CN115075218A - 排土场联合排水系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种排土场联合排水系统及其方法，包括铺设于物料堆放场地上的底部排水系统、依次设置于底部排水系统上方的若干水平排水系统、以及分别与底部排水系统与若干水平排水系统连接的竖直排水系统；底部排水系统包括底部排水管网、以及套设于底部排水管网的外周壁的底部块石排水系统，水平排水系统包括对应设置于底部排水管网上方的水平排水管网、以及套设于水平排水管网的外周壁的水平块石排水系统。通过上述方式，本发明在底部排水管网与水平排水管网的外周壁围设不同尺寸块石构成的排水系统，不仅发挥了排水管的排水效果，还巧妙利用了大块石空间进行排水，有效降低坡体内部孔隙水压力与动水压力，增强坡体抗剪强度，保证边坡稳定性。

Description

排土场联合排水系统及其方法

技术领域

本发明涉及排土场排水技术领域，特别是涉及一种排土场联合排水系统及其方法。

背景技术

在矿山领域中，排土场的排水问题一直不能够得到很好的解决，排土场散体物料在雨水渗透作用下极易形成滑坡、泥石流等自然灾害，给矿山安全生产带来极大的隐患。目前，排土场常用的排水设施为在排土场边坡坡顶开挖排水沟，但在排土场堆放时间较长的情况下很难有效排除坡体内部的渗流水，无法降低坡体内部孔隙水压力与动水压力作用，这会加剧边坡坡体的破坏，不利于矿山的安全生产。

现有的技术提供了一种矿山排土场边坡排水系统及其施工方法，包括急流槽、渗水管、排水槽、储水池、水泵和管道，渗水管沿坡面斜上方向埋设，渗水管出水管口设在急流槽内，与急流槽底部平行，急流槽沿坡面从上至下修筑，急流槽底端与排水槽连接，排水槽末端与储水池连接，水泵通过管道与储水池连接。这种技术虽然可以将坡面内渗水快速排出，但是其并不能完全排出内部的渗流水，排水效果并不够好。

因此，设计一种结构简单、排水效果好、有效降低坡体内部的孔隙水压力与动水压力、增强坡体抗剪强度的排土场联合排水系统及其方法就很有必要。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供一种排土场联合排水系统及其方法，通过在物料堆放场地上铺设底部排水管网，并在底部排水管网上方分层铺设若干水平排水管网，随后通过竖直排水管将底部排水管网与水平排水管网彼此连接，从而构建成由不同排水管构成的排水管排水系统。此外，在底部排水管网与水平排水管网的外周壁围设不同尺寸块石构成的块石排水系统，不仅发挥了排水管的排水效果，还巧妙利用了大块石空间进行排水，有效降低坡体内部孔隙水压力与动水压力，增强坡体抗剪强度，保证边坡稳定性。

为实现上述的目的，本发明采用的技术方案是：

一种排土场联合排水系统，包括铺设于物料堆放场地上的底部排水系统、依次设置于所述底部排水系统上方的若干水平排水系统、以及分别与所述底部排水系统与所述若干水平排水系统连接的竖直排水系统；

所述底部排水系统包括底部排水管网、以及套设于所述底部排水管网的外周壁的底部块石排水系统，所述水平排水系统包括对应设置于所述底部排水管网上方的水平排水管网、以及套设于所述水平排水管网的外周壁的水平块石排水系统。

进一步的，所述底部排水管网包括沿水平方向并排设置的若干第一排水管、以及分设于所述第一排水管两端的第二排水管，所述第二排水管与所述第一排水管连接，并彼此垂直设置。

进一步的，所述第一排水管与第二排水管均为PVC材质，其管径均为40-50cm，所述第一排水管与第二排水管的外周壁的顶端均沿其轴线方向等间距设置若干底部进水孔，相邻两个所述底部进水孔的间距为1m。

进一步的，所述底部块石排水系统包括套设于所述第一排水管与第二排水管的外周壁的底部大块度岩石、套设于所述底部大块度岩石的外周壁的底部中块度岩石、以及套设于所述底部中块度岩石的外周壁的底部小块度岩石；

所述底部大块度岩石与所述底部中块度岩石均呈环型结构设置，所述底部小块度岩石呈方型结构设置。

进一步的，所述水平排水管网包括沿倾斜方向并排设置的若干第三排水管、以及分设于所述第三排水管两端的第四排水管，所述第四排水管与所述第三排水管连接，并彼此垂直设置，所述若干第三排水管分别对应设置于所述若干第一排水管的正上方。

进一步的，所述第三排水管与第四排水管均为PVC材质，其管径均为10cm，所述第三排水管与第四排水管的外周壁的顶端均沿其轴线方向等间距设置若干水平进水孔，相邻两个所述水平进水孔的间距为1m。

进一步的，所述水平块石排水系统包括套设于所述第三排水管与第四排水管的外周壁的水平大块度岩石、套设于所述水平大块度岩石的外周壁的水平中块度岩石、以及套设于所述水平中块度岩石的外周壁的水平小块度岩石；

所述水平大块度岩石与所述水平中块度岩石均呈环型结构设置，所述水平小块度岩石呈方型结构设置。

进一步的，所述底部大块度岩石与所述水平大块度岩石的尺寸均为50-60cm，所述底部中块度岩石与所述水平中块度岩石的尺寸均为30-50cm，所述底部小块度岩石与所述水平小块度岩石的尺寸均为10-30cm。

进一步的，所述竖直排水系统包括分别对应设置于所述若干第一排水管上方的若干竖直管组，所述竖直管组包括沿所述第一排水管长度方向等间距设置的若干竖直排水管，位于同一所述竖直管组的相邻两个所述竖直排水管的间距为25-30m，所述竖直排水管与所述第一排水管彼此垂直设置，并分别与所述底部排水管网及所述水平排水管网连接；

所述竖直排水管为PVC材质，其管径为15-20cm，所述竖直排水管的外周壁沿其长度方向等间距设置若干竖直进水组，相邻两个所述竖直进水组的间距为1m，任意一个所述竖直进水组均包括沿环向设置于所述竖直排水管的外周壁的若干竖直进水孔。

一种排土场联合排水方法，采用所述的排土场联合排水系统，包括以下步骤：

S1、清理物料堆放场地的浮土，并压实地基岩土层，随后在物料堆放场地上铺设底部排水管网，并在所述底部排水管网的外周壁围设底部块石排水系统；

S2、在铺设完成后的底部排水系统上方沿竖直方向设置与底部排水系统连接的竖直排水系统；

S3、向物料堆放场地内堆放排土场散体物料，并在堆摞到10m的高度后，在物料堆的顶端沿倾斜方向铺设水平排水管网，并在所述水平排水管网的外周壁围设水平块石排水系统；

S4、重复步骤S3，直至堆放排土场散体物料至最大高度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明的排土场联合排水系统，通过在物料堆放场地上铺设底部排水管网，并在底部排水管网上方分层铺设若干水平排水管网，随后通过竖直排水管将底部排水管网与水平排水管网彼此连接，从而构建成由不同排水管构成的排水管排水系统。此外，在底部排水管网与水平排水管网的外周壁围设不同尺寸块石构成的块石排水系统，不仅发挥了排水管的排水效果，还巧妙利用了大块石空间进行排水，有效降低坡体内部孔隙水压力与动水压力，增强坡体抗剪强度，保证边坡稳定性。

2.本发明的排土场联合排水方法，采用一次构筑成型技术，同时设置排水管排水系统与石块排水系统，能够由两个排水系统形成联合排水系统，构筑简单且无特殊工艺流程，能够实现排土场简单高效排水，从而快速将雨水排出。

附图说明

图1是本发明的排土场联合排水系统的结构示意图；

图2是本发明的排土场联合排水系统的底部排水系统的结构示意图；

图3是本发明的排土场联合排水系统的第一排水管的结构示意图；

图4是本发明的排土场联合排水系统的竖直排水管的结构示意图；

图5是本发明的排土场联合排水方法的流程示意图；

附图中各部件的标记如下：10、底部排水管网；11、第一排水管；110、底部进水孔；12、第二排水管；20、水平排水管网；21、第三排水管；22、第四排水管；30、竖直排水管；31、竖直进水孔；40、底部块石排水系统；41、底部大块度岩石；42、底部中块度岩石；43、底部小块度岩石。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

另外，还需要说明的是，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。

实施例

如图1至图2所示，一种排土场联合排水系统100，包括铺设于物料堆放场地上的底部排水系统、依次设置于底部排水系统上方的若干水平排水系统、以及分别与底部排水系统与若干水平排水系统连接的竖直排水系统，从而由底部排水系统、水平排水系统、以及竖直排水系统共同构成均布于排土场内部空间的排水管排水系统。排水管排水系统能够将排土场内的渗水通过排水管引流后排出。

具体来讲，底部排水系统包括底部排水管网10、以及套设于底部排水管网10的外周壁的底部块石排水系统40。水平排水系统包括对应设置于底部排水管网10上方的水平排水管网20、以及套设于水平排水管网20的外周壁的水平块石排水系统。底部排水管网10与水平排水管网20分别由不同尺寸的排水管组成，并与竖直排水系统一起构成排水管排水系统。底部块石排水系统40与水平块石排水系统构成隐藏式的块石排水系统，从而利用块石排水系统的内部空间进行排水，提高排水效果与排水速度。

如此设置，通过在物料堆放场地上铺设底部排水管网10，并在底部排水管网10上方分层铺设若干水平排水管网20，随后通过竖直排水管30将底部排水管网10与水平排水管网20彼此连接，从而构建成由不同排水管构成的排水管排水系统。此外，在底部排水管网10与水平排水管网20的外周壁围设不同尺寸块石构成的块石排水系统，不仅发挥了排水管的排水效果，还巧妙利用了大块石空间进行排水，有效降低坡体内部孔隙水压力与动水压力，增强坡体抗剪强度，保证边坡稳定性。

如图1至图3所示，在一些实施例中，底部排水管网10包括沿水平方向并排设置的若干第一排水管11、以及分设于第一排水管11两端的第二排水管12。第二排水管12与第一排水管11连接，并彼此垂直设置。

具体来讲，第一排水管11与第二排水管12均为PVC材质，其管径均为40-50cm。第一排水管11与第二排水管12的外周壁的顶端均沿其轴线方向等间距设置若干底部进水孔110，相邻两个底部进水孔110的间距为1m。排土场内的渗水能够通过底部排水孔进入第一排水管11与第二排水管12内，并进而沿管道排出。

底部块石排水系统40包括套设于第一排水管11与第二排水管12的外周壁的底部大块度岩石41、套设于底部大块度岩石41的外周壁的底部中块度岩石42、以及套设于底部中块度岩石42的外周壁的底部小块度岩石43。

其中，底部大块度岩石41与底部中块度岩石42均呈环型结构设置，底部小块度岩石43呈方型结构设置，以使得整个底部块石排水系统40的截面呈正方型结构设置。

特别的，底部大块度岩石41的尺寸为50-60cm，底部中块度岩石42的尺寸为30-50cm，底部小块度岩石43的尺寸为10-30cm。由于底部大块度岩石41围设在第一排水管11与第二排水管12的外周壁，其采用较大的尺寸，渗水能够在大块度岩石所形成的空间内流动，也能便于渗水进入至第一排水管11与第二排水管12内。

如此设置，块石排水系统采用内部为大块度岩石且外部小块度岩石的结构，能够保证水头进入大块度岩石排水系统后，可有效进行流动，且水体进入大块度岩石排水通道后，由于外部小块度岩石的阻塞，能够防止水体向坡体流动。此外，内部大块度岩石的排水流动所形成的负压可以有效降低坡体内部的孔隙水压力与动水压力，增强坡体抗剪强度，保证边坡稳定性。

同时，排水管排水系统与块石排水系统能够相互增强排水作用，排水管中水体流动能够产生负压，使坡体内部的水流向排水管，从而在负压的作用下使水体流入大块度岩石排水系统中，待大块度岩石排水系统内水体较多时，水体进一步进入排水管道中。并且，由于块石排水系统采用内部大尺寸块石与外部小尺寸块石的结构设计，也有效防止了水体从排水管道中逸出。

如图1至图3所示，在一些实施例中，相邻两层的水平排水系统之间的竖向间距为10m。水平排水管网20包括沿倾斜方向并排设置的若干第三排水管21、以及分设于第三排水管21两端的第四排水管22，第三排水管21沿倾斜方向设置，能够便于渗水从排水管内排出。第四排水管22与第三排水管21连接，并彼此垂直设置。若干第三排水管21分别对应设置于若干第一排水管11的正上方，以便于后续安装竖直排水系统。

具体来讲，第三排水管21与第四排水管22均为PVC材质，其管径均为10cm。水平排水管网20的排水管的管径小于底部排水管网10的排水管的管径，能够在保证上部土体内渗水排出的情况下，降低排水管的整体成本。第三排水管21与第四排水管22的外周壁的顶端均沿其轴线方向等间距设置若干水平进水孔，相邻两个水平进水孔的间距为1m。排土场内的渗水能够通过水平排水孔进入第三排水管21与第四排水管22内，并进而沿管道排出。

水平块石排水系统包括套设于第三排水管21与第四排水管22的外周壁的水平大块度岩石、套设于水平大块度岩石的外周壁的水平中块度岩石、以及套设于水平中块度岩石的外周壁的水平小块度岩石。

其中，水平大块度岩石与水平中块度岩石均呈环型结构设置，水平小块度岩石呈方型结构设置。水平大块度岩石的尺寸为50-60cm，水平中块度岩石的尺寸为30-50cm，水平小块度岩石的尺寸为10-30cm。

特别的，水平排水管网20外侧设置的水平块石排水系统与上述底部排水管网10外侧设置的底部块石排水系统40的结构与功能一致，不再赘述。

如图4所示，并参阅图1至图2，在一些实施例中，竖直排水系统包括分别对应设置于若干第一排水管11上方的若干竖直管组，竖直管组包括沿第一排水管11长度方向等间距设置的若干竖直排水管30，位于同一竖直管组的相邻两个竖直排水管30的间距为25-30m，竖直排水管30与第一排水管11彼此垂直设置，并分别与底部排水管网10及水平排水管网20连接。竖直排水管30在安装时，需要在第一排水管11的上方每间隔25-30m挖一个直径为15-20cm的缺口，从而将竖直排水管30插入至缺口内，从而实现竖直排水管30与第一排水管11之间的连接。

竖直排水管30为PVC材质，其管径为15-20cm，以与缺口的尺寸保持一致。竖直排水管30的外周壁沿其长度方向等间距设置若干竖直进水组，相邻两个竖直进水组的间距为1m，任意一个竖直进水组均包括沿环向设置于竖直排水管30的外周壁的若干竖直进水孔31，以确保竖直排水管30的外周土层内的渗水能够从不同方向进入竖直排水管30内。

特别的，竖直排水管30的长度为单个排土场台阶的高度，一般设置为20-25m。当排土场物料堆放的高度高于竖直排水管30的长度时，在竖直排水管30的顶端连接额外的竖直排水管30，以保证后续堆放的正常进行。

如图5所示，一种排土场联合排水方法，采用排土场联合排水系统，采用一次构筑成型技术，同时设置排水管排水系统与石块排水系统，能够由两个排水系统形成联合排水系统，构筑简单且无特殊工艺流程，能够实现排土场简单高效排水，从而快速将雨水排出。

具体来讲，排土场联合排水方法包括以下步骤：

S1、清理物料堆放场地的浮土，并压实地基岩土层，随后在物料堆放场地上铺设底部排水管网10，并在底部排水管网10的外周壁围设底部块石排水系统40。

在本步骤中，先铺设第一排水管11与第二排水管12，铺设完成后依次在第一排水管11与第二排水管12的外周壁围设预设结构与尺寸的底部大块度岩石41、底部中块度岩石42、以及底部小块度岩石43，从而完成整个底部排水系统的施工。

S2、在铺设完成后的底部排水系统上方沿竖直方向设置与底部排水系统连接的竖直排水系统。

在本步骤中，在每一个第一排水管11的上方每间隔25-30m挖一个直径为15-20cm的缺口，从而将竖直排水管30插入至缺口内，完成与第一排水管11的连接。

S3、向物料堆放场地内堆放排土场散体物料，并在堆摞到10m的高度后，在物料堆的顶端沿倾斜方向铺设水平排水管网20，并在水平排水管网20的外周壁围设水平块石排水系统。

在本步骤中，先铺设第三排水管21与第四排水管22，铺设完成后依次在第三排水管21与第四排水管22的外周壁围设预设结构与尺寸的水平大块度岩石、水平中块度岩石、以及水平小块度岩石，从而完成整个单层水平排水系统的施工。

S4、重复步骤S3，直至堆放排土场散体物料至最大高度。

以上所述仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种排土场联合排水系统，其特征在于，包括铺设于物料堆放场地上的底部排水系统、依次设置于所述底部排水系统上方的若干水平排水系统、以及分别与所述底部排水系统与所述若干水平排水系统连接的竖直排水系统；

所述底部排水系统包括底部排水管网、以及套设于所述底部排水管网的外周壁的底部块石排水系统，所述水平排水系统包括对应设置于所述底部排水管网上方的水平排水管网、以及套设于所述水平排水管网的外周壁的水平块石排水系统。

2.根据权利要求1所述的排土场联合排水系统，其特征在于，所述底部排水管网包括沿水平方向并排设置的若干第一排水管、以及分设于所述第一排水管两端的第二排水管，所述第二排水管与所述第一排水管连接，并彼此垂直设置。

3.根据权利要求2所述的排土场联合排水系统，其特征在于，所述第一排水管与第二排水管均为PVC材质，其管径均为40-50cm，所述第一排水管与第二排水管的外周壁的顶端均沿其轴线方向等间距设置若干底部进水孔，相邻两个所述底部进水孔的间距为1m。

4.根据权利要求3所述的排土场联合排水系统，其特征在于，所述底部块石排水系统包括套设于所述第一排水管与第二排水管的外周壁的底部大块度岩石、套设于所述底部大块度岩石的外周壁的底部中块度岩石、以及套设于所述底部中块度岩石的外周壁的底部小块度岩石；

所述底部大块度岩石与所述底部中块度岩石均呈环型结构设置，所述底部小块度岩石呈方型结构设置。

5.根据权利要求4所述的排土场联合排水系统，其特征在于，所述水平排水管网包括沿倾斜方向并排设置的若干第三排水管、以及分设于所述第三排水管两端的第四排水管，所述第四排水管与所述第三排水管连接，并彼此垂直设置，所述若干第三排水管分别对应设置于所述若干第一排水管的正上方。

6.根据权利要求5所述的排土场联合排水系统，其特征在于，所述第三排水管与第四排水管均为PVC材质，其管径均为10cm，所述第三排水管与第四排水管的外周壁的顶端均沿其轴线方向等间距设置若干水平进水孔，相邻两个所述水平进水孔的间距为1m。

7.根据权利要求6所述的排土场联合排水系统，其特征在于，所述水平块石排水系统包括套设于所述第三排水管与第四排水管的外周壁的水平大块度岩石、套设于所述水平大块度岩石的外周壁的水平中块度岩石、以及套设于所述水平中块度岩石的外周壁的水平小块度岩石；

所述水平大块度岩石与所述水平中块度岩石均呈环型结构设置，所述水平小块度岩石呈方型结构设置。

8.根据权利要求7所述的排土场联合排水系统，其特征在于，所述底部大块度岩石与所述水平大块度岩石的尺寸均为50-60cm，所述底部中块度岩石与所述水平中块度岩石的尺寸均为30-50cm，所述底部小块度岩石与所述水平小块度岩石的尺寸均为10-30cm。

9.根据权利要求8所述的排土场联合排水系统，其特征在于，所述竖直排水系统包括分别对应设置于所述若干第一排水管上方的若干竖直管组，所述竖直管组包括沿所述第一排水管长度方向等间距设置的若干竖直排水管，位于同一所述竖直管组的相邻两个所述竖直排水管的间距为25-30m，所述竖直排水管与所述第一排水管彼此垂直设置，并分别与所述底部排水管网及所述水平排水管网连接；

所述竖直排水管为PVC材质，其管径为15-20cm，所述竖直排水管的外周壁沿其长度方向等间距设置若干竖直进水组，相邻两个所述竖直进水组的间距为1m，任意一个所述竖直进水组均包括沿环向设置于所述竖直排水管的外周壁的若干竖直进水孔。

10.一种排土场联合排水方法，采用权利要求1至9任意一项所述的排土场联合排水系统，其特征在于，包括以下步骤：

S1、清理物料堆放场地的浮土，并压实地基岩土层，随后在物料堆放场地上铺设底部排水管网，并在所述底部排水管网的外周壁围设底部块石排水系统；

S2、在铺设完成后的底部排水系统上方沿竖直方向设置与底部排水系统连接的竖直排水系统；

S3、向物料堆放场地内堆放排土场散体物料，并在堆摞到10m的高度后，在物料堆的顶端沿倾斜方向铺设水平排水管网，并在所述水平排水管网的外周壁围设水平块石排水系统；

S4、重复步骤S3，直至堆放排土场散体物料至最大高度。

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