专利名称：一种边坡倾斜钻孔自平衡虹吸排水方法
技术领域：
本发明涉及一种边坡的深部排水技术，尤其涉及一种适用于坡体变形破坏受地下水作用影响的边坡处治方法。
背景技术：
边坡变形破坏形成的滑坡灾害，常常给工程建设和生命财产造成重大的损失。多数滑坡受降雨影响明显，是因为降雨引起地下水位上升而降低了边坡的稳定性。特别是含碎石粘性土边坡，其稳定性与地下水位变化关系极为密切。坡体地下水位上升是一个降雨的积累过程，一次强降雨过程一般不会导致坡体地下水位大幅上升，但当有前期降雨积累时，边坡岩土饱和度高且有较高的地下水位，在此条件下，强降雨过程进一步抬升坡体的地下水位，就会引起边坡破坏产生滑坡。如果排水措施能够在坡体地下水位上升过程中及时排出地下水，就能有效防止滑坡，减少地质灾害的发生。当前边坡的主要排水措施有地下排水洞、水平排水孔、集水井抽水、地表排水沟和排水盲沟等，这些排水措施存在的主要问题有(1)排水措施对坡体的排水环境要求较高，许多边坡往往缺乏有利的地貌条件，导致排水措施的有效性难以保证；(2)地表排水和浅部排水对提高边坡稳定性的效果差；(3)地下排水洞费用较高，施工工艺复杂；(4)集水井抽水需要动力和经常性管理。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种边坡倾斜钻孔自平衡虹吸排水方法。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的一种边坡倾斜钻孔自平衡虹吸排水方法，该方法为虹吸排水管通过下倾斜孔进入边坡的深部，保持斜孔的孔口与孔底相对高差小于9m，从斜孔的孔底引出虹吸排水管到坡面一定位置，使虹吸排水管的进水口和出水口高程相同，坡体水位上升时，实时排水。本发明的有益效果是应用本发明的边坡倾斜钻孔自平衡虹吸排水方法，可实现边坡深部排水，解决大型滑坡的排水治理问题，确保维持边坡稳定的工程造价低，治理过程不涉及土石方开挖，治理工程实施过程操作简单易行，排水措施的可靠性好，适应性强，排水过程无需动力和经常性的管理维护。
图1是本发明边坡倾斜钻孔自平衡虹吸排水方法的实施工作示意图中平衡出水管1、排水管2、倾斜钻孔3、潜在滑动面4、孔底储水管5、控制地下水位6。
具体实施方式
本发明的原理是把虹吸排水管通过下倾斜孔进入边坡的深部，保持斜孔的孔口与孔底相对高差小于9m，从斜孔的孔底引出虹吸排水管到坡面一定位置，使虹吸排水管的进水口和出水口高程相同，坡体水位上升时，实时排水。解决问题采用的技术方案包括两方面的结合(1)利用向下倾斜的钻孔进入坡体深部，通过调节倾斜钻孔的倾角确保孔口与孔底相对高差小于9m ； (2)利用排水管进水口和出水口的储水管构建一种自平衡虹吸系统，每当坡体的地下水位上升，通过虹吸作用长期实时排出坡体地下水，实现坡体的孔内水位始终动态接近出水口的水位。本发明边坡倾斜钻孔自平衡虹吸排水方法，具体实施包括以下步骤
(1)调查分析边坡工程地质条件，掌握边坡的稳定性特征与岩土体结构特征，了解边坡地下水的补给、径流和排泄方式，分析边坡稳定性与地下水作用的关系，确认地下水位变化对滑坡稳定性的影响。进行边坡工程地质勘探，分析确定可能滑坡的潜在滑动面4的位置。(2)进行倾斜钻孔3的布置设计。根据潜在滑坡的规模，沿边坡纵剖面布置广3排倾斜钻孔自平衡虹吸排水管，横剖面上钻孔间距可根据具体水文地质条件确定，一般横剖面钻孔间距可取IOm左右。钻探过程中，依据实际揭示的坡体地质结构适当调整钻孔的深度，尽可能使钻孔进入潜在滑动面4以下。(3)根据潜在滑动面4的位置，确定安装孔底储水管5的位置。一般情况下，应使孔底储水管5的管口低于潜在滑动面。测定孔底储水管5的管口高程，据此确定平衡出水管1的出水口高程。用排水管2连接平衡出水管1，并将排水管2的另一端插入倾斜钻孔3 的孔底储水管5中。(4)实现初始虹吸过程。平衡出水管1外接真空泵，抽气使排水管2处于暂时性真空，实现初始虹吸过程。在地下水位较高时，也可以向钻孔内注水实现初始虹吸过程。(5)边坡地下水位控制过程。当倾斜钻孔3的地下水位高于平衡出水管1的出水口时，虹吸过程发生，利用虹吸作用排出钻孔3的地下水，实现倾斜钻孔3的地下水位下降， 直到钻孔3的地下水位与平衡出水管1的出水口水位相同，达到目标设定的控制地下水位 6，虹吸过程暂时停止。此时平衡出水管1和孔底储水管5的管内均保留稳定水位。下一次降雨过程使坡体地下水位上升后，倾斜钻孔3的地下水位又会高于平衡出水管1的出水口水位，虹吸过程再次重复，使坡体始终处于较低的地下水位状态。
权利要求
1.一种边坡倾斜钻孔自平衡虹吸排水方法，其特征在于，该方法为虹吸排水管通过下倾斜孔进入边坡的深部，保持斜孔的孔口与孔底相对高差小于9m，从斜孔的孔底引出虹吸排水管到坡面一定位置，使虹吸排水管的进水口和出水口高程相同，坡体水位上升时，实时排水。
2.根据权利要求1所述边坡倾斜钻孔自平衡虹吸排水方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤(1)调查分析边坡工程地质条件，掌握边坡的稳定性特征与岩土体结构特征，了解边坡地下水的补给、径流和排泄方式，分析边坡稳定性与地下水作用的关系，确认地下水位变化对滑坡稳定性的影响；进行边坡工程地质勘探，分析确定可能滑坡的潜在滑动面4的位置；(2)进行倾斜钻孔3的布置设计根据潜在滑坡的规模，沿边坡纵剖面布置广3排倾斜钻孔自平衡虹吸排水管，横剖面上钻孔间距可根据具体水文地质条件确定，一般横剖面钻孔间距可取IOm左右；钻探过程中，依据实际揭示的坡体地质结构适当调整钻孔的深度，尽可能使钻孔进入潜在滑动面4以下；(3)根据潜在滑动面4的位置，确定安装孔底储水管5的位置一般情况下，应使孔底储水管5的管口低于潜在滑动面；测定孔底储水管5的管口高程，据此确定平衡出水管1的出水口高程；用排水管2连接平衡出水管1，并将排水管2的另一端插入倾斜钻孔3的孔底储水管5中；(4)实现初始虹吸过程平衡出水管1外接真空泵，抽气使排水管2处于暂时性真空， 实现初始虹吸过程；在地下水位较高时，也可以向钻孔内注水实现初始虹吸过程；(5)边坡地下水位控制过程当倾斜钻孔3的地下水位高于平衡出水管1的出水口时， 虹吸过程发生，利用虹吸作用排出钻孔3的地下水，实现倾斜钻孔3的地下水位下降，直到钻孔3的地下水位与平衡出水管1的出水口水位相同，达到目标设定的控制地下水位6，虹吸过程暂时停止；此时平衡出水管1和孔底储水管5的管内均保留稳定水位；下一次降雨过程使坡体地下水位上升后，倾斜钻孔3的地下水位又会高于平衡出水管1的出水口水位， 虹吸过程再次重复，使坡体始终处于较低的地下水位状态。
全文摘要
本发明公开了一种边坡倾斜钻孔自平衡虹吸排水方法，虹吸排水管通过下倾斜孔进入边坡的深部，保持斜孔的孔口与孔底相对高差小于9m，从斜孔的孔底引出虹吸排水管到坡面一定位置，使虹吸排水管的进水口和出水口高程相同，坡体水位上升时，实时排水；应用本发明的边坡倾斜钻孔自平衡虹吸排水方法，可实现边坡深部排水，解决大型滑坡的排水治理问题，确保维持边坡稳定的工程造价低，治理过程不涉及土石方开挖，治理工程实施过程操作简单易行，排水措施的可靠性好，适应性强，排水过程无需动力和经常性的管理维护。
文档编号E02D17/20GK102251529SQ20111014702
公开日2011年11月23日 申请日期2011年6月2日 优先权日2011年6月2日
发明者孙红月, 尚岳全 申请人:浙江大学