CN113605357B - 一种适用于边坡的排水结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适用于边坡的排水结构，上部结构和下部结构均由外管和内管组成，所述外管和内管之间通过均布的多根长螺栓组件固定相连，并构成同心双层结构；所述上部结构的外管和内管均设置有透水孔眼；所述上部结构和下部结构组合的过渡区域设置有倾斜布置的导水片。通过采用上述结构的排水结构一方面利用毛细透排水带的毛细作用缓解排水管的堵塞问题，使得排水管即使在堵塞之后仍然能发挥毛细透排水带的作用，另一方面通过内外管壁和硬质塑料支撑条的支撑作用对毛细透排水带的变形破坏进行有效保护，通过取长补短，互相发挥各自优势，从而提高排水结构的排水性能和使用寿命。

Description

一种适用于边坡的排水结构及其施工方法

技术领域

本发明属于边坡排水工程领域，特别涉及一种适用于边坡的排水结构及其施工方法。

背景技术

边坡稳定性与地下水密切相关，因此，要治坡先治水。边坡排水工程包括地表排水工程和地下排水工程，仰斜排水孔作为地下排水措施，被广泛应用于坡体内部排水。但是，受土体颗粒和化学沉淀物的影响，排水管因易发生堵塞而导致使用寿命大大降低，使后期维护既增加了成本负担，又造成了巨大困难。因此，针对现有技术的不足，改进排水管的堵塞缺陷，对地质灾害防治领域具有深远的科学意义和重要的工程应用价值。

毛细透排水带是采用合成材料制成的片状排水体，内部设有贯通的导水孔和毛细沟槽，当水流在毛细水压力的作用下进入导水孔时，由于上部进水口与下部出水口之间存在高差，导水孔中的水在虹吸作用和重力作用下流向出水口，导水孔内产生负压，使得毛细沟槽附近的水不断被吸进，促使排水带主动吸水排水，从而增加排水效率。然而这种片状排水结构由于表面摩擦小、质地柔软、强度较低，嵌入后土体容易产生相对滑移，也易发生挤压变形和拉裂破坏。此外，若要保证较高排水效率，在使用过程中往往需要进行大面积铺设，给施工造成极大不便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于边坡的排水结构及其施工方法，其目之一在于利用毛细透排水带的毛细作用缓解排水管的堵塞问题，使得排水管即使在堵塞之后仍然能发挥毛细透排水带的作用；其目之二是通过内外管壁和硬质塑料支撑条的支撑作用对毛细透排水带的变形破坏进行有效保护。通过取长补短，互相发挥各自优势，从而提高排水结构的排水性能和使用寿命。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种适用于边坡的排水结构，它包括呈对称剖分结构组装而成的上部结构和下部结构；所述上部结构和下部结构的组合剖分面之间通过卡扣结构配合相连；所述上部结构和下部结构的组合剖分面外部通过固定片结构固定相连；

所述上部结构和下部结构均由外管和内管组成，所述外管和内管之间通过均布的多根长螺栓组件固定相连，并构成同心双层结构；

所述上部结构的外管和内管均设置有透水孔眼；

所述上部结构和下部结构组合的过渡区域设置有倾斜布置的导水片；

所述下部结构的外管和内管之间布置有环向毛细透排水带，并通过穿孔的扎线固定于外管和内管之间；

包括过渡区附属部件，所述过渡区附属部件包括横向毛细透排水带和横向过滤网。

所述卡扣结构包括设置在上部结构的外管剖分端面两侧的卡槽，所述卡槽与设置在下部结构的外管剖分端面两侧的卡带构成插装配合。

所述固定片结构包括固定片，所述固定片的两端分别通过螺栓组件固定安装在上部结构和下部结构的外管的外侧壁上；所述固定片沿着外管的长度方向布置，并保证相邻两个固定片之间间隔100~200mm。

所述上部结构的外管的外壁上包裹有透水土工布。

所述外管直径D为150~180mm，所述内管直径d为70~100mm；并满足D-d≧80mm。

所述长螺栓组件采用聚四氟乙烯塑料螺栓，且所述长螺栓组件沿着外管和内管的长度方向每间隔100~150mm布置，沿着外管和内管的圆周呈径向每隔60°布置。

所述上部结构的外管上的透水孔眼的直径为10~12mm；所述上部结构的内管上的透水孔眼的直径为6~8mm。

所述导水片一端承接外管最下排的透水孔眼，另一端嵌入内管上、下部结构交接处的透水段；所述透水段采用柔性尼龙纱网充填。

所述下部结构内部沿环向每隔30°共布置6条环向毛细透排水带，所述环向毛细透排水带宽度b ₁为40~50mm，导水孔直径d ₁为1~2mm且相邻导水孔中心距离为1.5~2mm；毛细槽沟宽度b ₂为0.3~0.6mm，且满足d ₁/ b ₂≥0.3。

一种适用于边坡的排水结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤一，地质勘查与室内设计：对边坡区域进行地质勘查，掌握工程地质和水文地质资料，确定坡体物质组成分布情况以及滑面位置信息，分析确定排水管的数量、安装位置；

步骤二，开挖钻孔：根据勘查资料，从坡体表面仰斜向上钻设若干6°~10°钻孔，钻孔直径为180mm～200mm，钻孔长度需伸至地下水富集区或潜在滑动面位置；

步骤三，预制带孔PVC管：外管和内管均为半PVC管结构，内外管壁上沿长度方向每隔100~150mm，环向每隔60°预制螺栓孔，上下结构接缝两侧的外管壁每隔100~150mm对称设置固定螺母孔，环向毛细透排水带固定针孔沿长度方向每隔120~150mm，环向每隔30°设置，且在上部结构的内外管壁开设透水孔眼，按梅花形布置；

步骤四，预制毛细透排水带：采用耐热、耐腐蚀的高聚物合成树脂材料预制双层毛细透排水带，毛细透排水带侧面中部区域预留孔洞，嵌入硬质塑料支撑条进行加固处理，长度与毛细透排水带相同；

步骤五，组装上部结构和下部结构，采用长螺栓组件将上部结构的内管和外管连接，采用聚四氟乙烯螺栓连接及镀锌包塑铁丝穿孔绑扎的方式组装下部结构的内外管和环向毛细透排水带；

步骤六，预制过渡区附属部件，在组装横向过滤网和横向毛细透排水带以及斜向导水片；

步骤七，组装成排水管：将上部结构和下部结构的卡扣结构对齐后相互嵌入，将上部结构覆盖透水土工布，再用固定片和螺栓组件分别连接两侧，形成统一整体，用阻水剂处理螺栓孔、针孔后，在进水端安装镀锌包塑铁丝圆形过滤网，组装成型的排水管；

步骤八，坡体应用：先对钻孔进行冲孔处理，再将组装好的排水管缓慢顶进坡体钻孔至地下水富集区或潜在滑动面位置，并对其进行洗管处理以保证良好的透水性。

本发明有如下有益效果：

1、本发明利用上部结构的外管、内管壁上的透水孔眼和土工布，对坡体内的土体颗粒和化学沉淀物起到了双重过滤作用，保证了排水管的防堵塞效果。

2、本发明通过在下部结构内外管之间嵌入毛细透排水带，利用其毛细力、虹吸力不断吸进并排出排水带附近的水，不仅提升了排水效率，还能保证在内外管即使发生局部堵塞后依然能很好继续发挥毛细排水的作用。

3、利用内外管壁和硬质塑料支撑条的支撑作用对毛细透排水带的变形破坏进行有效保护，结合排水管和毛细透排水带的各自优势，提高了排水结构的排水性能和使用寿命。

4、本结构所需的材料常见，成本低廉。

5、本发明通过采用剖分的组装式结构，能够方便其内部部件的组装，而且而且方便了整个排水管的组装。

6、本发明通过采用卡扣结构和固定片结构之间的组合使用，提高了排水管上部结构和下部结构之间的连接可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明的排水管整体工作示意图。

图2 为本发明的排水管进水端局部放大图。

图3为本发明的排水管进水端平面构造图。

图4为本发明的排水管出水端平面构造图。

图5为本发明的A-A剖面结构示意图。

图6为本发明的A-A剖面卡扣连接示意图。

图7为本发明的下部结构透视图。

图8为本发明的上下结构过渡区结构示意图。

图9为本发明的毛细透排水带结构示意图。

图中：1-外管，2-内管，3-长螺栓组件，4-横向过滤网，5-导水片， 6-环向毛细透排水带，61、71-导水孔，62、72-毛细沟槽，63、73-硬质塑料支撑条，7-横向毛细透排水带，8-卡扣结构，81-卡槽，82-卡带，9-透水段，10-透水土工布，11-圆形过滤网，12-透水孔眼，13-扎线，14-固定片，15-螺栓组件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

实施例1：

参见图1-9，一种适用于边坡的排水结构，它包括呈对称剖分结构组装而成的上部结构和下部结构；所述上部结构和下部结构的组合剖分面之间通过卡扣结构8配合相连；所述上部结构和下部结构的组合剖分面外部通过固定片结构固定相连；所述上部结构和下部结构均由外管1和内管2组成，所述外管1和内管2之间通过均布的多根长螺栓组件3固定相连，并构成同心双层结构；所述上部结构的外管1和内管2均设置有透水孔眼12；所述上部结构和下部结构组合的过渡区域设置有倾斜布置的导水片5；所述下部结构的外管1和内管2之间布置有环向毛细透排水带6，并通过穿孔的扎线13固定于外管1和内管2之间；包括过渡区附属部件，所述过渡区附属部件包括横向毛细透排水带7和横向过滤网4。本发明中，通过采用上述结构的排水结构一方面利用毛细透排水带的毛细作用缓解排水管的堵塞问题，使得排水管即使在堵塞之后仍然能发挥毛细透排水带的作用，另一方面通过内外管壁和硬质塑料支撑条的支撑作用对毛细透排水带的变形破坏进行有效保护，通过取长补短，互相发挥各自优势，从而提高排水结构的排水性能和使用寿命。

进一步的，所述卡扣结构8包括设置在上部结构的外管1剖分端面两侧的卡槽81，所述卡槽81与设置在下部结构的外管1剖分端面两侧的卡带82构成插装配合。通过采用上述的卡扣结构8能够实现上部结构和下部结构之间的可靠组装连接，而且提高了组装效率。

进一步的，所述固定片结构包括固定片14，所述固定片14的两端分别通过螺栓组件15固定安装在上部结构和下部结构的外管1的外侧壁上；所述固定片14沿着外管1的长度方向布置，并保证相邻两个固定片14之间间隔100~200mm。通过上述的固定片结构用于上部结构和下部结构之间的可靠连接，进而保证了两者组合后的结构强度。

进一步的，所述上部结构的外管1的外壁上包裹有透水土工布10。通过采用透水土工布10能够起到很好的过滤效果，防止透水孔眼12的堵塞。

进一步的，所述外管1直径D为150~180mm，所述内管2直径d为70~100mm；并满足D-d≧80mm。通过上述的尺寸关系，保证排水管结构强度的同时，提高了排水效率。

进一步的，所述长螺栓组件3采用聚四氟乙烯塑料螺栓，且所述长螺栓组件3沿着外管1和内管2的长度方向每间隔100~150mm布置，沿着外管1和内管2的圆周呈径向每隔60°布置。通过上述的长螺栓组件3能够起到很好的防腐效果，而且通过能够对内管和外管进行可靠的组装连接。

进一步的，所述上部结构的外管1上的透水孔眼12的直径为10~12mm；所述上部结构的内管2上的透水孔眼12的直径为6~8mm。通过上述的透水孔眼12能够起到透水的目的。

进一步的，所述导水片5一端承接外管1最下排的透水孔眼12，另一端嵌入内管2上、下部结构交接处的透水段9；所述透水段采用柔性尼龙纱网充填。导水片5能够起到很好的导水目的。

进一步的，所述下部结构内部沿环向每隔30°共布置6条环向毛细透排水带6，所述环向毛细透排水带6宽度b ₁为40~50mm，导水孔直径d ₁为1~2mm且相邻导水孔中心距离为1.5~2mm；毛细槽沟宽度b ₂为0.3~0.6mm，且满足d ₁/ b ₂≥0.3。

进一步的，为提高毛细透排水带的排水能力，使其在内排水管堵塞之后仍然能够依靠毛细作用充分发挥工作性能，所述毛细透排水带为双层带体结构，两侧镜像分布多个导水孔和毛细沟槽；且双层带体中部区域嵌入硬质塑料支撑条，以提升其抗变形能力，沿排水管环向每隔30°~60°布置。

实施例2：

一种适用于边坡的排水结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤一，地质勘查与室内设计：对边坡区域进行地质勘查，掌握工程地质和水文地质资料，确定坡体物质组成分布情况以及滑面位置信息，分析确定排水管的数量、安装位置；

步骤二，开挖钻孔：根据勘查资料，从坡体表面仰斜向上钻设若干6°~10°钻孔，钻孔直径为180mm～200mm，钻孔长度需伸至地下水富集区或潜在滑动面位置；

步骤三，预制带孔PVC管：外管1和内管2均为半PVC管结构，内外管壁上沿长度方向每隔100~150mm，环向每隔60°预制螺栓孔，上下结构接缝两侧的外管壁每隔100~150mm对称设置固定螺母孔，环向毛细透排水带6固定针孔沿长度方向每隔120~150mm，环向每隔30°设置，且在上部结构的内外管壁开设透水孔眼12，按梅花形布置；

步骤四，预制毛细透排水带：采用耐热、耐腐蚀的高聚物合成树脂材料预制双层毛细透排水带，毛细透排水带侧面中部区域预留孔洞，嵌入硬质塑料支撑条进行加固处理，长度与毛细透排水带相同；

步骤五，组装上部结构和下部结构，采用长螺栓组件3将上部结构的内管和外管连接，采用聚四氟乙烯螺栓连接及镀锌包塑铁丝穿孔绑扎的方式组装下部结构的内外管和环向毛细透排水带6；

步骤六，预制过渡区附属部件，在组装横向过滤网4和横向毛细透排水带7以及斜向导水片5；

步骤七，组装成排水管：将上部结构和下部结构的卡扣结构对齐后相互嵌入，将上部结构覆盖透水土工布10，再用固定片14和螺栓组件15分别连接两侧，形成统一整体，用阻水剂处理螺栓孔、针孔后，在进水端安装镀锌包塑铁丝圆形过滤网11，组装成型的排水管；

步骤八，坡体应用：先对钻孔进行冲孔处理，再将组装好的排水管缓慢顶进坡体钻孔至地下水富集区或潜在滑动面位置，并对其进行洗管处理以保证良好的透水性。

实施例3：

所述外管1与内管2采用硬度高、强度大，具有良好耐久性PVC管。所述外管1规格为160mm×4mm，内管2规格为75mm×2.3mm，长度由地下水富集区或潜在滑动面到钻孔表面的距离决确定。所述上部结构的外管1和内管2上开设透水孔眼12，并按梅花形布置。且外管1和内管2上透水孔眼直径分别为为12mm、8mm，且外管壁采用1~2层透水土工布10包裹。所述外管1和内管2外壁上沿长度方向每隔100mm，沿环向每隔60°预制螺栓孔；

图3为排水管进水端平面构造图，图4为排水管出水端平面构造图；区别在于进水端设置圆形过滤网11，所述过滤网11为镀锌包塑铁丝过滤网。图5为排水管A-A剖面结构示意图，与图4的区别在于图5可见外管1与内管2采用耐腐蚀聚四氟乙烯螺栓3进行连接。

进一步的，所述环向毛细透排水带6和横向毛细透排水7均由耐热、耐腐蚀的高聚物合成树脂材料制作而成。所述毛细透排水带采用双层带体结构，两侧镜像分布多个导水孔61、71和毛细沟槽62、72；且双层带体中部区域嵌入硬质塑料支撑条63、73，以提升其抗变形能力。所述环向透排水带6与内外管等长，宽度为40mm，导水孔直径为2mm，毛细槽沟宽度为0.6mm，相邻导水孔中心距离为1.8mm。所述硬质塑料支撑条63、73尺寸为40mm×0.5mm×0.5mm。下部结构沿环向每隔30°共设置6条环向毛细透排水带6。所述毛细透排水带的两侧管壁位置沿长度方向每隔120mm设置针孔，采用高强度镀锌包塑扎丝穿孔13的方式进行绑扎连接。所述过渡区域的横向毛细透排水带7尺寸同环向毛细透排水带6。

Claims (10)

1.一种适用于边坡的排水结构，其特征在于：它包括呈对称剖分结构组装而成的上部结构和下部结构；所述上部结构和下部结构的组合剖分面之间通过卡扣结构（8）配合相连；所述上部结构和下部结构的组合剖分面外部通过固定片结构固定相连；

所述上部结构和下部结构均由外管（1）和内管（2）组成，所述外管（1）和内管（2）之间通过均布的多根长螺栓组件（3）固定相连，并构成同心双层结构；

所述上部结构的外管（1）和内管（2）均设置有透水孔眼（12）；

所述上部结构和下部结构组合的过渡区域设置有倾斜布置的导水片（5）；

所述下部结构的外管（1）和内管（2）之间布置有环向毛细透排水带（6），并通过穿孔的扎线（13）固定于外管（1）和内管（2）之间；

包括过渡区附属部件，所述过渡区附属部件包括横向毛细透排水带（7）和横向过滤网（4）。

2.根据权利要求1所述一种适用于边坡的排水结构，其特征在于：所述卡扣结构（8）包括设置在上部结构的外管（1）剖分端面两侧的卡槽（81），所述卡槽（81）与设置在下部结构的外管（1）剖分端面两侧的卡带（82）构成插装配合。

3.根据权利要求1所述一种适用于边坡的排水结构，其特征在于：所述固定片结构包括固定片（14），所述固定片（14）的两端分别通过螺栓组件（15）固定安装在上部结构和下部结构的外管（1）的外侧壁上；所述固定片（14）沿着外管（1）的长度方向布置，并保证相邻两个固定片（14）之间间隔100~200mm。

4.根据权利要求1所述一种适用于边坡的排水结构，其特征在于：所述上部结构的外管（1）的外壁上包裹有透水土工布（10）。

5.根据权利要求1所述一种适用于边坡的排水结构，其特征在于：所述外管（1）直径D为150~180mm，所述内管（2）直径d为70~100mm；并满足D-d≧80mm。

6.根据权利要求1所述一种适用于边坡的排水结构，其特征在于：所述长螺栓组件（3）采用聚四氟乙烯塑料螺栓，且所述长螺栓组件（3）沿着外管（1）和内管（2）的长度方向每间隔100~150mm布置，沿着外管（1）和内管（2）的圆周呈径向每隔60°布置。

7.根据权利要求1所述一种适用于边坡的排水结构，其特征在于：所述上部结构的外管（1）上的透水孔眼（12）的直径为10~12mm；所述上部结构的内管（2）上的透水孔眼（12）的直径为6~8mm。

8.根据权利要求1所述一种适用于边坡的排水结构，其特征在于：所述导水片（5）一端承接外管（1）最下排的透水孔眼（12），另一端嵌入内管（2）上、下部结构交接处的透水段（9）；所述透水段采用柔性尼龙纱网充填。

9.根据权利要求1所述一种适用于边坡的排水结构，其特征在于：所述下部结构内部沿环向每隔30°共布置6条环向毛细透排水带（6），所述环向毛细透排水带（6）宽度b ₁为40~50mm，导水孔直径d ₁为1~2mm且相邻导水孔中心距离为1.5~2mm；毛细槽沟宽度b ₂为0.3~0.6mm，且满足d ₁/ b ₂≥0.3。

10.权利要求1-9任意一项所述一种适用于边坡的排水结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，地质勘查与室内设计：对边坡区域进行地质勘查，掌握工程地质和水文地质资料，确定坡体物质组成分布情况以及滑面位置信息，分析确定排水管的数量、安装位置；

步骤二，开挖钻孔：根据勘查资料，从坡体表面仰斜向上钻设若干6°~10°钻孔，钻孔直径为180mm～200mm，钻孔长度需伸至地下水富集区或潜在滑动面位置；

步骤三，预制带孔PVC管：外管（1）和内管（2）均为半PVC管结构，内外管壁上沿长度方向每隔100~150mm，环向每隔60°预制螺栓孔，上下结构接缝两侧的外管壁每隔100~150mm对称设置固定螺母孔，环向毛细透排水带（6）固定针孔沿长度方向每隔120~150mm，环向每隔30°设置，且在上部结构的内外管壁开设透水孔眼（12），按梅花形布置；

步骤四，预制毛细透排水带：采用耐热、耐腐蚀的高聚物合成树脂材料预制双层毛细透排水带，毛细透排水带侧面中部区域预留孔洞，嵌入硬质塑料支撑条（63）进行加固处理，长度与毛细透排水带相同；

步骤五，组装上部结构和下部结构，采用长螺栓组件（3）将上部结构的内管和外管连接，采用聚四氟乙烯螺栓连接及镀锌包塑铁丝穿孔绑扎的方式组装下部结构的内外管和环向毛细透排水带（6）；

步骤六，预制过渡区附属部件，再 组装横向过滤网（4）和横向毛细透排水带（7）以及斜向导水片（5）；

步骤七，组装成排水管：将上部结构和下部结构的卡扣结构对齐后相互嵌入，将上部结构覆盖透水土工布（10），再用固定片（14）和螺栓组件（15）分别连接两侧，形成统一整体，用阻水剂处理螺栓孔、针孔后，在进水端安装镀锌包塑铁丝圆形过滤网（11），组装成型的排水管；

步骤八，坡体应用：先对钻孔进行冲孔处理，再将组装好的排水管缓慢顶进坡体钻孔至地下水富集区或潜在滑动面位置，并对其进行洗管处理以保证良好的透水性。

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