一種邊坡傾斜鑽孔自平衡虹吸排水方法
2023-05-13 13:08:56 1
專利名稱：一種邊坡傾斜鑽孔自平衡虹吸排水方法
技術領域：
本發明涉及一種邊坡的深部排水技術，尤其涉及一種適用於坡體變形破壞受地下水作用影響的邊坡處治方法。
背景技術：
邊坡變形破壞形成的滑坡災害，常常給工程建設和生命財產造成重大的損失。多數滑坡受降雨影響明顯，是因為降雨引起地下水位上升而降低了邊坡的穩定性。特別是含碎石粘性土邊坡，其穩定性與地下水位變化關係極為密切。坡體地下水位上升是一個降雨的積累過程，一次強降雨過程一般不會導致坡體地下水位大幅上升，但當有前期降雨積累時，邊坡巖土飽和度高且有較高的地下水位，在此條件下，強降雨過程進一步抬升坡體的地下水位，就會引起邊坡破壞產生滑坡。如果排水措施能夠在坡體地下水位上升過程中及時排出地下水，就能有效防止滑坡，減少地質災害的發生。當前邊坡的主要排水措施有地下排水洞、水平排水孔、集水井抽水、地表排水溝和排水盲溝等，這些排水措施存在的主要問題有(1)排水措施對坡體的排水環境要求較高，許多邊坡往往缺乏有利的地貌條件，導致排水措施的有效性難以保證；(2)地表排水和淺部排水對提高邊坡穩定性的效果差；(3)地下排水洞費用較高，施工工藝複雜；(4)集水井抽水需要動力和經常性管理。
發明內容
本發明的目的在於針對現有技術的不足，提供一種邊坡傾斜鑽孔自平衡虹吸排水方法。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的一種邊坡傾斜鑽孔自平衡虹吸排水方法，該方法為虹吸排水管通過下傾斜孔進入邊坡的深部，保持斜孔的孔口與孔底相對高差小於9m，從斜孔的孔底引出虹吸排水管到坡面一定位置，使虹吸排水管的進水口和出水口高程相同，坡體水位上升時，實時排水。本發明的有益效果是應用本發明的邊坡傾斜鑽孔自平衡虹吸排水方法，可實現邊坡深部排水，解決大型滑坡的排水治理問題，確保維持邊坡穩定的工程造價低，治理過程不涉及土石方開挖，治理工程實施過程操作簡單易行，排水措施的可靠性好，適應性強，排水過程無需動力和經常性的管理維護。
圖1是本發明邊坡傾斜鑽孔自平衡虹吸排水方法的實施工作示意圖中平衡出水管1、排水管2、傾斜鑽孔3、潛在滑動面4、孔底儲水管5、控制地下水位6。
具體實施方式
本發明的原理是把虹吸排水管通過下傾斜孔進入邊坡的深部，保持斜孔的孔口與孔底相對高差小於9m，從斜孔的孔底引出虹吸排水管到坡面一定位置，使虹吸排水管的進水口和出水口高程相同，坡體水位上升時，實時排水。解決問題採用的技術方案包括兩方面的結合(1)利用向下傾斜的鑽孔進入坡體深部，通過調節傾斜鑽孔的傾角確保孔口與孔底相對高差小於9m ； (2)利用排水管進水口和出水口的儲水管構建一種自平衡虹吸系統，每當坡體的地下水位上升，通過虹吸作用長期實時排出坡體地下水，實現坡體的孔內水位始終動態接近出水口的水位。本發明邊坡傾斜鑽孔自平衡虹吸排水方法，具體實施包括以下步驟
(1)調查分析邊坡工程地質條件，掌握邊坡的穩定性特徵與巖土體結構特徵，了解邊坡地下水的補給、徑流和排洩方式，分析邊坡穩定性與地下水作用的關係，確認地下水位變化對滑坡穩定性的影響。進行邊坡工程地質勘探，分析確定可能滑坡的潛在滑動面4的位置。(2)進行傾斜鑽孔3的布置設計。根據潛在滑坡的規模，沿邊坡縱剖面布置廣3排傾斜鑽孔自平衡虹吸排水管，橫剖面上鑽孔間距可根據具體水文地質條件確定，一般橫剖面鑽孔間距可取IOm左右。鑽探過程中，依據實際揭示的坡體地質結構適當調整鑽孔的深度，儘可能使鑽孔進入潛在滑動面4以下。(3)根據潛在滑動面4的位置，確定安裝孔底儲水管5的位置。一般情況下，應使孔底儲水管5的管口低於潛在滑動面。測定孔底儲水管5的管口高程，據此確定平衡出水管1的出水口高程。用排水管2連接平衡出水管1，並將排水管2的另一端插入傾斜鑽孔3 的孔底儲水管5中。(4)實現初始虹吸過程。平衡出水管1外接真空泵，抽氣使排水管2處於暫時性真空，實現初始虹吸過程。在地下水位較高時，也可以向鑽孔內注水實現初始虹吸過程。(5)邊坡地下水位控制過程。當傾斜鑽孔3的地下水位高於平衡出水管1的出水口時，虹吸過程發生，利用虹吸作用排出鑽孔3的地下水，實現傾斜鑽孔3的地下水位下降， 直到鑽孔3的地下水位與平衡出水管1的出水口水位相同，達到目標設定的控制地下水位 6，虹吸過程暫時停止。此時平衡出水管1和孔底儲水管5的管內均保留穩定水位。下一次降雨過程使坡體地下水位上升後，傾斜鑽孔3的地下水位又會高於平衡出水管1的出水口水位，虹吸過程再次重複，使坡體始終處於較低的地下水位狀態。
權利要求
1.一種邊坡傾斜鑽孔自平衡虹吸排水方法，其特徵在於，該方法為虹吸排水管通過下傾斜孔進入邊坡的深部，保持斜孔的孔口與孔底相對高差小於9m，從斜孔的孔底引出虹吸排水管到坡面一定位置，使虹吸排水管的進水口和出水口高程相同，坡體水位上升時，實時排水。
2.根據權利要求1所述邊坡傾斜鑽孔自平衡虹吸排水方法，其特徵在於，該方法具體包括以下步驟(1)調查分析邊坡工程地質條件，掌握邊坡的穩定性特徵與巖土體結構特徵，了解邊坡地下水的補給、徑流和排洩方式，分析邊坡穩定性與地下水作用的關係，確認地下水位變化對滑坡穩定性的影響；進行邊坡工程地質勘探，分析確定可能滑坡的潛在滑動面4的位置；(2)進行傾斜鑽孔3的布置設計根據潛在滑坡的規模，沿邊坡縱剖面布置廣3排傾斜鑽孔自平衡虹吸排水管，橫剖面上鑽孔間距可根據具體水文地質條件確定，一般橫剖面鑽孔間距可取IOm左右；鑽探過程中，依據實際揭示的坡體地質結構適當調整鑽孔的深度，儘可能使鑽孔進入潛在滑動面4以下；(3)根據潛在滑動面4的位置，確定安裝孔底儲水管5的位置一般情況下，應使孔底儲水管5的管口低於潛在滑動面；測定孔底儲水管5的管口高程，據此確定平衡出水管1的出水口高程；用排水管2連接平衡出水管1，並將排水管2的另一端插入傾斜鑽孔3的孔底儲水管5中；(4)實現初始虹吸過程平衡出水管1外接真空泵，抽氣使排水管2處於暫時性真空， 實現初始虹吸過程；在地下水位較高時，也可以向鑽孔內注水實現初始虹吸過程；(5)邊坡地下水位控制過程當傾斜鑽孔3的地下水位高於平衡出水管1的出水口時， 虹吸過程發生，利用虹吸作用排出鑽孔3的地下水，實現傾斜鑽孔3的地下水位下降，直到鑽孔3的地下水位與平衡出水管1的出水口水位相同，達到目標設定的控制地下水位6，虹吸過程暫時停止；此時平衡出水管1和孔底儲水管5的管內均保留穩定水位；下一次降雨過程使坡體地下水位上升後，傾斜鑽孔3的地下水位又會高於平衡出水管1的出水口水位， 虹吸過程再次重複，使坡體始終處於較低的地下水位狀態。
全文摘要
本發明公開了一種邊坡傾斜鑽孔自平衡虹吸排水方法，虹吸排水管通過下傾斜孔進入邊坡的深部，保持斜孔的孔口與孔底相對高差小於9m，從斜孔的孔底引出虹吸排水管到坡面一定位置，使虹吸排水管的進水口和出水口高程相同，坡體水位上升時，實時排水；應用本發明的邊坡傾斜鑽孔自平衡虹吸排水方法，可實現邊坡深部排水，解決大型滑坡的排水治理問題，確保維持邊坡穩定的工程造價低，治理過程不涉及土石方開挖，治理工程實施過程操作簡單易行，排水措施的可靠性好，適應性強，排水過程無需動力和經常性的管理維護。
文檔編號E02D17/20GK102251529SQ20111014702
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月2日 優先權日2011年6月2日
發明者孫紅月, 尚嶽全 申請人:浙江大學