[发明专利]基于吸湿排水土工织物的边坡排水-加筋复合结构及方法

说明书

本发明公开了一种基于吸湿排水土工织物的边坡排水‑加筋复合结构及方法，复合结构包括渗排管、毛细土工织物、植被蒸腾段，渗排管一端锚固于边坡内部，渗排管贯穿融化锋，渗排管另一端伸出坡面；渗排管的上部管壁设有多个渗排孔，渗排管的外壁安装有径向延伸的翼凸端，翼凸端深入边坡土体中；毛细土工织物包裹于渗排管和翼凸端外部，毛细土工织物向外延伸后沿坡面铺设；植被蒸腾段由种植于边坡上的植被与坡面上的毛细土工织物交织形成。本发明具有排水与加筋的双重作用，有效排出边坡土体饱和状态下的自由水和非饱和状态下的毛细水，同时提高了防淤堵性能。

技术领域

本发明属于边坡工程技术领域，涉及一种基于吸湿排水土工织物的边坡排水-加筋复合结构及方法。

背景技术

春融期边坡工程的浅层滑塌问题严重威胁寒区重大基础设施的运营安全，是寒区道路与铁路工程的难点问题。边坡的冻融滑塌主要表现为由富水导致的浅层滑塌，春融期边坡土体迅速由非饱和状态变为饱和甚至过饱和状态，边坡土体抗剪强度明显降低并形成沿融滑锋方向的浅层滑塌。

目前边坡工程中加筋设计与排水设计采用相对独立的设计方案，如纺土工布、土工格栅等传统土工合成材料用于边坡支护预加固工程中用以提高土体的抗剪强度，现有的边坡排水管结构大都采用PVC花管包裹反滤土工织物的排水形式，依靠重力排出土体中的自由水。然而，当边坡土体接近饱和甚至达到过饱和状态时，边坡土体抗剪强度大幅降低，仅考虑土工合成材料的加筋效果无法有效防治寒区边坡的春融滑塌。此外，现有的边坡排水管依靠重力渗水，无法有效控制非饱和边坡土体的含水量，同样无法有效控制边坡的春融滑塌。因此，亟需一种能够提供加筋-排水复合作用的边坡支护结构。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种基于吸湿排水土工织物的边坡排水-加筋复合结构，具有排水与加筋的双重作用，有效排出边坡土体饱和状态下的自由水和非饱和状态下的毛细水，同时提高了防淤堵性能，解决了现有技术中存在的问题。

本发明的另一目的是，提供一种基于吸湿排水土工织物的边坡排水-加筋复合结构的施工方法。

本发明所采用的技术方案是，一种基于吸湿排水土工织物的边坡排水-加筋复合结构，包括

渗排管，所述渗排管一端锚固于边坡内部，渗排管贯穿融化锋，渗排管另一端伸出坡面；渗排管的上部管壁设有多个渗排孔，渗排管的外壁安装有径向延伸的翼凸端，翼凸端深入边坡土体中；

毛细土工织物，所述毛细土工织物包裹于渗排管和翼凸端外部，毛细土工织物向外延伸后沿坡面铺设；

植被蒸腾段，所述植被蒸腾段由种植于边坡上的植被与坡面上的毛细土工织物交织形成。

进一步的，所述渗排管置于边坡内部的一端通过连接器连接锚固段，锚固段为圆锥形螺旋结构。

进一步的，所述连接器上安装有向坡面伸出的螺纹钢筋，钻杆前端安装有螺母，通过螺母与螺纹钢筋螺纹连接；多个所述翼凸端铰接于渗排管的侧壁，所有翼凸端均位于螺母的靠近坡面侧，螺母的向坡面的轴向移动能够推动翼凸端插入边坡土体。

进一步的，所述翼凸端的纵截面为梯形、三角形或菱形。

进一步的，所述螺母的纵截面为梯形，螺母靠近坡面侧的直径小于远离坡面侧的直径，远离坡面侧的直径比渗排管的内径小。

进一步的，所述毛细土工织物由高模量扁丝和芯吸纤维经纬编织而成，芯吸纤维的轴向与渗排管的轴线平行。

进一步的，所述芯吸纤维的比表面积不低于3650cm²/g，芯吸纤维表面具有多边形的轴向导水凹槽，导水凹槽的宽度为5-12μm。

进一步的，所述渗排孔直径1-2cm，相邻两个渗排孔的圆心角45°-60°，渗排孔沿轴向布设间距为10-15cm。