CN117449334A - 一种高寒区上覆岩石层膨胀土边坡的排水装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高寒区上覆岩石层膨胀土边坡的排水装置。该装置包括：边坡，以及位于边坡上部的岩石层和位于边坡下部的膨胀土层，所述膨胀土层外设置排水碎石层，该碎石层外设置回填保温土层，该保温土层外设置耕植粘土层，在边坡的最高位置水平设置截水沟，在所述岩石层与膨胀土层上设置排水管，在各个平台上设置排水沟，在所述碎石层上设置排水横管，在所述回填保温土层上设置引水管，在边坡坡脚位置设置排水边沟，在边坡坡面设置急流槽，在边坡内部设置导水盲洞。本发明提出了“截、隔、引、排”的排水系统，截留坡体外水分，阻隔坡面水分，快速地将岩土层含水快速引排，最大程度的降低坡体内含水量，提高边坡的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及公路边坡工程技术领域，尤其涉及一种高寒区上覆岩石层膨胀土边坡的排水装置。
背景技术
对于高寒区含膨胀土层的边坡，坡面流水、大气降水和冻融水等在冻融-干湿耦合与开挖卸荷作用下渗入膨胀土层，造成边坡稳定性降低。对于上覆岩石层的膨胀土边坡，需要对岩石层和膨胀土层含水、大气降水、冻融作用系统考虑，减小水对坡体和潜在滑面的物理力学参数影响，提高坡体的稳定性。
目前，现有技术中的排水装置大多引用常规边坡排水系统，在边坡发生变形时隔水作用容易失效，同时没有保温防护。
发明内容
本发明提供了一种高寒区上覆岩石层膨胀土边坡的排水装置，以实现有效地预防大气降水与温度变化诱发膨胀土层力学参数劣化，提高边坡的稳定性。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。
一种高寒区上覆岩石层膨胀土边坡的排水装置，包括：边坡，以及位于边坡上部的岩石层和位于边坡下部的膨胀土层，所述膨胀土层外设置排水碎石层，该碎石层外设置回填保温土层，该保温土层外设置耕植粘土层，在边坡的最高位置水平设置截水沟，在所述岩石层与膨胀土层上设置排水管，在各级边坡平台上设置排水沟，在所述碎石层上设置排水横管，在所述回填保温土层上设置引水管，在边坡坡脚位置设置排水边沟，在边坡坡面设置急流槽，在边坡内部设置导水盲洞。
优选地，所述排水碎石层采用的碎石直径为20～30mm，厚度为50～60cm。
优选地，所述回填保温土层的厚度为90～100cm，所述耕植粘土层的厚度为40～50cm。
优选地，所述截水沟包括隔水层、碎石层和混凝土层，所述隔水层由素混凝土层、隔水土工布层和钢塑土工格栅层组成，隔水土工布层为双层，钢塑土工格栅的网格尺寸为10～15cm、纵向和横向的抗拉强度为100～120kN/m，所述碎石层的厚度为30～40cm、宽度为120～130cm、粒径为20～30mm，素混凝土层的底部厚度为30～40cm、宽度为120～130cm，所述截水沟的宽度为60～70cm、高度为50～60cm。
优选地，所述岩石层平台排水沟包括隔水层、碎石层和混凝土层，所述隔水层由10～15mm素混凝土层、隔水土工布层和钢塑土工格栅层组成，隔水土工布层为双层，钢塑土工格栅的网格尺寸为10～15cm，纵向和横向抗拉强度为100～120kN/m，碎石层的厚度为30～40cm、宽度为100～110cm、粒径为20～30mm，素混凝土层的底部厚度为30～40cm，所述岩石层平台排水沟的宽度为60～70cm、高度为50～60cm、边坡一侧沿坡面坡度120～150cm岩土层进行30～40cm混凝土层5-2置换，平台一侧进行平台宽度20～30cm混凝土层5-2置换、坡度2～3‰。
优选地，所述膨胀土层平台排水沟包括隔水层、碎石层、混凝土层和耕植粘土层，隔水层由10～15mm素混凝土层、隔水土工布层和钢塑土工格栅层组成，隔水土工布层为双层，钢塑土工格栅网格尺寸10～15cm、纵向和横向抗拉强度100～120kN/m，碎石层的厚度为30～40cm、宽度为100～110cm和粒径为20～30mm，混凝土层的底部厚度为30～40cm，水沟宽度为60～70cm和高度为50～60cm，边坡一侧沿坡面坡度120～150cm岩土层进行30～40cm混凝土层4-2置换，平台一侧进行平台宽度30～40cm耕植粘土层4-4回填压实，坡度2～3‰。
优选地，所述排水管为仰斜排水管，岩石层与膨胀土层、回填土层的水平间距为3m，竖向间距为2m，所述排水管空间上菱形布置，碎石层横向水管坡度3～4°，岩石层、膨胀土层和碎石层排水管为聚氯乙烯透水管，排水管尺寸为90～100mm，采用渗水土工布进行外包，岩石层和膨胀土层透水管用双层土工布包管反滤，碎石层透水管的两端用双层土工布包管反滤。
优选地，所述急流槽为混凝土构筑，沿边坡走向间隔50～60m设置，尺寸为宽40～45cm，高为40～45cm，急流槽的混凝土层厚度30～35cm。
优选地，所述导水盲洞为直径25～30cm的混凝土预制排水管，导水盲洞与碎石层排水横管连通，导水盲洞与一级平台排水沟和排水边沟连通。
由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明提出了“截、隔、引、排”的排水系统，截留坡体外水分，阻隔坡面水分，快速地将岩土层含水快速引排，最大程度的降低坡体内含水量，同时增加了回填保温土层，可以有效的预防大气降水与温度变化诱发膨胀土层力学参数劣化，提高边坡的稳定性。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种典型5级高寒区上覆岩石层膨胀土边坡的排水装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种高寒区上覆岩石层膨胀土边坡膨胀土层的柔性排水沟的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种高寒区上覆岩石层膨胀土边坡岩石层的柔性排水沟的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种高寒区上覆岩石层膨胀土边坡柔性截水沟的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种高寒区上覆岩石层膨胀土边坡岩石层的排水管布置示意图；
图6为本发明实施例提供的一种高寒区上覆岩石层膨胀土边坡膨胀土层的防排水的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的一种高寒区上覆岩石层膨胀土边坡不同区域排水管的连接示意图；
图8为本发明实施例提供的一种高寒区上覆岩石层膨胀土边坡排水管布置间距与排距；
图9为本发明实施例提供的一种高寒区上覆岩石层膨胀土边坡坡面排水结构布置图。
图中：1-路面；2-边沟；3-抗滑桩；4-膨胀土层排水沟；4-1-膨胀土层排水沟碎石层；4-2-膨胀土层排水沟混凝土层；4-3-膨胀土层排水沟隔水层；4-4-膨胀土层排水沟耕植粘土层；5-岩石层排水沟；5-1-岩石层排水沟碎石层；5-2-岩石层排水沟混凝土层；5-3-岩石层排水沟隔水层；6-截水沟；6-1-截水沟碎石层；6-2-截水沟混凝土层；6-3-截水沟隔水层；6-3-1-截水沟隔水层素混凝土层；6-3-2-截水沟隔水层隔水土工布层；6-3-3-截水沟隔水层钢塑土工格栅层；I-一级边坡；II-二级边坡；III-三级边坡；IV-四级边坡；V-五级边坡；7-耕植粘土；8-碎石层排水管；9-回填粘土层；10-膨胀土层排水管；11-岩石层排水管；12-回填土层排水管；13-碎石层；14-急流槽；15-导水盲洞。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
本发明实施例提供的一种高寒区上覆岩石层膨胀土边坡排水装置的结构如图1所示，包括：边坡，以及位于边坡上部的岩石层和位于边坡下部的膨胀土层，所述膨胀土层外设置排水碎石层13，该碎石层13外设置回填保温土层9，该回填保温土层9外设置耕植粘土层7，在边坡的最高位置水平设置截水沟，在所述岩石层与膨胀土层上设置排水管，在各级边坡平台上设置排水沟，在所述碎石层上设置排水横管，在所述回填保温土层9上设置引水管12，在边坡坡脚位置设置排水边沟2，在边坡坡面设置急流槽14，在边坡内部设置导水盲洞15。
本发明实施例提供的一种高寒区上覆岩石层膨胀土边坡膨胀土层的柔性排水沟的结构示意图如图2所示，岩石层的柔性排水沟的结构示意图如图3所示，柔性截水沟的结构示意图如图4所示，岩石层的排水管布置示意图如图5所示；膨胀土层的防排水的结构示意图如图6所示，不同区域排水管的连接示意图如图7所示，排水管布置间距与排距如图8所示，坡面排水结构布置图如图9所示。
在本发明实施例中，排水碎石层13采用的碎石直径为20～30mm，厚度为50～60cm。
在本发明实施例中，回填保温土层9的厚度为90～100cm，耕植粘土7的厚度为40～50cm。
在本发明实施例中，截水沟6为柔性截水沟，包括隔水层6-3、碎石层6-2和混凝土6-1层3部分，隔水层6-3由10～15mm素混凝土层6-3-1、隔水土工布层6-3-2和钢塑土工格栅层6-3-3组成，隔水土工布层6-3-2为双层，钢塑土工格栅6-3-3的网格尺寸为10～15cm，纵向和横向的抗拉强度为100～120kN/m，碎石层6-2的厚度为30～40cm，宽度为120～130cm，粒径为20～30mm，混凝土层6-1的底部厚度为30～40cm，宽度为120～130cm，截水沟6的宽度为60～70cm，高度为50～60cm，截水沟6两侧100～150cm的岩土层进行20～30cm的混凝土层6-1置换。
在本发明实施例中，岩石层平台排水沟5为柔性截水沟，包括隔水层5-3、碎石层5-1和混凝土层5-2 3部分，隔水层5-3由10～15mm素混凝土层、隔水土工布层和钢塑土工格栅层组成，隔水土工布层为双层，钢塑土工格栅网格尺寸为10～15cm、纵向和横向抗拉强度为100～120kN/m，碎石层5-1的厚度为30～40cm，宽度为100～110cm，粒径为20～30mm，混凝土层5-2的底部厚度为30～40cm，水沟宽度为60～70cm，高度为50～60cm，边坡一侧沿坡面坡度120～150cm岩土层进行30～40cm混凝土层5-2置换，岩石层平台的一侧进行平台宽度20～30cm混凝土层5-2置换、坡度2～3‰。混凝土层为C30水泥混凝土层。
在本发明实施例中，膨胀土层平台排水沟4为柔性截水沟，包括隔水层4-3、碎石层4-1、混凝土层4-2和耕植粘土层4-4 4部分，隔水层4-3由10～15mm素混凝土层、隔水土工布层和钢塑土工格栅层组成，隔水土工布层为双层，钢塑土工格栅网格尺寸10～15cm、纵向和横向抗拉强度100～120kN/m，碎石层4-1厚度30～40cm、宽度100～110cm和粒径20～30mm，混凝土层4-2底部厚度为30～40cm，水沟宽度60～70cm和高度50～60cm、边坡一侧沿坡面坡度120～150cm岩土层进行30～40cm混凝土层4-2置换，平台一侧进行平台宽度30～40cm耕植粘土层4-4回填压实，坡度2～3‰。
在本发明实施例中，排水管为仰斜排水管，岩石层与膨胀土层6～7°、回填土层5～6°的水平间距为3m、竖向间距为2m、菱形布置，碎石层横向水管3～4°、岩石层、膨胀土层和碎石层排水管为PVC(Polyvinyl chloride，聚氯乙烯)透水管，排水管尺寸为90～100mm，采用渗水土工布进行外包，岩石层、膨胀土层透水管用双层土工布包管反滤、碎石层透水管的两端用双层土工布包管反滤，回填土层为PVC排水管、排水管尺寸90～100mm。
在本发明实施例中，所述的急流槽14为混凝土构筑，沿边坡走向间隔50～60m设置，尺寸宽40～45cm，高40～45cm，混凝土层厚度30～35cm。
在本发明实施例中，导水盲洞15为直径25～30cm的混凝土预制排水管，导水盲洞15与碎石层排水横管8连通，导水盲洞15与一级平台排水沟4和排水边沟2连通。
综上所述，本发明形成了“截、隔、引、排”的排水系统，提出了柔性隔水装置和保温防御结构，截留坡体外水分，阻隔坡面水分，快速地将岩土层含水快速引排，最大程度地降低坡体内含水量，同时增加了回填保温土层，可以有效地预防大气降水与温度变化诱发膨胀土层力学参数劣化，提高边坡的稳定性。本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种高寒区上覆岩石层膨胀土边坡的排水装置，其特征在于，包括：边坡，以及位于边坡上部的岩石层和位于边坡下部的膨胀土层，所述膨胀土层外设置排水碎石层，该碎石层外设置回填保温土层，该保温土层外设置耕植粘土层，在边坡的最高位置水平设置截水沟，在所述岩石层与膨胀土层上设置排水管，在各级边坡平台上设置排水沟，在所述碎石层上设置排水横管，在所述回填保温土层上设置引水管，在边坡坡脚位置设置排水边沟，在边坡坡面设置急流槽，在边坡内部设置导水盲洞。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述排水碎石层采用的碎石直径为20～30mm，厚度为50～60cm。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述回填保温土层的厚度为90～100cm，所述耕植粘土层的厚度为40～50cm。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述截水沟包括隔水层、碎石层和混凝土层，所述隔水层由素混凝土层、隔水土工布层和钢塑土工格栅层组成，隔水土工布层为双层，钢塑土工格栅的网格尺寸为10～15cm、纵向和横向的抗拉强度为100～120kN/m，所述碎石层的厚度为30～40cm、宽度为120～130cm、粒径为20～30mm，素混凝土层的底部厚度为30～40cm、宽度为120～130cm，所述截水沟的宽度为60～70cm、高度为50～60cm。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述岩石层平台排水沟包括隔水层、碎石层和混凝土层，所述隔水层由10～15mm素混凝土层、隔水土工布层和钢塑土工格栅层组成，隔水土工布层为双层，钢塑土工格栅的网格尺寸为10～15cm，纵向和横向抗拉强度为100～120kN/m，碎石层的厚度为30～40cm、宽度为100～110cm、粒径为20～30mm，素混凝土层的底部厚度为30～40cm，所述岩石层平台排水沟的宽度为60～70cm、高度为50～60cm、边坡一侧沿坡面坡度120～150cm岩土层进行30～40cm混凝土层5-2置换，平台一侧进行平台宽度20～30cm混凝土层5-2置换、坡度2～3‰。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述膨胀土层平台排水沟包括隔水层、碎石层、混凝土层和耕植粘土层，隔水层由10～15mm素混凝土层、隔水土工布层和钢塑土工格栅层组成，隔水土工布层为双层，钢塑土工格栅网格尺寸10～15cm、纵向和横向抗拉强度100～120kN/m，碎石层的厚度为30～40cm、宽度为100～110cm和粒径为20～30mm，混凝土层的底部厚度为30～40cm，水沟宽度为60～70cm和高度为50～60cm，边坡一侧沿坡面坡度120～150cm岩土层进行30～40cm混凝土层4-2置换，平台一侧进行平台宽度30～40cm耕植粘土层4-4回填压实，坡度2～3‰。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述排水管为仰斜排水管，岩石层与膨胀土层、回填土层的水平间距为3m，竖向间距为2m，所述排水管空间上菱形布置，碎石层横向水管坡度3～4°，岩石层、膨胀土层和碎石层排水管为聚氯乙烯透水管，排水管尺寸为90～100mm，采用渗水土工布进行外包，岩石层和膨胀土层透水管用双层土工布包管反滤，碎石层透水管的两端用双层土工布包管反滤。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述急流槽为混凝土构筑，沿边坡走向间隔50～60m设置，尺寸为宽40～45cm，高为40～45cm，急流槽的混凝土层厚度30～35cm。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述导水盲洞为直径25～30cm的混凝土预制排水管，导水盲洞与碎石层排水横管连通，导水盲洞与一级平台排水沟和排水边沟连通。
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| CN202311393581.5A CN117449334A (zh) | 2023-10-25 | 2023-10-25 | 一种高寒区上覆岩石层膨胀土边坡的排水装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117449334A true CN117449334A (zh) | 2024-01-26 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311393581.5A Pending CN117449334A (zh) | 2023-10-25 | 2023-10-25 | 一种高寒区上覆岩石层膨胀土边坡的排水装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117449334A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118345785A (zh) * | 2024-06-17 | 2024-07-16 | 成都大学 | 一种高寒地区边坡的排水系统及施工方法 |
-
2023
- 2023-10-25 CN CN202311393581.5A patent/CN117449334A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118345785A (zh) * | 2024-06-17 | 2024-07-16 | 成都大学 | 一种高寒地区边坡的排水系统及施工方法 |
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