一种全自动排水抗滑桩系统及其使用方法

技术领域

本发明属于岩土工程和地质工程技术领域，尤其涉及一种全自动排水抗滑桩系统及其使用方法。

背景技术

降雨、库水等水力驱动型滑坡约占滑坡总数的80％，如何高效治水和抗滑是水力驱动型滑坡治理的关键，发展治水-治坡一体化技术是水力驱动型滑坡治理的前沿趋势。针对库区不同基覆面形态堆积层的滑坡灾害，目前常采用挡土墙、锚杆、削坡减载、反压和抗滑桩等手段治理滑坡危害，其中抗滑桩施工方便，造价可控，治理效果良好，被广泛运用于中浅层滑坡。

大型水库是水力驱动型滑坡的高发区域，尤其是在汛期前后，给人民的财产和生命带来了极为严重的威胁。究其原因，主要是因为降雨或库水等改变了滑坡的力学特征。由于雨水的浸入，导致滑体自重增大、土质变软等多因素耦合作用下坡体不能再维持原有稳定而导致滑坡。基于此，诸多排水和截水工程措施应运而生，降低滑体中水分能有效提高治理效果。

针对水动力型滑坡灾害的一个极为重要的防治原则就是排水和支挡。其中排水的目的在于减少水体进入滑体内和疏干滑体中的水，以减小滑坡下滑力；支挡的目的在于增加滑坡抗滑力。传统的排水方法包括有排水明沟(坡面)和截止盲沟(坡体)等措施，传统的支挡措施包括预应力错梁以及挡土墙等。然而上述传统加固方法的应用设计，无法将加固结构与滑坡排水系统有效结合，导致无法将滑坡体内的地下水快速排出。

发明内容

针对背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供了一种全自动排水抗滑桩系统及其使用方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

本发明的第一方面提供了一种全自动排水抗滑桩系统，包括收集机构、蓄水机构；其中，

所述收集机构包括埋设在滑坡体内的抗滑桩，所述抗滑桩内设有主管，所述主管内伸入有吸管，所述主管的两侧连通有支管，所述支管伸出抗滑桩的一端设有滤水布；

所述蓄水机构包括设置在滑坡的蓄水池以及沿滑坡方向分别设置在蓄水池两侧的进水管和出水管，所述进水管一端与蓄水池连通，所述进水管另一端连通有埋设在滑坡内的滤水花管，所述出水管的一端与蓄水池连通，所述出水管背离蓄水池的一端连通有泄水导管；

所述吸管伸出主管的一端沿倾斜向下接入泄水导管。

优选地，所述出水管的中部在滑坡内向上凸起形成水封，所述出水管背离蓄水池的一端向下倾斜连通泄水导管的进口端，所述出水管的凸起的高度高于蓄水池出水端口20-30cm。

优选地，所述出水管的内径远大于泄水导管的内径。

优选地，所述系统还包括排导机构，所述排导机构包括设置在滑坡底部的排导槽，所述排导槽的一侧连通有进水导管，所述进水导管与泄水导管连通。

优选地，所述主管预制在抗滑桩的中心，所述吸管内置于主管中，所述主管在滑坡走向方向于抗滑桩两侧滑面下方1m开始由下向上间距1-2m不等的距离间断预制支管，所述支管于抗滑桩外壁与滤水布连接，所述滤水布围成的空腔内填充卵石。

优选地，所述吸管在主管内自然下垂，所述吸管底端的端口与主管内腔的底端间距不低于1m。

本发明的第二方面提供了上述全自动排水抗滑桩系统的使用方法，包括以下步骤：

S1、将收集机构设置完成后，将多个收集机构的吸管连通；

S2、沿滑坡体走向，由下至上设置蓄水池、进水管和滤水花管，通过进水管连通管滤水花管和蓄水池；

S3、沿滑坡体走向，在收集机构的下方设置排导槽，通过出水管和进水导管分别连通连通蓄水池和排导槽，并通过泄水导管连通出水管和进水导管；

S4、将吸管的末端倾斜向下接入泄水导管后，将收集机构以及蓄水机构和排导机构的管路埋设。

本发明具备如下有益效果：

本发明通过设置收集机构和蓄水机构，将滑坡体内的地下水和表面的水流蓄积在主管和蓄水池内，同时蓄水池蓄水达到一定量后，水流从出水管进入排导槽，泄水导管排水过程中，泄水导管在吸管和出水管中形成负压，将主管和蓄水池内的水流持续抽出，从而对滑坡体进行全自动的排水自循环，提高了滑坡体的抗滑效力，能够有效地降低下滑力，并增加滑坡体安全储备。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的效果展示图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明中收集机构的示意图；

图4为本发明中蓄水机构的示意图；

图5为本发明中排导机构的示意图；

图中标记：100、收集机构；101、抗滑桩；102、主管；103、吸管；104、支管；105、滤水布；106、卵石；

200、蓄水机构；201、蓄水池；202、进水管；203、出水管；204、滤水花管；205、泄水导管；

300、排导机构；301、排导槽；302、进水导管；

400、滑床；500、滑体；600、滑面；700、地下水位。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

实施例1

参照图1-5，本发明实施例提供了一种全自动排水的抗滑桩系统，包括收集机构100、蓄水机构200，其中；

收集机构100包括埋设在滑坡体内的抗滑桩101，具体的，抗滑桩101根据滑坡体的位置和跨度间隔设置若干个，相邻的抗滑桩101之间的间距为抗滑桩101桩径的2-4倍，抗滑桩101内设有主管102，主管102内伸入有吸管103，主管102的两侧连通有支管104，支管104伸出抗滑桩101的一端设有滤水布105；

其中，主管102预制在抗滑桩101的中心，吸管103内置于主管102中，主管102在滑坡走向方向于抗滑桩101两侧滑面600下方1m开始由下向上间距1-2m不等的距离间断预制支管104，支管104于抗滑桩101外壁与滤水布105连接，滤水布105围成的空腔内填充卵石106，通过卵石106支撑滤水布105，更加便于地下水通过滤水布105进入支管104，进而汇入主管102中；

其中，滑坡由滑床400、滑体500组成，滑床400为滑坡中下伏不动的岩、土体，滑体500为滑坡的整个滑动部分，滑面600为滑体500沿滑床400的分界面，滑坡的地下水位700为分布在滑体500和滑床400内的地下水的水位面；

蓄水机构200包括设置在滑坡的蓄水池201以及沿滑坡方向分别设置在蓄水池201两侧的进水管202和出水管203，具体的，蓄水池201挖设滑坡体的坡面，坡面的水流进入蓄水池201内，能够减少水体进入滑体500内，进水管202一端与蓄水池201连通，进水管202另一端连通有埋设在滑坡内的滤水花管204，具体的，滤水花管204的外壁均匀分布有滤孔，滤水花管204背离进水管202的一端应埋设在滑床400内，设置滤孔的部分与滑体500对应，出水管203的一端与蓄水池201连通，出水管203背离蓄水池201的一端连通有泄水导管205；

吸管103伸出主管102的一端沿倾斜向下接入泄水导管205，具体的，吸管103伸出主管102的部分埋设在滑坡内，吸管103、出水管203和泄水导管205呈Y型连通，通过出水管203、吸管103和进水导管302形成负压水路系统，将主管102内的水流在负压作用下顺利排出。

进一步的，出水管203的中部在滑坡内向上凸起形成水封，出水管203背离蓄水池201的一端向下倾斜连通泄水导管205的进口端，具体的，出水管203在滑坡内呈倒置的U型结构，出水管203靠近蓄水池201的一侧水平设置，并连通蓄水池201的出口端，出水管203的中部向上凸起，出水管203背离蓄水池201的一侧向下倾斜，确保出水管203形成水封，内部形成负压，出水管203的凸起的高度高于蓄水池201出水端口20-30cm，通过出水管203的凸起，设定蓄水池201内的蓄水高度，蓄水池201内的液面高于出水管203的凸起高度后，蓄水池201内的蓄水通过出水管203排出，液面高度与出水管203凸起部分内径底沿持平或略低。

进一步的，出水管203的内径远大于泄水导管205的内径，由于吸管103、出水管203和泄水导管205呈Y型连通，蓄水池201内的蓄水经出水管203进入泄水导管205后，泄水导管205将出水管203内的蓄水持续排出，在排出过程中，泄水导管205始终维持负压状态，进而在进水导管302、吸管103、泄水导管205组成的管路系统中因水流自动排出形成负压自循环，从而负压作用于吸管103，通过吸管103将主管102内的水流排出。

进一步的，还包括排导机构300，排导机构300包括设置在滑坡底部的排导槽301，排导槽301的一侧连通有进水导管302，进水导管302与泄水导管205连通，通过进水导管302将蓄水池201和主管102储存的地下水排出至排导槽301。

进一步的，吸管103在主管102内自然下垂，吸管103底端的端口与主管102内腔的底端间距不低于1m，避免沉渣堵塞吸管103。

上述的全自动排水抗滑桩系统的使用方法，包括以下步骤：

S1、将收集机构100设置完成后，将多个收集机构100的吸管103连通，具体的，收集机构100施工过程中，在抗滑桩101的中心预制主管102，吸管103内置于主管102中，并且主管102在滑坡走向方向于抗滑桩101两侧滑坡体的滑面600下方1m开始由下向上间距1-2m不等的距离间断预制支管104，任一个支管104预制完成后，支管104在抗滑桩101外壁形成的端口与滤水布105连接，并在滤水布105围成的空腔内填充卵石106；

S2、沿滑坡体走向，由下至上设置蓄水池201、进水管202和滤水花管204，通过进水管202连通管滤水花管204和蓄水池201；

S3、沿滑坡体走向，在收集机构100的下方设置排导槽301，通过出水管203和进水导管302分别连通连通蓄水池201和排导槽301，并通过泄水导管205连通出水管203和进水导管302后，将吸管103的末端倾斜向下接入泄水导管205；

S4、将收集机构100以及蓄水机构200和排导机构300的管路埋设，具体的，滤水花管204的埋设高度不超过抗滑桩101的桩顶高度，蓄水池201不仅收集滤水花管204渗入的地下水，同时收集滑坡体坡面的流水，蓄水池201的蓄水高度超过出水管203的水封最大高度后，出水管203将蓄水池201的地下水排除，由于水流的自动排出，在进水导管302、吸管103、泄水导管205的管路系统中产生负压并形成自循环，将主管102内的水流直接排除；

S5、收集机构100内，主管102、吸管103、支管104形成连通器，当滑体500内水位高于抗滑桩101的桩顶时，吸管103将地下水直接排出桩体外，从而达到地下水排除的目的。

在本实施方式中，工作原理：当抗滑桩101周围的地下水位600到达支管104位置时，地下水通过滤水布105和卵石106进入支管104，并汇集至主管102中；滑坡体内的地下水经滤水花管204外壁的滤孔渗入，并经进水管202流入蓄水池201内，同时降水等原因在滑坡体坡面形成的水流也会在坡面的作用下流入蓄水池201内，当蓄水池201内的水位高度超过出水管203的最大水封高度后，蓄水池201内的蓄水经出水管203流入泄水导管205，并经进水导管302导入排导槽301；由于出水管203的内径远大于泄水导管205的内径，蓄水池201内的蓄水经出水管203进入泄水导管205后，泄水导管205将出水管203内的蓄水持续排出；在泄水导管205将出水管203的水流持续排出的过程中，泄水导管205始终维持负压状态，并且吸管103、出水管203和泄水导管205呈Y型连通，在进水导管302、吸管103、泄水导管205组成的管路系统中形成负压自循环，从而负压作用于吸管103，通过吸管103将主管102内的水流排出；本发明不仅能够快速对滑坡体的地表水和地下水进行收集，且在地下水收集的同时，同步排出地下水，避免滑坡体因饱水导致滑坡支挡结构失稳，进而对抗滑桩等支挡结构的有效性和滑坡整体稳定性提供有效保障。

本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。