层状边坡岩层加固与排水系统及建造方法

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，尤其涉及一种层状边坡岩层加固与排水系统及建造方法。

背景技术

在公路、铁路、矿山等工程领域存在很多层状边坡。层状边坡坡体内的岩层之间由软弱结构面控制，极易发生沿结构面方向的平面破坏。尤其在地下水丰富和大气降雨频繁等条件下，坡体内的水体产生静水与动水压力，弱化结构面间的粘结力，降低岩层之间的稳定性。而在高原寒冷地区，岩层之间的水体冻结后，体积变大，会进一步加剧层状边坡破坏。因此，及时将层状边坡内的水排出坡体，是控制层状边坡稳定的关键因素。

申请号为201922409859.9的专利提出了一种顺层岩质边坡组合式加固结构，通过分别在边坡的顶部和底部挖设截水沟和排水沟，且引孔布设坡顶截水井和坡底截水井，以及设置抽水装置，有效排出边坡内的积水，降低水体对岩层的影响；而且通过打设斜向加筋体和横向加筋体，并在岩层接触面处设置接缝增强体，有效增强岩层接触面的抗滑稳定性、改善边坡支护结构的受力性能。但是这种加固结构设置有截水井和抽水装置，挖井需要大量的人力及物力消耗，同时抽水装置也需要定期检查，整体成本较高，且结构复杂，不利于推广应用。

有鉴于此，有必要设计一种改进的层状边坡岩层加固与排水系统，以解决上述的成本高、结构复杂的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种层状边坡岩层加固与排水系统，能够简化结构，降低建造成本，降低人力物力消耗。

为实现上述发明目的，一方面，本发明提供了一种层状边坡岩层加固与排水系统，相邻两岩层之间为富水带，所述层状边坡岩层加固与排水系统包括穿透插入岩层且一端连通富水带的多个排水管以及包裹所述排水管外周面并与岩层固定连接的砂浆层，单个富水带内至少连通设置一根所述排水管，与同一富水带连通的多个所述排水管位于同一水平面并沿水平方向间隔设置，与不同富水带连通的多个所述排水管沿竖直方向间隔设置，所述排水管插入岩层的一端为前端、另一端为后端，所述后端位于层状边坡外且在高度上低于所述前端，以排出富水带内的积水。

作为本发明的进一步改进，所述排水管为加筋PVC管。

作为本发明的进一步改进，所述层状边坡岩层加固与排水系统还包括与所述后端连通的引水管，单个所述引水管至少与同一水平面内的一个所述排水管连通。

作为本发明的进一步改进，所述层状边坡岩层加固与排水系统还包括设置于地面与层状边坡交接处的排水沟，所述排水沟能够汇集所述排水管排出的积水。

作为本发明的进一步改进，所述层状边坡岩层加固与排水系统还包括覆盖设置于所述前端的开口处的滤网。

作为本发明的进一步改进，所述滤网包括钢丝网骨架以及覆盖设置于所述钢丝网骨架外侧的两层孔径不同的纱网。

作为本发明的进一步改进，所述层状边坡岩层加固与排水系统还包括环绕设置于所述前端外周面的钻孔注浆挡板，所述钻孔注浆挡板呈锥形且锥形的圆面朝向所述后端。

作为本发明的进一步改进，所述层状边坡岩层加固与排水系统还包括设置于所述后端的锚固托盘，所述锚固托盘与所述排水管以及层状边坡外表面固定连接。

另一方面，本发明还提出了一种上述层状边坡岩层加固与排水系统的建造方法，包括以下步骤：

S1：在层状边坡上钻出排水孔并探测富水带的深度，且保证排水孔随着朝向层状边坡方向深入而逐渐远离地平线，钻孔的位置沿水平和竖直方向均匀排布，钻孔的直径与钻孔注浆挡板的外径相等；

S2：根据富水带的深度定制相应长度的排水管，且前端固定设置一个钻孔注浆挡板：

S3：将排水管以前端为首地插入排水孔中，且位于同一水平面内的排水孔中插入的排水管需与同一富水带连通；

S4：在排水孔与排水管之间的空隙内加压注送水泥砂浆形成砂浆层，并在排水孔与层状边坡外表面交接处用水泥制作一个锚固托盘，以固定排水管的后端；

S5：在地面与层状边坡交接处挖掘一个排水沟。

作为本发明的进一步改进，步骤S3中位于不同水平面的排水管沿高度方向从上往下长度依次增加。

本发明的有益效果是：

1、本发明的层状边坡岩层加固与排水系统，通过设置穿透岩层的排水管，且在排水管外周面设置与岩层固定连接的砂浆层，能够排出岩层间的积水，且同时又能够加固岩层，充分发挥排水管的功能价值，简化结构，降低建造成本；通过使同一水平面的多个排水管只与一个富水带连通，能够避免不同富水带内的排水相互影响，且能够保证同一富水带内的积水及时排出，增强排水效果，提高层状边坡的稳定性，实用性强。

2、通过设置引水管和排水沟，能够避免排水管排出的积水再次渗漏到岩层内，提高排水效果，提高层状边坡的稳定性，实用性强。

3、通过设置滤网，能够防止碎石，泥土等堵塞排水管，保证排水管畅通；且通过设置两层孔径不同的纱网，既能够保证一定的通过率，保证排水速度，又能够减少泥浆中的细砂穿过滤网，延长排水管的使用寿命，实用性强。

4、通过设置钻孔注浆挡板，能够阻止注浆进入富水层，避免堵塞排水管，保证排水管畅通，实用性强。

5、通过设置锚固托盘，能够将排水管进一步的固定于层状边坡，为抑制岩层下滑提供被动托力，能够封堵排水管与钻孔周壁之间的浆液，增强注浆效果；还能够避免雨水冲刷层状边坡与排水管的交接处，避免层状边坡溃塌而影响到排水管的固定效果，延长排水管的使用寿命，实用性强。

6、本发明的层状边坡岩层加固与排水系统的建造方法，有针对性的设计排水管的长度，能够适应不同情况下的层状边坡，且将排水管插入岩层并使用水泥砂浆封堵间隙，不仅能够实现稳定的排水，还能够加固岩层，充分发挥排水管的功能价值，简化结构，降低建造成本；特别地，排水管的长度从上至下依次增加，能够形成组合结构，将岩层的下滑力传递到层状边坡的深处，有效解决层状边坡变形滑塌的问题，实用性强。

附图说明

图1为本发明的层状边坡岩层加固与排水系统的结构示意图；

图2为图1局部的结构示意图；

图3为图2中前端与滤网以及钻孔注浆挡板配合的结构示意图；

图4为图2中滤网的结构示意图；

图5为图1中排水管的排列示意图。

附图标记：

100-层状边坡岩层加固与排水系统；1-排水管；11-前端；12-后端；2-砂浆层；3-引水管；4-排水沟；5-滤网；51-钢丝网骨架；52-纱网；6-钻孔注浆挡板；7-锚固托盘。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

请参阅图1和图2所示，相邻两岩层之间为富水带，本发明的层状边坡岩层加固与排水系统100包括穿透插入岩层且一端连通富水带的多个排水管1以及包裹排水管1外周面并与岩层固定连接的砂浆层2，单个富水带内至少连通设置一根排水管1，与同一富水带连通的多个排水管1位于同一水平面并沿水平方向间隔设置，与不同富水带连通的多个排水管1沿竖直方向间隔设置，排水管1插入岩层的一端为前端11、另一端为后端12，后端12位于层状边坡外且在高度上低于前端11，以排出富水带内的积水；排水管1为加筋PVC管。本发明的层状边坡岩层加固与排水系统100，通过设置穿透岩层的排水管1，且在排水管1外周面设置与岩层固定连接的砂浆层2，能够排出岩层间的积水，且同时又能够加固岩层，充分发挥排水管1的功能价值，简化结构，降低建造成本；通过使同一水平面的多个排水管1只与一个富水带连通，能够避免不同富水带内的排水相互影响，且能够保证同一富水带内的积水及时排出，增强排水效果，提高层状边坡的稳定性，实用性强。

在一个具体的实施例中，与同一富水带连通的多个所述排水管1沿水平方向的间隔为4～5m。

请参阅图1和图2所示，层状边坡岩层加固与排水系统100还包括与后端12连通的引水管3，单个引水管3至少与同一水平面内的一个排水管1连通；层状边坡岩层加固与排水系统100还包括设置于地面与层状边坡交接处的排水沟4，排水沟4能够汇集排水管1排出的积水。通过设置引水管3和排水沟4，能够避免排水管1排出的积水再次渗漏到岩层内，提高排水效果，提高层状边坡的稳定性，实用性强。

请参阅图3和图4所示，层状边坡岩层加固与排水系统100还包括覆盖设置于前端11的开口处的滤网5；所述滤网5包括钢丝网骨架51以及覆盖设置于所述钢丝网骨架51外侧的两层孔径不同的纱网52。通过设置滤网5，能够防止碎石，泥土等堵塞排水管1，保证排水管1畅通；且通过设置两层孔径不同的纱网52，既能够保证一定的通过率，保证排水速度，又能够减少泥浆中的细砂穿过滤网5，延长排水管1的使用寿命，实用性强。

在一个具体实施例中，滤网5中靠近钢丝网骨架51的纱网52的孔径为0.1～0.5mm，远离钢丝网骨架51的纱网52的孔径为1～2mm。

在一个具体实施例中，钢丝网骨架51设置有多个朝向同一侧面的凸包。

请参阅图3所示，层状边坡岩层加固与排水系统100还包括环绕设置于前端11外周面的钻孔注浆挡板6，钻孔注浆挡板6呈锥形且锥形的圆面朝向后端12。通过设置钻孔注浆挡板6，能够阻止注浆进入富水层，避免堵塞排水管1，保证排水管1畅通，实用性强。

请参阅图2所示，层状边坡岩层加固与排水系统100还包括设置于后端12的锚固托盘7，锚固托盘7与排水管1以及层状边坡外表面固定连接。通过设置锚固托盘7，能够将排水管1进一步的固定于层状边坡，为抑制岩层下滑提供被动托力，能够封堵排水管与钻孔周壁之间的浆液，增强注浆效果；还能够避免雨水冲刷层状边坡与排水管1的交接处，避免层状边坡溃塌而影响到排水管1的固定效果，延长排水管1的使用寿命，实用性强。

请参阅图5所示，本发明的层状边坡岩层加固与排水系统100的建造方法包括以下步骤：

S1：在层状边坡上钻出排水孔并探测富水带的深度，且保证排水孔随着朝向层状边坡方向深入而逐渐远离地平线，钻孔的位置沿水平和竖直方向均匀排布，钻孔的直径与钻孔注浆挡板6的外径相等；

S2：根据富水带的深度定制相应长度的排水管1，且前端11固定设置一个钻孔注浆挡板6：

S3：将排水管1以前端11为首地插入排水孔中，且位于同一水平面内的排水孔中插入的排水管1需与同一富水带连通；

S4：在排水孔与排水管1之间的空隙内加压注送水泥砂浆形成砂浆层2，并在排水孔与层状边坡外表面交接处用水泥制作一个锚固托盘7，以固定排水管1的后端12；

S5：在地面与层状边坡交接处挖掘一个排水沟4。

具体地，步骤S3中位于不同水平面的排水管1沿高度方向从上往下长度依次增加。

本发明的层状边坡岩层加固与排水系统100的建造方法，有针对性的设计排水管1的长度，能够适应不同情况下的层状边坡；且将排水管1插入岩层并使用水泥砂浆封堵间隙，不仅能够实现稳定的排水，还能够加固岩层，充分发挥排水管1的功能价值，简化结构，降低建造成本；特别地，排水管1的长度从上至下依次增加，能够形成组合结构，将岩层的下滑力传递到层状边坡的深处，有效解决层状边坡变形滑塌的问题，实用性强。

综上所述，本发明能够排出岩层间的积水，且同时又能够加固岩层，充分发挥排水管1的功能价值，简化结构，降低建造成本；能够避免不同富水带内的排水相互影响，且能够保证同一富水带内的积水及时排出，增强排水效果，提高层状边坡的稳定性；能够避免排水管1排出的积水再次渗漏到岩层内；能够保证排水管1畅通，既能够保证一定的通过率，保证排水速度，又能够减少泥浆中的细砂穿过滤网5，延长排水管1的使用寿命；避免层状边坡溃塌而影响到排水管1的固定效果。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。