一种防治高原冻土区热融滑坡的挡排系统技术方案

本发明专利技术涉及一种防治高原冻土区热融滑坡的挡排系统，该系统包括设在天然地基上的扶壁式混凝土挡墙以及设在天然地基的路堤坡脚与扶壁式混凝土挡墙之间的梯形混凝土排水沟。扶壁式混凝土挡墙的外侧开设排水渗沟，该排水渗沟的两侧分别设有预制的无砂大孔混凝土板Ⅰ；排水渗沟的底部浇筑有混凝土底板，内部填充碎石；碎石的顶部依次铺设单向透水土工布Ⅰ、粗砂层Ⅰ、预制的无砂大孔混凝土板Ⅱ；无砂大孔混凝土板Ⅰ与无砂大孔混凝土板Ⅱ的外侧包裹单向透水土工布Ⅱ；与无砂大孔混凝土板Ⅱ相接的单向透水土工布Ⅱ上依次铺设粗砂层Ⅱ、块石层护坡。本发明专利技术可有效保证冻土路基的完整性，维护了丘陵山区热融滑坡易发区域多年冻土区道路工程的长期稳定性。工程的长期稳定性。工程的长期稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种防治高原冻土区热融滑坡的挡排系统


[0001]本专利技术涉及工程地质灾害防治领域，尤其涉及一种防治高原冻土区热融滑坡的挡排系统。

技术介绍

[0002]热融滑坡是青藏高原多年冻土区普遍发育的一种热融性斜坡失稳现象。热融滑坡的发生是冻土退化的结果，同时它们的发育和发展反过来又加速了冻土退化，并影响道路工程的稳定性。
[0003]热融滑坡的发生可造成道路工程设施的直接破坏，诸如2018年9月发生在风火山南麓的一处热融滑坡造成青藏铁路防洪及路基热棒设施的直接损坏；同年8月发生在国道214温泉乡附近一处热融滑坡的滑坡堆积体直接掩埋公路，影响车辆的正常通行。热融滑坡发生以后由于滑壁位置地下冰的暴露和融化会产生大量泥流物质沿坡面向下流动，这些泥流物质会进一步掩埋道路和堵塞桥涵，并将加速路基下部多年冻土融化以及路基软化湿陷，严重影响工程构筑物的长期稳定性。此外，斜坡区域不合理的工程开挖导致的地下冰暴露和融化反过来会诱发热融滑坡的发生，如青藏公路沿线红梁河及北麓河一带发育的部分热融滑坡现象就是由青藏公路二次扩建时期路基取土开挖而引发。
[0004]在青藏高原的丘陵山区地带，周期性活动的热融滑塌灾害数量在近10年增加了近3倍，尤其是青藏铁路、青藏公路沿线，增加的热融滑坡正在以不同的方式对道路工程产生强烈的冻融破坏、掩埋堵塞等危害，造成构筑物功能失效，甚至灾难性的破坏。尤其是青藏高原冻土区的青藏铁路工程，其采用了大量块石路基，热融滑坡产生的大量泥流物质流动后对块石层产生堵塞掩埋，直接造成对流冷却效应丧失，对青藏铁路长期安全运营产生直接威胁。
[0005]在全球气候变暖和多年冻土退化的大背景下，如何对青藏高原道路工程沿线的热融滑坡灾害进行有效防治，对维护青藏铁路、青藏公路乃至即将修建的青藏高速公路工程的长期稳定和安全运营至关重要。由于“挡”和“排”是防治的关键，即如何防止热融滑坡流动后的泥流物质掩埋路堤、堵塞桥涵，同时防止热融滑坡滑动后造成地下冰融化造成路基周围形成侧向积水，因此，上述问题是目前迫切需要解决的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种简单、防治效果好的防治高原冻土区热融滑坡的挡排系统。
[0007]为解决上述问题，本专利技术所述的一种防治高原冻土区热融滑坡的挡排系统，其特征在于：该系统包括设在天然地基上斜坡处有潜在热融滑坡发育的路堤地段坡脚外的扶壁式混凝土挡墙以及设在所述天然地基的路堤坡脚与所述扶壁式混凝土挡墙之间的梯形混凝土排水沟；所述扶壁式混凝土挡墙的外侧开设排水渗沟，该排水渗沟的两侧分别设有预制的无砂大孔混凝土板Ⅰ；所述排水渗沟的底部浇筑有混凝土底板，内部填充碎石至沟顶面
10cm处；所述碎石的顶部依次铺设单向透水土工布Ⅰ、粗砂层Ⅰ、预制的无砂大孔混凝土板Ⅱ；所述无砂大孔混凝土板Ⅰ与所述无砂大孔混凝土板Ⅱ的外侧包裹单向透水土工布Ⅱ；与所述无砂大孔混凝土板Ⅱ相接的所述单向透水土工布Ⅱ上依次铺设粗砂层Ⅱ、块石层护坡。
[0008]所述扶壁式混凝土挡墙设在所述天然地基上路堤坡脚外7.0m处，其墙顶厚度为0.4m，下部埋深为1.5m，露出地面高度为2.0m。
[0009]所述排水渗沟的下底宽0.8m，坡度比1:0.75，深度0.5~1.0m。
[0010]所述无砂大孔混凝土板Ⅰ与所述无砂大孔混凝土板Ⅱ的厚度均为10cm。
[0011]所述单向透水土工布Ⅰ与所述单向透水土工布Ⅱ的渗透系数均为0.2~0.4cm/s。
[0012]所述混凝土底板的厚度为10cm，强度等级为C25。
[0013]所述碎石的粒径为5~10cm。
[0014]所述粗砂层Ⅰ的厚度为10cm；所述粗砂层Ⅱ的厚度为20cm。
[0015]所述块石层护坡的高度为1.5m，边坡比1:1.5。
[0016]所述混凝土梯形排水沟的底宽为0.3m、深度为0.5m、壁厚为0.2m。
[0017]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术中设有梯形混凝土排水沟，以排除路基本体与扶壁式混凝土挡墙之间地表水。
[0018]2、本专利技术中排水渗沟的两侧分别设有预制的无砂大孔混凝土板，板外侧包裹单向透水土工布，目的是使周围土体中的冻结层上水可单向渗透至排水渗沟内。
[0019]3、本专利技术设有块石层护坡，其作用有两方面：一是与扶壁式混凝土挡墙共同阻挡热融滑坡沿斜坡向下滑动的土体，阻挡其滑向路基导致路基掩埋破坏。二是阻挡拦截滑坡土体后，使泥流通过块石孔隙通过下部排水渗沟的透水作用，将热融滑坡融化的冰水及时排走，防止路基周围形成地表积水。
[0020]4、本专利技术充分利用了挡土、排水，并将二者进行有效结合，可最大限度地将热融滑坡滑动后的泥流阻挡在路堤外侧，避免了热融泥流运动对路堤和涵洞掩埋破坏，同时能够快速将热融滑坡地下冰融水和泥流中的饱和水疏干、汇集到块石挡墙下部的渗水排水沟内，通过排水渗沟及时排走，不但有效消除了热融滑坡发生后的“土”和“水”对路基及下部多年冻土的不利影响，而且有效保证冻土路基的完整性，维护了丘陵山区热融滑坡易发区域多年冻土区道路工程的长期稳定性。
[0021]5、本专利技术中混凝土挡墙、排水渗沟、排水沟采用混凝土浇筑和预制，块石堆护坡来自高原附近的采石场加工，原材料易获取。同时施工程序简易，可在原有路基外侧渗沟进行加工改造，并且具有较好的工后补强性和维护性。
[0022]6、本专利技术施工方便快捷，环境友好，对多年冻土扰动小，可以直接应用于青藏高原多年冻土丘陵山区热融滑坡易发的公路、铁路路堤路段，且施工过程不影响道路的正常运营，对冻土路基无不利的热扰动影响。
附图说明
[0023]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。
[0024]图1为本专利技术的横断面示意图。
[0025]图2是本专利技术俯视面示意图。
[0026]图3是本专利技术工作原理图。
[0027]图中：1—天然地基；2—扶壁式混凝土挡墙；31—无砂大孔混凝土板Ⅰ；32—无砂大孔混凝土板Ⅱ；41—单向透水土工布Ⅰ；42—单向透水土工布Ⅱ；5—混凝土底板；6—碎石；71—粗砂层Ⅰ；72—粗砂层Ⅱ；8—块石层护坡；9—梯形混凝土排水沟。
具体实施方式
[0028]如图1~2所示，一种防治高原冻土区热融滑坡的挡排系统，该系统包括设在天然地基1上斜坡处有潜在热融滑坡发育的路堤地段坡脚外的扶壁式混凝土挡墙2以及设在天然地基1的路堤坡脚与扶壁式混凝土挡墙2之间的预制的梯形混凝土排水沟9。
[0029]扶壁式混凝土挡墙2的外侧人工开设排水渗沟，该排水渗沟的两侧分别设有预制的无砂大孔混凝土板Ⅰ31；排水渗沟的底部浇筑有混凝土底板5，内部填充细净碎石6至沟顶面10cm处；填充夯实后碎石6的顶部依次铺设单向透水土工布Ⅰ41、粗砂层Ⅰ71、预制的无砂大孔混凝土板Ⅱ32；无砂大孔混凝土板Ⅰ31与无砂大孔混凝土板Ⅱ32的外侧包裹单向透水土工布Ⅱ42；与无砂大孔混凝土板Ⅱ32相接的单向透水土工布Ⅱ42本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防治高原冻土区热融滑坡的挡排系统，其特征在于：该系统包括设在天然地基（1）上斜坡处有潜在热融滑坡发育的路堤地段坡脚外的扶壁式混凝土挡墙（2）以及设在所述天然地基（1）的路堤坡脚与所述扶壁式混凝土挡墙（2）之间的梯形混凝土排水沟（9）；所述扶壁式混凝土挡墙（2）的外侧开设排水渗沟，该排水渗沟的两侧分别设有预制的无砂大孔混凝土板Ⅰ（31）；所述排水渗沟的底部浇筑有混凝土底板（5），内部填充碎石（6）至沟顶面10cm处；所述碎石（6）的顶部依次铺设单向透水土工布Ⅰ（41）、粗砂层Ⅰ（71）、预制的无砂大孔混凝土板Ⅱ（32）；所述无砂大孔混凝土板Ⅰ（31）与所述无砂大孔混凝土板Ⅱ（32）的外侧包裹单向透水土工布Ⅱ（42）；与所述无砂大孔混凝土板Ⅱ（32）相接的所述单向透水土工布Ⅱ（42）上依次铺设粗砂层Ⅱ（72）、块石层护坡（8）。2.如权利要求1所述的一种防治高原冻土区热融滑坡的挡排系统，其特征在于：所述扶壁式混凝土挡墙（2）设在所述天然地基（1）上路堤坡脚外7.0m处，其墙顶厚度为0.4m，下部埋深为1.5m，露出地面高度为2.0m。3.如权利要求1所述的一种防治高原冻土区热融滑坡的挡排系统，其特征在于：所述排水渗沟的下底宽0...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明浩，李炳琰，牛富俊，鞠鑫，罗京，
申请(专利权)人：中国科学院西北生态环境资源研究院，
类型：发明
国别省市：