一种滑坡灾害应急抢险施工的排水沟结构及排水系统的制作方法

1.本实用新型属于地质灾害防治技术领域，尤其涉及一种滑坡灾害应急抢险施工的排水沟结构及排水系统。


背景技术：

2.在山区，滑坡灾害的发生已严重影响人民的生命财产、交通出行安全，高效、快速对滑坡进行应急处置，能最大限度地减少人民生命财产损失。降水是影响滑坡的最主要因素，排水工程是一种治理滑坡的主要手段，特别是滑坡初期应急抢险阶段，将降雨水体截断，可以减缓滑坡滑动，是为永久性工程赢得时间的重要应急措施。
3.在滑坡应急抢险前期，排水沟合理的实施是防止滑坡进一步演化的关键措施。目前滑坡应急抢险排水工程最常用的是现浇混凝土排水沟，其次还有浆砌石排水沟、预制混凝土u型槽排水沟以及开挖沟槽铺设塑料薄膜的简易排水沟。但上述四种排水沟结构都存在各种适用条件及优缺点，总的来说，现浇混凝土排水沟、浆砌石排水沟材料运输难、施工周期长；预制混凝土u型槽尺寸较小且固定，排水能力有限，且接缝难处理，易渗水，造价高；塑料薄膜简易排水沟强度低，极容易损坏，防水效果差，后期维护繁琐。因此，上述四种排水沟结构均不适用于滑坡应急抢险前期阶段。
4.一件名称为“石油钻井废弃泥浆固化池构筑方法”，申请号为cn201010296141.4的专利公开了采用黏土
‑
无纺土工布
‑
高密度聚乙烯土工膜
‑
无纺土工布形成的三层结构进行防渗，并采用混凝土层将该结构的四周固定在填埋池四周的锚固沟内，以保证固化体不外渗，该专利采用了现浇混凝土层进行封盖，施工时间较长，且需要将混凝土原料运输至施工现场，比较耗费人力物力，不适用于滑坡应急抢险前期阶段施工。另一件名称为“一种边坡坡面防渗设计方法”，申请号为cn201811471042.8的专利公开的防渗结构包括土工布和土工膜，并且土工布和土工膜上部要通过锚固沟并用回填土进行压实，且坡面上相邻两幅土工膜可在连接处的连接土工膜上每间隔一定距离打上钢钉/钢筋对土工膜进行固定，施工过程复杂，耗时较长，也不适用于滑坡应急抢险前期阶段施工，因此需要一种排水沟结构和排水系统来解决上述问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种滑坡灾害应急抢险施工的排水沟结构及排水系统，旨在解决现有技术中排水能力有限、材料运输困难、施工周期长、维护繁琐、使用寿命有限的技术问题。
6.本实用新型是这样实现的，一种滑坡灾害应急抢险施工的排水沟结构，包括滑坡堆积体沟槽1、底基夯实层2、土工布层3、防渗层4、压顶层5，所述滑坡堆积体沟槽1采用现场开挖成型，所述底基夯实层2、土工布层3、防渗层4自下而上依次层叠并铺设在所述滑坡堆积体沟槽1上，所述压顶层5铺设在所述滑坡堆积体沟槽1两侧沿的防渗层4上。
7.进一步地，所述排水沟的断面可设置成梯形、u形、矩形或复式。
8.进一步地，所述底基夯实层2采用黏土进行夯实。
9.进一步地，所述土工布层3由多个土工布搭接铺设而成，接口处由高处土工布搭压低处土工布。
10.进一步地，所述防渗层4为多个hdpe膜拼接铺设而成，所述多个hdpe膜接口处采用热熔焊接和/或搭接的方式进行铺设。
11.进一步地，所述压顶层5为袋装土、沙袋、碎石袋中的一种或几种。
12.本实用新型还提供了一种滑坡灾害应急抢险施工的排水系统，包括滑坡外环形截水沟7、坡体内树枝状排水沟8和坡体原自然沟9，所述的滑坡外环形截水沟7、坡体内树枝状排水沟8和坡体原自然沟 9中的至少一个采用了上述的排水沟结构。
13.进一步地，所述滑坡外环形截水沟7的布设方向与滑坡边界6 的方向一致，所述滑坡外环形截水沟7与所述滑坡边界6的布设间距大于5m。
14.进一步地，所述坡体内树枝状排水沟8包括至少一条主排水沟 81，每一条主排水沟连接至少有一条支排水沟82，所述主排水沟81 的方向与滑坡主滑方向一致，所述支排水沟82方向与滑坡主滑方向呈30
°‑
45
°
。
15.进一步地，所述主排水沟81连接所述滑坡外环形截水沟7。
16.本实用新型相对于现有技术的技术效果是：
17.(1)底基夯实层采用就地取材，在滑坡周围开挖黏土或当地购买黏土进行夯实，材料容易获得，且价格便宜；
18.(2)排水结构铺设了土工布层和hdpe膜，使得排水结构具有机械强度高、防渗性能好、耐高温、抗冷冻、耐老化、耐腐蚀、使用寿命长的优点，减少了后期维护的人力物力，且土工布层和hdpe膜的施工过程简单、便捷，极大缩短了施工的周期；
19.(3)压顶层采用草袋子或者编织袋装土、沙和/或碎石压覆，可确保土工布及hdpe膜沿水沟断面顺直安装，防止水流冲走土工布和 hdpe膜，且压顶层的材料易获取，具有成本低，且施工简单、快速的优点。
20.(4)本实用新型的排水系统因地制宜，系统设计了排水沟，并能充分利用当地现有水沟、渠进行排水，减少了排水沟挖掘的时间，缩短了排水沟的开挖时间，还能够明显提高排水效果。
21.(5)本实用新型不需要动用大型设备，选用材料均为质轻、柔软易于搬运，特别适合野外现场作业，适用于应急抢险快速搭建排水沟进行快速排水。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。
23.图1是本实用新型实施例提供的排水沟横断面示意图；
24.图2是本实用新型提供的排水系统平布布置示意图。
25.附图标记说明：
[0026]1‑
滑坡堆积体沟槽，2
‑
底基夯实层，3
‑
土工布层，4
‑
防渗层，5
‑ꢀ
压顶层，6
‑
滑坡边
界，7
‑
滑坡外环形截水沟，8
‑
坡体内树枝状排水沟， 81
‑
主排水沟，82
‑
支排水沟，9
‑
坡体原自然沟。
具体实施方式
[0027]
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0028]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
[0029]
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0030]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0031]
对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0032]
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。
[0033]
实施例1
[0034]
图1所示为本实用新型实施例提供的排水沟横断面示意图，该排水沟包括滑坡堆积体沟槽1、底基夯实层2、土工布层3、防渗层4、压顶层5，滑坡堆积体沟槽1采用现场开挖成型，底基夯实层2、土工布层3、防渗层4自下而上依次层叠并铺设在滑坡堆积体沟槽1上，压顶层5铺设在滑坡堆积体沟槽1两侧沿的防渗层4上。
[0035]
排水沟的断面可设置成梯形、u形、矩形或复式，具体形状设置可根据滑坡体地形地貌、水文降雨情况进行选择。如图1所示，排水沟的断面设置为梯形，该梯形断面结构能长时间的经受水流的冲刷，较稳固且便于施工。
[0036]
滑坡堆积体沟槽1为该排水结构的最底层，在施工过程中，可根据实际情况采取挖掘机作业或人工作业的开挖方式，如遇基岩可采取风镐破碎的方式进行开挖。为防止雨水浸入滑坡体内从而影响滑坡体的稳定性，滑坡堆积体沟槽1表面的裂缝可采用黏土进行夯填密实，夯填所用的黏土可直接在滑坡周围开挖获得，也可在当地购买。
[0037]
为保证排水沟的沟槽基础更加稳定、不易垮塌，需要进行夯实作业，底基夯实层2铺设在滑坡堆积体沟槽1的上表面，主要材料为黏土。排水沟施工的过程中可通过就地取材，直接在滑坡周围开挖黏土或在当地购买黏土对排水沟的沟槽底基础进行夯实，底基夯实层2的厚度需要综合考虑滑坡体实际地形地貌、水文降雨情况来确定，在本实施例中，底
基夯实层2的铺设的厚度为20cm。
[0038]
土工布层3由多个土工布搭接铺设而成，铺设在底基夯实层2 的表面上，土工布层3的采用的土工布类型、铺设厚度可根据排水沟沟槽的尺寸和滑坡体实际地形地貌、水文降雨情况来选择，在本实施例中，土工布层3采用的是300g无纺土工布，单层铺设，厚度为 3.09mm。施工时，土工布应该沿着滑坡体坡面方向由高向低进行铺设，为防止水流将土工布冲开，相邻土工布的接口处采用高处压低处的搭接方式，其中搭接的长度为10
‑
20cm。土工布具有重量轻、强度高、渗透性好、耐高温、抗冷冻、耐老化、耐腐蚀、使用寿命长的特征，在本排水结构中能起到较好的防护和加筋作用。
[0039]
为增强排水结构的机械强度和防渗效果，当土工布层3施工完成后，需要在其表面铺设防渗层，防渗层4为多个hdpe膜拼接铺设而成，可综合考虑排水沟断面的尺寸、滑坡体实际地形地貌、水文降雨情况、使用时限、施工场地及其他有可能损坏的因素，选择hdpe膜的具体铺设厚度，在本实施例中，hdpe膜的铺设方式与土工布层3 的铺设方式一致，即沿着滑坡体坡面方向由高向低进行铺设，多个 hdpe膜的接口处采用搭接的方式进行铺设。当相邻hdpe膜的接口处采用搭接的方式时，接口处可采取高处hdpe膜压低处hdpe膜，以防止水流将hdpe膜冲开从而影响防渗效果，hdpe膜搭接的长度为10
‑
20cm，铺设过程中，必须保证hdpe膜铺设平整。hdpe膜具有防渗性能好、机械强度高、化学稳定性好、施工方便的特点，在本排水沟结构中能起到了较好的防渗效果。
[0040]
为防止排水过程中水流将hdpe膜和土工布冲走，需要在排水沟两侧沿的hdpe膜上铺设压顶层5，压顶层5为就地取材的袋装土，本领域技术人员可以理解，具体压顶层组成可根据实际情况来确定，如袋装土、砂石、碎石袋等均可，在本实施例中，采用的是草袋子或者编织袋装土。实际铺设过程中，必须保证压顶层5能够平整压覆在排水沟两侧沿的hdpe膜上，以防止压顶层5滑落损坏hdpe膜或堵塞排水通道，从而影响排水沟的防渗性能和排水效果。同时压顶层5 也可供拉力确保土工布层3及hdpe膜能沿着排水沟断面垂直铺设。
[0041]
本实施例还提供了排水沟具体施工的方法，具体施工步骤为：
[0042]
(1)确定排水沟尺寸：根据滑坡体地形地貌、水文降雨情况，确定滑坡体地表排水沟结构的设置位置，然后验算确定排水沟的断面尺寸；
[0043]
(2)滑坡堆积体沟槽施工：滑坡堆积体沟槽1采用现场开挖成型，可根据实际情况采取挖掘机作业或人工作业的开挖方式，如遇基岩可采取风镐破碎的方式进行开挖，为防止雨水浸入滑坡体内，滑坡堆积体沟槽1的裂缝可采用黏土进行夯填密实；
[0044]
(3)底基夯实层施工：底基夯实层2铺设在滑坡堆积体沟槽1 的上表面，通过就地取材，直接在滑坡周围开挖黏土或在当地购买黏土对排水沟的沟槽基础进行夯实，底基夯实层2铺设的厚度为20cm；
[0045]
(4)土工布层施工：土工布层3铺设在底基夯实层2的表面上，按照沟槽尺寸，土工布层3沿着滑坡体坡面方向由高向低铺设，接口处采用高处土工布搭压低处土工布的搭接方式，其中，搭接长度为 10
‑
20cm；
[0046]
(5)防渗层施工：hdpe膜铺设在土工布层3的表面上，hdpe 膜沿着滑坡体坡面方向由高向低铺设，其接口处可采用热熔焊接和/ 或搭接的方式，当相邻hdpe膜采用搭接的方式进行铺设时，搭接的长度为10
‑
20cm，且采取高处压低处的方式；
[0047]
(6)压顶层施工：采取编织袋或草袋装土、沙和/或碎石，将其平整压覆在排水沟两
侧沿的hdpe膜上；
[0048]
(7)排水沟过水断面疏通平整：压顶层5铺设完成后，沿沟槽从上往下进行平整，保证过水断面平整，排水沟结构施工完成。
[0049]
本实用新型中的排水沟结构采用了土工布层和hdpe膜，大大增强了排水沟的强度，延长了排水沟的使用寿命，并且排水沟各结构施工流程简单、方便，材料易获取，施工周期短，适用于滑坡应急抢险前期阶段截排水施工。
[0050]
实施例2
[0051]
图2所示为本实用新型提供的排水系统平布布置示意图，该排水系统包括滑坡外环形截水沟7、坡体内树枝状排水沟8和坡体原自然沟9，滑坡外环形截水沟7、坡体内树枝状排水沟8和坡体原自然沟 9中的至少一个采用了上述的排水沟结构，该排水系统具有机械强度高，排水效果好，施工周期短的特点。
[0052]
滑坡外环形截水沟7的布设方向与滑坡边界6的方向一致，即沿滑坡周界6进行设置，滑坡外环形截水沟7与滑坡边界6的间隔距离大于5m，滑坡外环形截水沟7主要用于拦截旁引地表水，使之不流入滑坡的范围之内。滑坡外环形截水沟7的数量、间距及断面尺寸可根据滑坡体地形地貌、水文降雨情况进行设计，当滑坡体坡面较大，地表水的流速也相应较大时，应设计数条环形截水沟。
[0053]
坡体内树枝状排水沟8设置在滑坡边界6的内部，其数量也可根据滑坡体地形地貌、水文降雨情况进行设计。坡体内树枝状排水沟8 包括至少一条主排水沟81，每一条主排水沟81连接至少有一条支排水沟82，主排水沟81方向与滑坡主滑的方向一致，主排水沟81可以通过人工开挖，也可充分利用滑坡边界6内外的自然沟作为排水通道，支排水沟82方向与滑坡主滑方向呈30
°‑
45
°
，以避免滑坡滑动时支排水沟82被拉裂或错断，支排水沟82的数量和间距可根据滑坡体地形地貌、水文降雨情况综合来确定，本实施例中，支排水沟82的间距为20
‑
30m。
[0054]
主排水沟81与滑坡外环形截水沟7相连接，以达到将滑坡体内的水流更好的排出滑坡体外的目的。
[0055]
坡体原自然沟9是滑坡体上以前已经形成的自然排水通道，应充分利用其作为排除地表水的渠道，因此需要对坡体原自然沟9的沟岸坍塌、堵塞段进行必要的疏通和整修，使得滑坡体排水更加通畅。
[0056]
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。