[发明专利]一种用于富水性边坡的排水系统

说明书

一种用于富水性边坡的排水系统，由集水系统和排水系统组成，集水系统由空心锚杆、多孔混凝土、灌浆管组成；排水系统由砂砾反滤层、隔水层、控制阀组成，空心锚杆的前端设有定向管头，空心锚杆内部设有灌浆塞和灌浆管，空心锚杆的后端设有外套管头，多孔混凝土压入土质边坡中，沿着土体薄弱区域发展扩散，形成根系状网络。本发明模仿生态护坡的原理，具有锚固、加筋作用，利于边坡稳定，砂砾反滤层与挡土墙之间设置控制阀，有效避免墙前水位变化时水反渗到边坡中，造成水量损失以及对边坡的稳定构成威胁，同时避免高盐度的海水影响边坡地下水的水质等问题。另外在边坡地下水位较高的情况下，上下泄水孔同时起作用，提高排水效率。

技术领域

本发明属于水利工程领域，尤其涉及一种用于富水性边坡的排水系统。

背景技术

在水利工程领域中，为了保证库岸或海岸边坡的稳定性，常常设置挡土墙。在挡土墙的设计中，为了防止挡土墙墙后填土中的积水形成静水压力，挡土墙应设置排水设施。在边坡治理领域中，对于富水性边坡而言，边坡地下水位升高后，需要将边坡的水快速排出。边坡排水常采用的方式中，排水盲沟施工开挖比较困难；水平排水孔需要很长钻孔长度，工程量大，而且容易阻塞；重力式排水孔进行排水，但是该方法也常常受排水孔堵塞的问题困扰。另外，由于水库和海水的水位经常变化，当水库水位升高或海水涨潮时，墙前水位高于边坡的地下水位，水就会通过墙身泄水孔反渗到边坡中，不但造成水量损失，而且对边坡以及挡土墙的稳定构成威胁。

发明内容

本发明所要解决的问题就是提供一种稳定有效的海岸及库岸挡土墙排水系统，适用于边坡为土质边坡、挡土墙墙前水位变化幅度大的情况。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于富水性边坡的排水系统，由集水系统和排水系统组成，集水系统由空心锚杆、多孔混凝土组成；排水系统由砂砾反滤层、隔水层、控制阀组成，所述的集水系统，首先在土质边坡的预设位置通过钻孔倾斜向上打入空心锚杆，空心锚杆的前端设有定向管头，空心锚杆内部设有灌浆塞和灌浆管，灌浆管夹在灌浆塞中间，空心锚杆的后端设有外套管头，灌浆管穿过外套管头的管口，混凝土泵与灌浆管相连，将多孔混凝土压入灌浆管，多孔混凝土通过空心锚杆后从定向管头进入土质边坡中，多孔混凝土沿着土体薄弱区域发展扩散，多孔混凝土凝固后，边坡中形成根系状网络，取出灌浆管，将空心锚杆的外套管头的管口埋设在砂砾反滤层中；所述的排水系统，在挡土墙墙背设置砂砾反滤层和隔水层，墙身的泄水孔设置在高于砂砾反滤层底部30cm的位置，隔水层设置在砂砾反滤层下方，隔水层厚度取30cm-50cm，在墙身的泄水孔靠近砂砾反滤层的一端的末尾设置控制阀，所述的控制阀由上进水管、土工织布、下出水管、多孔圆盘、直杆、浮体、卡口组成，上进水管的管口包裹土工织布，上进水管伸入砂砾反滤层中，下出水管与墙身的泄水孔相连，在控制阀的阀腔内设有圆环状的卡口，卡口上方放置多孔圆盘，卡口下方放置圆柱形的浮体，浮体的圆心和多孔圆盘的圆心通过直杆相连，所述的多孔圆盘的内部设有两组呈环形阵列排布的圆孔。

在本发明中，所述的空心锚杆上的定向管头，在空心锚杆的前端沿中轴线方向设置1个定向管头；在空心锚杆的前端沿径向设置4个定向管头，分布在径向圆弧的上半圆弧区，相邻的定向管头之间夹角为60°，轴向等距离设置3组。

在本发明中，所述的多孔混凝土由采用粒径为1.3mm的单粒级粗骨料，骨胶比3∶1，掺入引气剂和水性环氧丙烯酸乳剂，由粗骨料表面包裹一薄层粘结剂相互粘结而形成孔穴均匀分布的蜂窝状结构，多孔混凝土的渗透系数达到0.16cm/s，多孔混凝土的28天抗压强度为26Mpa；所述的空心锚杆由钢管制成，控制阀中的浮体由橡胶材料制成。

本发明具有如下优点。

1.本发明模仿生态护坡的原理，将多孔混凝土压入土质边坡，多孔混凝土在边坡土体中扩散并形成根系状网络，其中多孔混凝土的强度高，形成的深根具有锚固作用，浅根具有加筋作用，有利于边坡的稳定。另外，多孔混凝土透水性强、水力梯度小、水的流速快，益于地下水的汇集并排出。