔段(4)内，所述排水管(12)靠近进水口位置处设置有一段伸缩软管段(8)，所述排水管(12)靠近进水口位置处固定安装有两组磁块(5)，所述边坡(1)的底部设置有边沟(13)，所述边坡(1)的顶部埋设有草植管(10)。
2.根据权利要求1所述的一种边坡排水结构，其特征在于：所述贯穿排水槽(9)的排水管(12)管段外侧包裹有土工布(11)。
3.根据权利要求1所述的一种边坡排水结构，其特征在于：所述边沟(13)远离边坡(1)的一侧固定安装有气缸(14)，所述气缸(14)的输出端固定安装有滤渣网(15)。
4.根据权利要求1所述的一种边坡排水结构，其特征在于：所述磁管(7)的开口为喇叭形开口，磁管(7)的顶端设置有与进水口搭配使用的对接口(20)，对接口(20)的内部设置有限位环(21)。
5.根据权利要求1所述的一种边坡排水结构，其特征在于：所述草植管(10)的外壁设置有螺纹(23)，且螺纹(23)间的侧壁均匀设有有贯穿草植管(10)的通孔(22)。
6.根据权利要求1或4所述的一种边坡排水结构，其特征在于：所述排水管(12)的进水口与磁管(7)的对接口(20)在同一轴线内，且对接口(20)的直径略大于进水口直径。
7.根据权利要求1所述的一种边坡排水结构，其特征在于：所述边沟(13)靠近边坡(1)的一侧通过底座(19)固定安装有电机(16)和水泵(18)，水泵(18)的进水口通过吸水管(17)与排水管(12)的出水口相连通。
8.一种边坡排水方法，其特征在于：
当透水孔段(4)空腔内水较少时，直接通过排水管(12)进水口在虹吸作用下将透水孔段(4)内的积水排出，当整个边坡(1)含水量较大时，吸水膨胀填充物(3)充分吸水膨胀，带动伸缩软管段(8)伸长，排水管(12)进水口延伸至磁管(7)对接口(20)，从而通过磁管(7)进水口进水，磁管(7)进水口设置为喇叭状，增大入水流量，提高空腔和出水口的高差，进一步加快空腔积水的排出，当空腔积水减少，吸水膨胀填充物(3)逐渐还原，同时磁管(7)和磁块(5)同性相斥，在磁力作用下加快吸水膨胀填充物(3)的脱水还原和伸缩软管段(8)的还原，排水管(12)进水口脱离磁管(7)对接口(20)；当边坡(1)透水孔段(4)负压不足，或排水管(12)内产生大量气泡，无法实现虹吸排水，此时将水泵(18)的进水口通过吸水管(17)与排水管(12)的出水口相连通，通过水泵(18)实现边坡(1)内部地下水的被动抽水，水泵(18)同时能够提供虹吸排水的初始条件。
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2020
- 2020-09-21 CN CN202010995322.XA patent/CN112832227A/zh active Pending
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