CN113513012A - 填土高边坡排水结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及坡体排水工程的技术领域，公开了填土高边坡排水结构，包括布置于填土高边坡内部的浅层排水盲沟和深层排水盲沟，浅层排水盲沟从坡面伸入坡体一定深度；深层排水盲沟设于填土高边坡的底部；排水盲沟的外周包裹有土工布，排水盲沟内设有垫层、钢筋混凝土管和碎石，垫层设于排水盲沟的沟底，钢筋混凝土管设于垫层的上方，钢筋混凝土管的上半部开设有多个进水孔，碎石充填在钢筋混凝土管的外侧。通过布置浅层排水盲沟、深层排水盲沟组成盲沟排水系统，导排坡体内部地下水的方式，解决了从地表渗入到坡体内部的地下水较多时，深层排水盲沟排水效果差的问题；钢筋混凝土管的设置，克服了传统塑料盲管抗压性能较差、易损坏、耐久性较差的问题。

Description

填土高边坡排水结构及其施工方法

技术领域

本发明专利涉及填土高边坡坡体内部排水系统的技术领域，具体而言，涉及填土高边坡排水结构及其施工方法，尤其适用于边坡填料透水性较好、坡体内部地下水较丰富时的坡体内部排水工程。

背景技术

目前，填土边坡通常在坡面设置深层泄水孔，导排坡体内部地下水。深层泄水孔通常采用塑料盲管，抗压性能较差，易损坏，耐久性较差。且对于降雨量较大，边坡填料透水性较好的填土边坡，从地表渗入到坡体内部的地下水较多，常规的深层泄水孔排水效果较差。

发明内容

本发明的目的在于提供填土高边坡排水结构及其施工方法，旨在解决现有技术中，常规的深层泄水孔排水效果较差的问题。

本发明是这样实现的，填土高边坡排水结构，包括浅层排水盲沟和深层排水盲沟，所述浅层排水盲沟和深层排水盲沟分别置于填土高边坡的内部；所述填土高边坡包括坡体，所述坡体具有朝外布置的坡面，所述浅层排水盲沟及所述深层排水盲沟分别从所述坡面朝向坡体的内部延伸，所述浅层排水盲沟用于导排所述坡体内部的浅层地下水，所述深层排水盲沟用于导排所述坡体内部的深层地下水；所述深层排水盲沟设于所述坡体的底部，所述浅层排水盲沟位于所述深层排水盲沟的上方；

所述浅层排水盲沟和所述深层排水盲沟均为排水盲沟，所述排水盲沟的外周包裹有土工布，所述排水盲沟的内部设有垫层、钢筋混凝土管和碎石；所述垫层设于所述排水盲沟的底部，所述钢筋混凝土管设于所述垫层的上方，且所述钢筋混凝土管沿着所述排水盲沟的长度方向延伸布置，所述钢筋混凝土管的上半部开设有多个进水孔，所述碎石充填在所述钢筋混凝土管的外侧。

进一步的，所述排水盲沟的横截面为上宽下窄的梯形截面，所述土工布包裹在所述梯形截面的四周。

进一步的，所述排水盲沟的底部设有透水板，所述透水板的顶部设有凹槽，所述凹槽的顶部边缘采用弧形过渡，所述垫层覆盖在所述透水板上。

进一步的，多个所述进水孔阵列在所述钢筋混凝土管的上半部侧壁上，所述钢筋混凝土管的外侧设有过滤网，所述过滤网覆盖所述进水孔。

进一步的，所述钢筋混凝土管内设有支架，所述支架活动连接有相对于支架转动的桶体，所述桶体的桶口位于所述进水孔的下方；当所述桶体中的水超过设定高度时，所述桶体在所述支架上自动翻转。

进一步的，所述桶体的两侧与所述支架活动连接，所述桶体呈倾斜布置，所述桶体的底部设有配重物。

进一步的，所述桶体与所述支架之间还设有弹性件，所述弹性件的一端连接在所述桶体上，所述弹性件的另一端连接在所述支架上，在所述桶体从倒水位置回复到初始位置过程中，所述弹性件被压缩。

填土高边坡排水结构的施工方法，包括以下步骤：

S01：分层施工填土高边坡并碾压密实，在设计位置开挖排水盲沟；

S02：将土工布铺设在所述排水盲沟的沟槽内，并预留有一定的搭接量；

S03：在所述排水盲沟的沟底且在所述土工布上铺设垫层；

S04：在所述垫层上铺设钢筋混凝土管，所述钢筋混凝土管的上半部开设有多个进水孔；

S05：用碎石充填所述排水盲沟，使得所述钢筋混凝土管的外侧被所述碎石包围；

S06：在所述排水盲沟的顶部采用所述土工布反包；在所述排水盲沟的上方施工填土至高边坡的坡面。

进一步的，在步骤S01中，所述填土高边坡包括坡面和坡体，所述排水盲沟包括浅层排水盲沟和深层排水盲沟，所述深层排水盲沟布置于所述填土高边坡的底部，在所述深层排水盲沟的上方，每隔设计高度布置所述浅层排水盲沟，所述浅层排水盲沟从所述坡面伸入所述坡体一定深度。

进一步的，在所述填土高边坡的坡面上每隔一定高度布置有地表排水沟，用于导排地表水。

与现有技术相比，本发明提供的填土高边坡排水结构，通过在填土边坡内部布置浅层排水盲沟、深层排水盲沟组成盲沟排水系统，导排坡体内部地下水的方式，解决了从地表渗入到坡体内部的地下水较多时，深层排水盲沟排水效果差的问题；通过在浅层排水盲沟和深层排水盲沟中钢筋混凝土管的设置，克服了传统塑料盲管抗压性能较差、易损坏、耐久性较差的问题；通过在排水盲沟周围包裹土工布，避免泥沙堵塞钢筋混凝土管；通过垫层的设置，使得钢筋混凝土管在排水盲沟中受力均匀，避免集中受力而损坏；通过碎石的隔离，扩大了地下水进入排水盲沟的表面积，减少了发生堵塞的可能性，使得排水盲沟的排水效果有较好的保证。

附图说明

图1是本发明提供的填土高边坡排水结构的剖面示意图；

图2是本发明提供的填土高边坡排水结构的浅层排水盲沟的剖面示意图；

图3是本发明提供的填土高边坡排水结构的深层排水盲沟的剖面示意图；

图4是本发明提供的填土高边坡排水结构的钢筋混凝土管的剖面示意图；

图5是本发明提供的填土高边坡排水结构的支架与桶体的原理示意图；

图6是本发明提供的填土高边坡排水结构的支架与桶体的结构示意图。

附图标记说明：

100-浅层排水盲沟，110-土工布，120-垫层，130-钢筋混凝土管，131-进水孔，140-碎石；

200-深层排水盲沟；300-地表排水沟；

400-支架，411-左长杆，412-右长杆；

500-桶体，510-配重物。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照图1-6所示，为本发明提供的较佳实施例。

填土高边坡排水结构，包括浅层排水盲沟100和深层排水盲沟200，浅层排水盲沟100和深层排水盲沟200分别置于填土高边坡的内部；填土高边坡包括坡体，坡体具有朝外布置的坡面，浅层排水盲沟100及深层排水盲沟200分别从坡面朝向坡体的内部延伸，浅层排水盲沟100用于导排坡体内部的浅层地下水，深层排水盲沟200用于导排坡体内部的深层地下水；深层排水盲沟200设于坡体的底部，浅层排水盲沟100位于深层排水盲沟200的上方；

浅层排水盲沟100和深层排水盲沟200均为排水盲沟，排水盲沟的外周包裹有土工布110，排水盲沟的内部设有垫层120、钢筋混凝土管130和碎石140；垫层120设于排水盲沟的底部，钢筋混凝土管130设于垫层120的上方，且钢筋混凝土管130沿着排水盲沟的长度方向延伸布置，钢筋混凝土管130的上半部开设有多个进水孔131，碎石140充填在钢筋混凝土管130的外侧。

本实施例提供的填土高边坡排水结构，通过在填土边坡内部布置浅层排水盲沟100、深层排水盲沟200组成盲沟排水系统，导排坡体内部地下水的方式，解决了从地表渗入到坡体内部的地下水较多时，深层排水盲沟200排水效果差的问题；通过在浅层排水盲沟100和深层排水盲沟200中钢筋混凝土管130的设置，克服了传统塑料盲管抗压性能较差、易损坏、耐久性较差的问题；通过在排水盲沟周围包裹土工布110，避免泥沙堵塞钢筋混凝土管130；通过垫层120的设置，使得钢筋混凝土管130在排水盲沟中受力均匀，避免集中受力而损坏；通过碎石140的隔离，扩大了地下水进入排水盲沟的表面积，减少了发生堵塞的可能性，使得排水盲沟的排水效果有较好的保证。

对于填土高边坡来说，从低到高可依次划分为第一级边坡、第二级边坡、第三级边坡、第四级边坡、第五级边坡、第六级边坡、第七级边坡、……、第N级边坡等，在每相邻的两级边坡之间均设置有坡台，坡台基本呈水平布置，各级边坡的坡面呈倾斜布置。

在填土高边坡的底部，如从第一级边坡的坡面向整个填土高边坡的坡体内部延伸，设置深层排水盲沟200，为主要排水盲沟，用于导排坡体内部深层地下水。深层排水盲沟200从最内侧到外侧呈由高到低的倾斜布置，有利于深层排水盲沟200中的地下水排水。

在填土高边坡的不同高度位置设置多条浅层排水盲沟100，浅层排水盲沟100设置于坡面伸入坡体一定深度，为次要排水盲沟，用于导排本级边坡以上的坡体浅层地下水；浅层排水盲沟100从最内侧到外侧也呈由高到低的倾斜布置，有利于浅层排水盲沟100中的地下水排水。例如从第四级边坡、第六级边坡的坡面向坡体内伸入一定深度分别形成第四级浅层排水盲沟100、第六级浅层排水盲沟100，第六级浅层排水盲沟100主要用于导排第六级边坡以上的坡体浅层地下水及渗入到其中的地表水，第四级浅层排水盲沟100主要用于导排第四级、第五级边坡的坡体浅层地下水及渗入到其中的地表水。

在填土边坡内部布置浅层排水盲沟100、深层排水盲沟200组成盲沟排水系统，使得不同高度边坡的地下水都可以被有效排出，避免深层排水盲沟200的排水压力过大而导致坡体失稳破坏。

具体的，浅层排水盲沟100和深层排水盲沟200的横截面为上宽下窄的梯形截面，土工布110包裹在梯形截面的四周。这种上宽下窄的梯形截面的排水盲沟，一方面施工较为简单，另一方面，有利于排水盲沟中的地下水沿着排水盲沟流动，符合流体力学的原理。在排水盲沟的四周均包裹有土工布110，使得排水盲沟外侧的泥沙、碎石140、杂质等不会进入到排水盲沟中，避免了泥沙等杂质堵塞排水盲沟及钢筋混凝土管130，影响排水效果。

在排水盲沟的沟底设置有垫层120，垫层120可采用粗砂垫层120，使得在垫层120上方设置的钢筋混凝土管130受力均匀，避免集中受力而损坏，同时粗砂垫层120也具有良好的透水性能，使得地下水可经过粗砂垫层120进入到钢筋混凝土管130中。

进一步的，在排水盲沟的沟底设置有透水板，垫层120设于透水板的上方。透水板的顶部可设有凹槽，粗砂垫层120设置于凹槽内，使得粗砂垫层120不会被挤压走而起不到缓冲的作用。在凹槽的顶部边缘，采用弧形过渡，以免磕碰到钢筋混凝土管130引起损坏。粗砂垫层120的厚度可超过凹槽的深度，将透水板全部覆盖，从而钢筋混凝土管130可得到足够的缓冲垫层120，起到很好的保护作用。

透水板可采用透水石，透水石是生态透水混凝土的固态表现形式，系采用水泥、水、透水砼增强剂掺配高质量的同粒径或间断级配骨料所组成的，并具有一定空隙率的混合材料。透水石具有石材的外观和质感，同时具有透水滤水的功能，采用破坏水的界面张力原理，表面非常紧密，不容易被灰尘堵塞。接通地气，下雨不湿鞋，下雪不结冰，可以循环利用。透水石的使用，使得排水盲沟的沟底具有一定的支撑，不易发生变形，从而使得排水盲沟的排水效果得到保证。

具体的，在钢筋混凝土管130的上半部侧壁上开设有多个进水孔131，这些进水孔131形成阵列，在进水孔131位置设有过滤网，过滤网设于钢筋混凝土管130的外侧，过滤网覆盖进水孔131。多个进水孔131阵列使得排水盲沟中的地下水容易进入到钢筋混凝土管130中。过滤网的设置使得碎石140及其它杂物不会进入到钢筋混凝土管130中引起堵塞。过滤网可采用钢丝网等结构。在进水孔131位置也可包裹有针刺土工布，避免碎石140、泥沙等杂质进入到钢筋混凝土管130中。

而在钢筋混凝土管130的下半部侧壁上不钻设孔洞，作为地下水流通通道，有利于进入到钢筋混凝土管130中的地下水沿着钢筋混凝土管130排出。

在常规情况下，从钢筋混凝土管130的进水孔131进入的地下水为细流，而且钢筋混凝土管130中难免有部分泥质物、沙质物等沉淀，细流难以冲刷淤积在钢筋混凝土管130底的碎石、泥沙等杂物，杂物堆积多了可能会影响钢筋混凝土管130的排水效果，并且由于钢筋混凝土管130埋设在坡体内部，也不方便打开检查及清理。

进一步的，在钢筋混凝土管130内设有支架400，支架400活动连接有相对于支架400转动的桶体500，桶体500呈上大下小的结构，桶体500的桶口位于进水孔131的下方；当桶体500中的水超过设定高度时，根据杠杆原理，桶体500在支架400上自动翻转。从而桶体500中的水自动对钢筋混凝土管130的管道进行冲洗，由于桶体500内的水量较大，在其翻转倒水时冲击能量较大，易于冲刷淤积在混凝土管底的碎石、泥沙等杂物，从而保证了钢筋混凝土管130的排水效果。

由于排水盲沟埋设在地面以下，竣工后排水盲沟无法维护检修。为避免钢筋混凝土管内泥、砂等杂物淤积、堵塞而导致排水盲沟系统失效。因此设置了“桶”结构，用一定体积的水量高速冲刷钢筋混凝土管的内壁，及时冲刷钢筋混凝土管内壁的杂物，避免排水盲沟系统堵塞、失效。

参见图5，桶体500的两侧均与支架400活动连接，桶体500呈倾斜布置，桶体500的底部设有配重物510。以桶体500与支架400的活动连接位置作为支点，当桶体500中的水加到一定水位，整体重心上移，水的重量会使桶体500倾斜自动将水倒出，水倒出后桶底的配重物510使得桶体500复位。不需要额外的动力装置，就可以实现对钢筋混凝土管130的管道进行自动冲洗，使其保持良好的排水效能。

可选的，桶体500呈中间粗两头细的结构，桶体500的中部直径大、上部和下部位置的直径小，中部直径大，使得桶体中部可装较多的水，而且其重心上移缓慢，不易打破平衡，桶体500的上部直径小，装水过程中重心上移快，容易打破平衡使得桶体500倾斜将水倒出；而且桶体500的上部直径变小，会使得在倒水过程中，增强水压，水流会更急，对钢筋混凝土管130的冲洗效果更好。

可选的，桶体500与支架400之间还设有弹性件，例如弹簧，弹性件的一端连接在桶体500上，弹性件的另一端连接在支架400上，当桶体500倒水时，弹性件处于松弛或微压缩状态，在桶体500倒水完成后回复到原先位置的过程中，弹性件继续被压缩，从而桶体500的回复过程较为缓慢，便于倒出桶体500内所有的水；而在桶体500积聚水的过程中，弹性件处于被压缩状态，一旦打破平衡，在弹力作用下，可加速桶体500的倾倒，有利于更好的实现对钢筋混凝土管130的冲洗。

桶体500与支架400的活动连接方式有多种形式，例如：桶体500的两侧可分别延伸出左支撑杆和右支撑杆，左支撑杆和右支撑杆均与支架400通过轴承连接；或者，在桶体500的两侧各设置一轴承，与支架400活动连接，等。在桶体500上或支架400上可设置一挡块或挡板，使得桶体500在未装水时呈一定角度的倾斜布置。

支架400可采取多种形式，例如：支架400包括左架体和右架体，左架体和右架体分别卡设在进水孔131的两侧，或者左架体和右架体分别卡设在两个进水孔131的边缘；左架体和右架体的下端与桶体500的两侧分别活动连接。桶体500的外径小于进水孔131，从而桶体500可直接通过进水孔131安装在钢筋混凝土管130内。或者，桶体500可采取折叠设计，在安装时折叠状态的桶体500通过进水孔131安装好后，桶体500再呈展开状布置，从而桶体500的大小可不受限于进水孔131的大小。

支架400也可采取从钢筋混凝土管130的两端管口进行安装的方式，支架400整体呈长条状，支架400上活动连接有多个桶体500，多个桶体500呈间隔布置，当支架400及桶体500从钢筋混凝土管130的管口插入后，桶体500正好位于进水孔131的下方，方便接到进入到进水孔131的地下水。例如，支架400包括左长杆411和右长杆412，左长杆411和右长杆412之间每隔一定距离通过横杆固定连接，从而保持支架400的稳定性，左长杆411和右长杆412上每隔设计距离设有支杆，支杆与桶体500的两侧活动连接。这样支架400和桶体500的安装及维修较为方便。

填土高边坡排水结构的施工方法，包括以下步骤：

S01：分层施工填土高边坡并碾压密实，在设计位置开挖排水盲沟；

S02：将土工布110铺设在排水盲沟的沟槽内，并预留有一定的搭接量；

S03：在排水盲沟的沟底且在土工布110上铺设垫层120；

S04：在垫层120上铺设钢筋混凝土管130，钢筋混凝土管130的上半部开设有多个进水孔131；

S05：用碎石140充填排水盲沟，使得钢筋混凝土管130的外侧被碎石140包围；

S06：在排水盲沟的顶部采用土工布110反包；在排水盲沟的上方施工填土至高边坡的坡面。

在步骤S01中，填土高边坡包括坡面和坡体，排水盲沟包括浅层排水盲沟100和深层排水盲沟200，深层排水盲沟200布置于填土高边坡的底部，在深层排水盲沟200的上方，每隔设计高度布置浅层排水盲沟100，浅层排水盲沟100从坡面伸入坡体一定深度。

在步骤S04前，先预制钢筋混凝土管130，在预制时，在钢筋混凝土管130的上半部每隔一定距离开设多个进水孔131。从而简化施工流程，保证工程质量。

在步骤S04中，在进水孔131位置安装过滤网，避免碎石140掉入到进水孔131中引起堵塞。

在步骤S06中，在用土工布110反包时，留有一定的搭接余量，在土工布110的搭接段上采用固定针进行固定，以免土工布110散开导致泥土进入到排水盲沟中，例如，用固定针穿过搭接段的土工布110，将碎石140上方的土工布110固定好。固定针的位置可以是交错排布，使得搭接段的土工布110的搭接效果更好，泥土不易进入到排水盲沟中。

在填土高边坡的坡面上每隔一定高度布置有地表排水沟300，用于导排地表水。

在浅层排水盲沟100中，可设置一根钢筋混凝土管130，用于导排浅层地下水。而在深层排水盲沟200中，由于水量可能较大，可设置两根或者两根以上的钢筋混凝土管130，用于坡体内部深层地下水。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.填土高边坡排水结构，其特征在于，包括浅层排水盲沟和深层排水盲沟，所述浅层排水盲沟和深层排水盲沟分别置于填土高边坡的内部；所述填土高边坡包括坡体，所述坡体具有朝外布置的坡面，所述浅层排水盲沟及所述深层排水盲沟分别从所述坡面朝向坡体的内部延伸，所述浅层排水盲沟用于导排所述坡体内部的浅层地下水，所述深层排水盲沟用于导排所述坡体内部的深层地下水；所述深层排水盲沟设于所述坡体的底部，所述浅层排水盲沟位于所述深层排水盲沟的上方；

所述浅层排水盲沟和所述深层排水盲沟均为排水盲沟，所述排水盲沟的外周包裹有土工布，所述排水盲沟的内部设有垫层、钢筋混凝土管和碎石；所述垫层设于所述排水盲沟的底部，所述钢筋混凝土管设于所述垫层的上方，且所述钢筋混凝土管沿着所述排水盲沟的长度方向延伸布置，所述钢筋混凝土管的上半部开设有多个进水孔，所述碎石充填在所述钢筋混凝土管的外侧。

2.如权利要求1所述的填土高边坡排水结构，其特征在于，所述排水盲沟的横截面为上宽下窄的梯形截面，所述土工布包裹在所述梯形截面的四周。

3.如权利要求1所述的填土高边坡排水结构，其特征在于，所述排水盲沟的底部设有透水板，所述透水板的顶部设有凹槽，所述凹槽的顶部边缘采用弧形过渡，所述垫层覆盖在所述透水板上。

4.如权利要求1所述的填土高边坡排水结构，其特征在于，多个所述进水孔阵列在所述钢筋混凝土管的上半部侧壁上，所述钢筋混凝土管的外侧设有过滤网，所述过滤网覆盖所述进水孔。

5.如权利要求1所述的填土高边坡排水结构，其特征在于，所述钢筋混凝土管内设有支架，所述支架活动连接有相对于支架转动的桶体，所述桶体的桶口位于所述进水孔的下方；当所述桶体中的水超过设定高度时，所述桶体在所述支架上自动翻转。

6.如权利要求5所述的填土高边坡排水结构，其特征在于，所述桶体的两侧与所述支架活动连接，所述桶体呈倾斜布置，所述桶体的底部设有配重物。

7.如权利要求5-6任一项所述的填土高边坡排水结构，其特征在于，所述桶体与所述支架之间还设有弹性件，所述弹性件的一端连接在所述桶体上，所述弹性件的另一端连接在所述支架上，在所述桶体从倒水位置回复到初始位置过程中，所述弹性件被压缩。

8.基于权利要求1-7任一项所述的填土高边坡排水结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S01：分层施工填土高边坡并碾压密实，在设计位置开挖排水盲沟；

S02：将土工布铺设在所述排水盲沟的沟槽内，并预留有一定的搭接量；

S03：在所述排水盲沟的沟底且在所述土工布上铺设垫层；

S04：在所述垫层上铺设钢筋混凝土管，所述钢筋混凝土管的上半部开设有多个进水孔；

S05：用碎石充填所述排水盲沟，使得所述钢筋混凝土管的外侧被所述碎石包围；

S06：在所述排水盲沟的顶部采用所述土工布反包；在所述排水盲沟的上方施工填土至高边坡的坡面。

9.如权利要求8所述的填土高边坡排水结构的施工方法，其特征在于，在步骤S01中，所述填土高边坡包括坡面和坡体，所述排水盲沟包括浅层排水盲沟和深层排水盲沟，所述深层排水盲沟布置于所述填土高边坡的底部，在所述深层排水盲沟的上方，每隔设计高度布置所述浅层排水盲沟，所述浅层排水盲沟从所述坡面伸入所述坡体一定深度。

10.如权利要求8-9任一项所述的填土高边坡排水结构的施工方法，其特征在于，在所述填土高边坡的坡面上每隔一定高度布置有地表排水沟，用于导排地表水。

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