CN1138042C - 排水孔纤维束导渗方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种排水孔纤维束导渗方法及装置，包括以下步骤：一用钻机按规定的口径和长度在工程岩土体指定的位置上钻出各钻孔；二准备足够的塑料管；三在塑料管上打上花孔，制成花管；四在花管内设有纤维束，各条纤维沿着钻孔轴向分布；五将上述花管放入钻孔中固定。该方法使水将不断地沿着顺向钻孔分布的各条纤维渗出，这样可以大幅度减少动水压力和静水压力，保持边坡工程或地下工程的稳定性。

Description

排水孔纤维束导渗方法及装置
技术领域
本发明涉及岩土工程排水方法及装置，尤其是一种利用塑料纤维导流方法解决排水问题的方法及装置。
现有技术
对于边坡工程和地下工程等岩土工程的设计来说，排水是保证岩土工程稳定和安全的重要措施之一。所以历来人们对工程的排水问题都十分重视。
在一般岩土工程实践中，许多工程都是采用钻孔进行排水的。现有的岩土工程排水方法及装置多采用土工布包裹式排水孔，图1给出了现有的钻孔排水方法及装置的示意图。该方法及装置的塑料管上按梅花形等方式打有许多小孔，即花孔7，以制成花管3，将花管3安装于排水钻孔6中后，从岩体中渗入钻孔6中的水通过花孔7流入塑料管内，再从管口流出边坡外；用土工布4将花管3包住的目的是防止泥砂进入花管并产生堵塞，影响排水。
现有的这类土工布包裹式排水孔方法及装置被广泛地应用于边坡、地下洞室等的排水。但许多被安装于现场(特别是建于软弱岩体中的工程现场)的这种钻孔排水装置，人们发现相当多的排水孔被泥砂彻底堵死，甚至长草，即使在雨季，它们也完全失去排水能力。这不仅造成排水孔及所埋设装置的很大浪费，而且还会带来更严重的后果，因为原设计一般是以每个排水钻孔装置都正常排水为前提的，但如果在竣工多年后越来越多的排水孔失效，且未引起人们注意或不能及时地通过重新施工来补救，其结果必然是，原设计未考虑的因排水失效而逐步增大的静水压力和动水压力的问题，将极大地影响边坡工程(或地下工程)的稳定性。
发明内容
为了解决现有技术土工布包裹式排水孔装置易堵的问题，本发明的目的是提出了一种排水孔纤维束导渗方法及装置，水将不断地沿着顺向钻孔分布的各条纤维渗出，这样可以大幅度减少动水压力和静水压力，保持边坡工程或地下工程的稳定性。
本发明的目的是这样实现的：一种排水孔纤维束导渗方法，包括以下步骤：
(一)根据工程排水孔设计，用钻机按规定的口径和长度在工程岩土体指定的位置上钻出各钻孔；
(二)根据钻孔数和钻孔总长度，准备足够的塑料管；
(三)在塑料管上打上花孔，制成花管，
(四)在花管内设有纤维束，各条纤维沿着钻孔轴向分布；
(五)将上述花管放入钻孔中固定。
所述的排水孔纤维束导渗方法，花管在钻孔中固定具体包括以下步骤：
(五-1)将花管内纤维拉直，并用土工布包裹已系上纤维束的花管，再用尼龙绳将土工布和花管捆扎紧；
(五-2)将捆扎好的花管推入预选的钻孔中，再在孔口用砂浆将靠孔口的花管与钻孔壁粘结起来，固定花管；
(五-3)等粘结砂浆坚硬后，将管内伸出口的多余纤维再次拉直、剪去。
所述的排水孔纤维束导渗方法，其纤维为尼龙丝或普通塑料丝；一个花管被钻有m个花孔，其中靠近花管里端头的一圈花孔有m1个，则需要m1+(m-m1)/2束纤维；纤维束从钻孔中穿入再从里端头的花管底板口穿出，两头打结后，再将纤维从花管中理向出口端；取两花孔成对将纤维束穿入、穿出并打结，再将各束从花管中理向出口端。
一种排水孔纤维束导渗装置，花管通过砂浆和边坡表面喷层固定在排水钻孔中，花管上设有花孔，花管外设有土工布层，在花孔的中部有尼龙绳将土工布层与花管缠紧，在花管内设有纤维束，各条纤维沿着钻孔轴向分布。
所述的排水孔纤维束导渗装置，其纤维为尼龙丝或普通塑料丝，纤维束从钻孔中穿入再从里端头的花管底板口穿出，两头打结，且纤维从花管中理向出口端；纤维束穿入再穿出成对的两花孔并打结，再从花管中理向出口端。
所述的排水孔纤维束导渗装置，其一个花管被钻有m个花孔，其中靠近花管里端头的一圈花孔有m1个，则需要m1+(m-m1)/2束纤维。
所述的排水孔纤维束导渗装置，其按梅花形在花管上打上花孔。
本发明由于借助于在花管内设置的纤维束，即使细颗粒泥砂进入花管并完全堵塞，但由于大量的同行摆列着的纤维的存在，使得泥砂颗粒也将大致按水平方向排列。显然，这种排列同样有利于水的通过及渗出。由于水可不断地沿着顺向钻孔分布的各条纤维渗出，所以可以大幅度减少动水压力和静水压力，保持工程的稳定性。
附图说明
下面结合附图详细说明依据本发明提出的排水孔纤维束导渗方法及装置的具体结构和工作原理。
图1为现有的土工布包裹式排水孔装置的示意图；
图2为本发明排水孔纤维束导渗装置的示意图。
具体实施方式
如图2所示，本发明所述的一种排水孔纤维束导渗方法及装置，其制作和施工要点如下：
(一)根据工程排水孔设计，用钻机按规定的口径(通常为φ50-110mm)和长度在工程岩土体指定的位置上钻出各排水钻孔6；
(二)根据钻孔数和钻孔总长度，准备足够的塑料管。管的外径略比钻孔直径小。一般而言，钻孔的长度越长，需要的钻孔口径和塑料管外径之差就越大，当然所用的纤维束8数量也越多。
(三)除靠孔口0.20-0.30m左右长度(见图2中的固定花管的砂浆1的部位)外，通常按梅花形在塑料管上钻上花孔7。花孔7的直径一般为φ5-8mm；两小孔的间距一般为40-100mm，从而制成花管3。
(四)如一个花管3被钻有m个花孔7。其中靠近花管3里端头的一圈花孔有m1个，则需要n束纤维8：
n＝m1+(m-m1)/2纤维可选用尼龙丝或普通塑料细丝等，直径通常为φ0.5-2mm。
上式的束数是根据纤维束在花孔上的穿法来决定的：
——对于靠近花管3里端头的花管底板9上的一排花孔来说，将尼龙束8从孔中穿入再从里端头的管口穿出，两头打结后，再将尼龙丝从管中理向出口端，使纤维的长度超过出口端约0.2m。
——对于其它花孔7，取两孔成对将尼龙束穿入、穿出并打结，再将各束从管中理向出口端，使纤维的长度超过出口端约0.2m。
——将管内纤维拉直，并用所选的土工布4包裹已系上纤维束的花管，再用尼龙绳5将土工布4和花管3捆扎紧。
——将捆扎好的花管推入预选的钻孔6中，再在孔口用砂浆1将靠孔口的一段花管(长度0.20～0.30m)与钻孔壁粘结起来，以固定花管。
——等粘结砂浆坚硬后，将管内伸出口的多余尼龙再次拉直、剪去。
图2中2表示边坡表面喷层，10表示边坡岩体。
本发明具有的效果如下：
(1)在安装初期，钻孔也即花管未被泥砂堵塞时，本发明排水孔纤维束导渗装置的排水效果良好，与现有的包裹式排水孔装置的效果相同；
(2)当钻孔及花管被堵塞时，现有技术包裹式排水装置很可能失去排水功能，从而面临着静水压力和动水压力增加的危险；但对于排水孔纤维导渗装置来说，泥砂却由于大量的按相同方向排列的纤维存在而不易致密地堵塞住钻孔(即花管)，而且即使被完全堵塞住，泥砂的堵塞方式仍受纤维的影响，而水仍可以沿着纤维和按一定规律排列的颗粒之间的孔隙渗流出来。
(3)排水孔纤维束导渗装置和无纤维的普通排水孔之间排水效果的对比试验。
为了简化装置，各取一根尺寸相同(内径都为φ30mm，长度也都为500mm)的有机破璃管以代替水平排水孔。另外，取完全相同的等量亚粘土将两管填紧(密度为2.35g/cm3)，以模拟钻孔已被堵塞的情况。但在排水孔纤维束导渗装置中还放置了直径为φ1mm的塑料细丝20根，用来模拟纤维束9。另外，在填了土的两根有机玻璃一端各接一垂直布置的长2000mm的塑料管(内径均为φ26mm)，以便在加满水的条件下给所模拟的排水孔以0.2个大气压。
结果，有纤维的被堵排水孔在灌满水后约2分钟开始排水，水流如线不断地下流，约20分钟排出第1个400cc，约3个小时全部排完水；但无纤维的被堵普通水管在放置了1个月后还无滴水渗出。由此可见本装置即使在堵塞的情况下排水效果也是显著的。

Claims (7)

1、一种排水孔纤维束导渗方法，包括以下步骤：
(一)根据工程排水孔设计，用钻机按规定的口径和长度在工程岩土体指定的位置上钻出各钻孔；
(二)根据钻孔数和钻孔总长度，准备足够的塑料管；
(三)在塑料管上打上花孔，制成花管，其特征在于：
(四)在花管内设有纤维束，各条纤维沿着钻孔轴向分布；
(五)将上述花管放入钻孔中固定。
2、如权利要求1所述的排水孔纤维束导渗方法，其特征在于：所述花管固定步骤：
(五-1)将花管内纤维拉直，并用土工布包裹已系上纤维束的花管，再用尼龙绳将土工布和花管捆扎紧；
(五-2)将捆扎好的花管推入预选的钻孔中，再在孔口用砂浆将靠孔口的花管与钻孔壁粘结起来，固定花管；
(五-3)等粘结砂浆坚硬后，将管内伸出口的多余纤维再次拉直、剪去。
3、如权利要求1所述的排水孔纤维束导渗方法，其特征在于：纤维为尼龙丝或普通塑料丝；一个花管被钻有m个花孔，其中靠近花管里端头的一圈花孔有m1个，则需要m1+(m-m1)/2束纤维；纤维束从钻孔中穿入再从里端头的花管底板口穿出，两头打结后，再将纤维从花管中理向出口端；取两花孔成对将纤维束穿入、穿出并打结，再将各束从花管中理向出口端。
4、一种排水孔纤维束导渗装置，花管通过砂浆和边坡表面喷层固定在排水钻孔中，花管上设有花孔，花管外设有土工布层，在花孔的中部有尼龙绳将土工布层与花管缠紧，其特征在于：在花管内设有纤维束，各条纤维沿着钻孔轴向分布。
5、如权利要求4所述的排水孔纤维束导渗装置，其特征在于：纤维为尼龙丝或普通塑料丝，纤维束从钻孔中穿入再从里端头的花管底板口穿出，两头打结，且纤维从花管中理向出口端；纤维束穿入再穿出成对的两花孔并打结，再从花管中理向出口端。
6、如权利要求4所述的排水孔纤维束导渗装置，其特征在于：一个花管被钻有m个花孔，其中靠近花管里端头的一圈花孔有m1个，则需要m1+(m-m1)/2束纤维。
7、如权利要求4所述的排水孔纤维束导渗装置，其特征在于：按梅花形在花管上打上花孔。
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