一种能够降低边坡含水率的保湿集排水系统及其施工方法技术方案

本发明专利技术公开了一种能够降低边坡含水率的保湿集排水系统及其施工方法，该系统包括位于边坡潜在滑动面后方的坡体深部子集排水系统、位于边坡坡面处的坡面子集排水系统、位于边坡顶部的坡顶子集排水系统以及坡底排水沟；三个子系统之间相互关联，均具有集水保水、疏水排水的功能，既能在坡体含水率高及地表降雨量大的情况下及时将坡体内和地表水排出至边坡以外区域，又能在不影响边坡稳定的情况下保存一部分水，以便干旱季节通过抽水浇灌和蒸发的方式向地表补水，在考虑边坡排水、保证边坡稳定的同时，能够将坡内水和地表水充分利用。能够将坡内水和地表水充分利用。能够将坡内水和地表水充分利用。

【技术实现步骤摘要】
一种能够降低边坡含水率的保湿集排水系统及其施工方法


[0001]本专利技术属于岩土工程
，具体涉及一种能够降低边坡含水率的保湿集排水系统及其施工方法。

技术介绍

[0002]在我国西部地区存在着大量山区地带，这些地区的地质条件存在着很多弊端，其中与水分相关的主要是两方面：一是不利于种植农作物，例如黄土坡上土质含水率较低，难以满足植被生长；二是雨水对边坡影响较大，地表水渗入坡体后会引起土体强度降低，进而导致边坡失稳。两种灾害实际上都和边坡含水率相关，含水率较低无法满足地表植被生长，含水率较高无法满足边坡稳定所需的土体强度要求。因此，如何在山区地带处理好边坡含水率问题实质上是一个非常值得研究的科学问题。
[0003]就目前采用的措施而言，主要从坡体排水和土壤保湿两方面入手。坡体排水措施常见的是在边坡表面设置截排水沟，利用连通的沟道将降雨带来的地表水引流至坡底，进而汇入临近河道。也有工程人员将排水管一端置于边坡深部，一端置于边坡表面，利用虹吸效应将坡体内部的水排出至坡外；除此之外，排水锚杆、排水锚索和仰斜式排水管也可进行排水，其中排水锚杆和排水锚索也是利用虹吸效应进行排水，只是集排水通道为锚孔，在排水的同时能够达到边坡支护和排水的双重效果；仰斜式排水管则斜向放置在坡体内部，通过管周孔隙可以将坡体内的水汇集到管内，进而在重力作用下通过自流的方式流向坡面，排出坡体。除坡体排水外，土壤保湿也是山区地带非常关心的一个问题，因为地表土壤含水率的高低直接影响着植被的生长，很多农作物都种植在山坡之上。常见的保湿措施是塑料薄膜和引流滴灌，其中塑料薄膜覆盖在地表上，可以有效防止地表水蒸发，而引流滴灌可以随时对地表进行补水。由此可见，现有处理措施在坡体排水和土壤保湿方面均有一些有效措施。然而，这些措施没有将两者进行综合考虑，分析认为其原因在于排水和保湿是两个方向的措施，排水的目的在于快速将边坡上的水排出，而保湿的目的在于如何保留住边坡内的水份，因此在处理边坡含水率问题时多数人很难想到将两者兼顾。
[0004]综上可以看出，在边坡含水率处理方面现有措施很多，但依然存在着一些不足，无法将降低坡内含水率和补充坡面含水率兼顾，究竟采用何种技术来改善边坡含水率情况，提高边坡稳定性，以及保证坡面植被生长，仍然是山区地带迫切需要解决的工程问题，因此一种具有保湿功能的集排水系统有待被专利技术出来。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种能够降低边坡含水率的保湿集排水系统及其施工方法，既能在坡体含水率高及地表降雨量大的情况下及时将坡体内和地表水排出至边坡以外区域，又能在不影响边坡稳定的情况下保存一部分水，形式新颖、功能全面。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0007]一种能够降低边坡含水率的保湿集排水系统，包括位于边坡潜在滑动面后方的坡体深部子集排水系统、位于边坡坡面处的坡面子集排水系统、位于边坡顶部的坡顶子集排水系统以及坡底排水沟；
[0008]所述的坡体深部子集排水系统包括从坡顶纵向延伸至坡脚水平线以下的集排水井，所述的集排水井底部设置有水泵，所述的水泵上连接有抽水管，抽水管的尾端伸出至集排水井外部连接至横向设置在坡顶的排水管道；
[0009]所述的坡面子集排水系统包括平行于坡面设置的U形集排水管，所述的U形集排水管顶部设置有管顶过滤层，底部连接有坡底排水盲道；
[0010]所述的U形集排水管外侧设置有砂砾层，所述的砂砾层外设置有坡面覆土；
[0011]所述的坡顶子集排水系统包括呈曲线形布置的隔水层，所述的隔水层内侧最低点位置通过导流管与深部子集排水系统的集排水井相接，隔水层上部填充有卵石层，所述的卵石层的上部设置有坡顶过滤层，所述的坡顶过滤层的上部设置有坡顶覆土；
[0012]所述的隔水层的外端设置有与管顶过滤层的外侧相切的凹口，所述的卵石层的外侧端与管顶过滤层顶面相切。
[0013]本专利技术还具有以下技术特征：
[0014]优选的，所述的集排水井包括位于坡脚水平线以下的集水段，所述的集水段的上方设置有延伸至坡顶地表的过滤段；
[0015]所述的水泵位于集水段底部。
[0016]进一步的，所述的集排水井的最内侧为中心井管，所述的中心井管的过滤段侧壁设置有多个管井滤水孔，中心井管过滤段周围包裹有管周过滤层；中心井管的集水段与周围土体之间、过滤段的管周过滤层与周围土体之间填充细砂层。
[0017]优选的，所述的U形集排水管包括U形槽，所述的U形槽上扣装有U形槽盖板，所述的U形槽盖板上设置有集水通孔；
[0018]所述的U形槽盖板上部设置有与U形槽盖板贴合的盖板过滤层，所述的盖板过滤层中部形成的凹腔内填充所述的砂砾层。
[0019]进一步的，所述的U形槽内壁上间隔设置有多个碗状集水器。
[0020]进一步的，所述的坡底排水盲道包括U形盲道过滤层，所述的U形盲道过滤层内填充有盲道填充物，所述的U形盲道过滤层的一端与盖板过滤层相帖，另一端伸入U形槽下部。
[0021]更进一步的，所述的管顶过滤层、坡顶过滤层、盖板过滤层、管周过滤层和U形盲道过滤层为由透水土工布制备的透水薄层。
[0022]优选的，所述的隔水层设置有位于坡体深部的内侧凹坑和位于隔水层中部的中部凹坑，且中部凹坑最低点低于内侧凹坑最低点，内侧凹坑最低点低于隔水层外边缘。
[0023]进一步的，所述的隔水层为由隔水土工膜制备的薄层。
[0024]本专利技术还保护一种如上所述的能够降低边坡含水率的保湿集排水系统的施工方法，包括以下步骤：
[0025]步骤一、根据工程需要准备：中心井管、透水土工布、防水土工膜、U形集排水管、细砂、卵石、砂砾石、导流管、水泵、抽水管和排水管道；
[0026]步骤二、施工坡体深部子集排水系统：施工坡体深部子集排水系统：计算确定边坡潜在滑动面位置，然后将集排水井布置在边坡稳定区内，并采用钻机进行钻孔，孔深钻至设
计深度后向孔内下放组装好的中心井管和管周过滤层，在管周过滤层与钻孔之间的空隙处填充细砂；最后将水泵连接抽水管后安放在集排水井底部，抽水管另一端连接排水管道，排水管道放置在坡顶面上；
[0027]步骤三、对边坡表层覆土进行清理，清理深度根据隔水层和坡面侧U形集排水管位置进行确定；
[0028]步骤四、施工坡面子集排水系统：首先根据U形槽的外尺寸及盲道过滤层尺寸，分别在坡面和坡底处进行开槽，然后将透水土工布一端伸入坡底槽内，另一端折叠向上包裹砂砾石形成坡底排水盲道，最后将组装好的U形集排水管安放在坡面槽内，坡面U形集排水管下端与坡底排水盲道相接，上端与清理覆土后的坡顶面相接；
[0029]步骤五、施工坡顶集排水系统：首先铺设隔水层，靠近集排水井侧隔水层向上折叠紧贴集排水井所在垂直壁，靠近坡面侧U形集排水管位置处折叠在管外壁上，非U形集排水管位置处平铺在U形集排水管上覆填土的顶部；然后在与集排水井相接处对集排水井进行开孔处本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能够降低边坡含水率的保湿集排水系统，其特征在于，包括位于边坡潜在滑动面后方的坡体深部子集排水系统、位于边坡坡面处的坡面子集排水系统、位于边坡顶部的坡顶子集排水系统以及坡底排水沟(20)；所述的坡体深部子集排水系统包括从坡顶纵向延伸至坡脚水平线以下的集排水井(1)，所述的集排水井(1)底部设置有水泵(2)，所述的水泵(2)上连接有抽水管(3)，抽水管(3)的尾端伸出至集排水井(1)外部连接至横向设置在坡顶的排水管道(4)；所述的坡面子集排水系统包括平行于坡面设置的U形集排水管(5)，所述的U形集排水管(5)顶部设置有管顶过滤层(6)，底部连接有坡底排水盲道(7)；所述的U形集排水管(5)外侧设置有砂砾层(8)，所述的砂砾层(8)外设置有坡面覆土(9)；所述的坡顶子集排水系统包括呈曲线形布置的隔水层(10)，所述的隔水层(10)内侧最低点位置通过导流管(11)与深部子集排水系统的集排水井(1)相接，隔水层(10)上部填充有卵石层(12)，所述的卵石层(12)的上部设置有坡顶过滤层(13)，所述的坡顶过滤层(13)的上部设置有坡顶覆土(14)；所述的隔水层(10)的外端设置有与管顶过滤层(6)的外侧相切的凹口(15)，所述的卵石层(12)的外侧端与管顶过滤层(6)顶面相切。2.如权利要求1所述的能够降低边坡含水率的保湿集排水系统，其特征在于，所述的集排水井(1)包括位于坡脚水平线以下的集水段(10101)，所述的集水段(10101)的上方设置有延伸至坡顶地表的过滤段(10102)；所述的水泵(2)位于集水段(10101)底部。3.如权利要求2所述的能够降低边坡含水率的保湿集排水系统，其特征在于，所述的集排水井(1)的最内侧为中心井管(101)，所述的中心井管(101)的过滤段(10102)侧壁设置有多个管井滤水孔(16)，中心井管(101)的过滤段(10102)周围包裹有管周过滤层(102)，中心井管(101)的集水段(10101)与周围土体之间、过滤段(10102)的管周过滤层(102)与周围土体之间填充细砂层(103)。4.如权利要求1所述的能够降低边坡含水率的保湿集排水系统，其特征在于，所述的U形集排水管(5)包括U形槽(501)，所述的U形槽(501)上扣装有U形槽盖板(502)，所述的U形槽盖板(502)上设置有集水通孔(17)；所述的U形槽盖板(502)上部设置有与U形槽盖板(502)贴合的盖板过滤层(503)，所述的盖板过滤层(503)中部形成的凹腔内填充所述的砂砾层(8)。5.如权利要求4所述的能够降低边坡含水率的保湿集排水系统，其特征在于，所述的U形槽(501)内壁上间隔设置有多个碗状集水器(18)。6.如权利要求4所述的能够降低边坡含水率的保湿集排水系统，其特征在于，所述的坡底排水盲道(7)包括U形盲道过滤层(19)，所述的U形盲道过滤层(19)内填充...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨奎斌，郭鸿，颉永斌，朱彦鹏，杨校辉，韦正德，房光文，吴林平，
申请(专利权)人：陕西理工大学，
类型：发明
国别省市：