[发明专利]一种新型季节性冻土区边（滑）坡热交换深层排水孔设计

说明书

本发明提供一种新型季节性冻土区边(滑)坡热交换深层排水孔设计，包括带转角加热棒，排水孔；深层排水孔与热棒组合设立，根据边(滑)坡体的厚度、地下水位线的分布、深层排水孔的埋深及长度等情况，为保证排水孔能够顺利通畅的排水，一个排水孔可以配备2个、3个、4个加热棒等多种组合。本发明在季节性冻土区利用热棒加热边(滑)坡消融区排水管四周的冻土，使冻土均匀融化并将坡体内地下水排出，确保排水孔能全年稳定有效的进行排水，防止冻土边(滑)坡因温度变化而导致的不均匀自然融化或冻结，导致深层排水堵塞；避免地下水浸泡边(滑)坡体，从而降低边(滑)坡的稳定性。

技术领域

本发明涉及一种新型季节性冻土区边(滑)坡热交换深层排水孔设计，适用于寒区季节性冻土边(滑)坡防护设计领域。

背景技术

在寒区边(滑)坡的病害治理工程中，往往边(滑)坡存在季节性冻土，由于季节性冻土特殊的物理性质，在季节性冻土区，边(滑)坡体内地下水未及时排出会增加边(滑)坡失稳的概率。在寒季时，边(滑)坡土体、排水管冻结，地下水无法排出；在暖季太阳光直射边(滑)坡表面，会使边(滑)坡浅层土和深层土受热不均，造成了浅层冻土在受热消融时，深层冻土并未受到影响或者影响很小的情况。上述这些情况使得季节性冻土区边(滑)坡深层排水孔很难保持全年都处于排水的工作状态。地下水未能及时排出坡体，也是季节性冻土区边(滑)坡失稳的主要原因之一。

发明内容

本发明的目的是为了解决季节性冻土区域边(滑)坡排水问题，针对在暖季时，边(滑)坡深层冻土消融不均匀；在寒季时，排水管冻结和边(滑)坡土体冻结等影响地下水排出的工程技术难题，设计了一种新型季节性冻土区边(滑)坡热交换深层排水孔，利用加热棒的原理，加热土体，再结合深层排水孔将边(滑)坡冻土消融后的水排出土体，保证深层排水孔正常工作。

本发明提供的季节性冻土区边(滑)坡热交换深层排水孔设计包括带转角加热棒，温度监控装置，深层排水系统；深层排水孔与热棒组合设立，根据边(滑)坡体厚度、地下水位线的分布、深层排水孔的埋深以及长度等情况，为使排水孔能够顺利通畅的排水，一个排水孔可以配备2个、3个、4个加热棒等多种组合，各组加热棒与排水孔间距d视地质情况而定。所述温度监控装置用于监测深层排水孔四周土体温度，控制温控开关；所述带转角加热棒用于加热排水管周围土体；深层排水孔将加热冻土融化的水排出边(滑)坡体。

为防止排水时将深层土带出，所述排水管采用钢质花管，管身带梅花形布置的滤孔，钢质花管管身外包裹一层透水土工布，管内放置直径为75mm的塑料盲管。

由于季节性冻土区域一般处于高纬度地区，太阳能资源丰富，为充分利用能源，所述加热装置包括蓄电池以及与蓄电池连接的太阳能板，所述蓄电池，利用太阳能板充电。

本发明提供的季节性冻土区边(滑)坡热交换深层排水孔设计包括以下步骤：

S1：确定水位线：施工前测量坡体水位线，确定坡体水位线深度及分布情况；

S2：放线和定位：在边(滑)坡确定热棒和深层排水孔的位置和钻孔角度并测量标记在案；

S3：深层排水孔钻孔：在边(滑)坡测量标记的位置钻孔，深层排水孔的钻孔孔径为90mm，钻孔与水平面夹角应在100°～150°之间，以利排水；

S4：安放深层排水孔：清空深层排水孔内泥土，放置钢质花管，接着在钢质花管内放置塑料盲管，放置完排水盲管后需对孔口钢管进行固定，在排水管外侧设置温度传感器，间距3～5米(小于5米的排水管前后各设置一个)；

S5：热棒钻孔：在边(滑)坡测量标记的位置钻孔，热棒的钻孔孔径为100mm，钻孔夹角与同组排水孔钻孔夹角一致，以利加热介质回流循环，热棒钻孔完成后应先完成热棒及其套管的安放，才可将钻孔套管拔出，防止塌孔；