一种带自排水结构的堤防及堤防构建方法与流程

本发明属于水利水电工程技术领域，具体涉及一种带自排水结构的堤防及堤防构建方法。

背景技术：

堤防工程是抵御洪水最为普遍和有效的一种措施，因此其被广泛地运用于水利防洪工程中。我国现有堤防存在堤身条件差、堤身材料和建筑质量差等多种隐患，堤防在挡水过程中，常常因为内部渗透压力过大而导致堤防出现问题。

减小堤防内部渗透压力的方法主要是“上防下排”，目前主要包括在堤防迎水面，堤基设置防渗墙或在岸坡设置不透水的土工膜来降低浸润线；在堤防中部设置心墙来降低内部渗透压力；以及在背水面设置反滤层或排水沟来降低堤防内部的浸润线。但是，堤防长度一般为几十千米，要在堤防布置这些防渗结构工作量巨大、耗费大量的人力物力、施工难度大，并且不管是哪一种防渗结构对堤防后半部分的保护较小，因在堤防后半部分仍有较高的浸润线，使得有可能在堤防后半部分产生管涌，滑坡等风险。因此，有必要设计一种结构简单、造价低、施工方便、排水效果好的带自排水结构的堤防。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：

一种带自排水结构的堤防，包括堤身主体和设置在堤身主体内的自排水结构，其特征在于：所述的自排水结构包括倒梯形的反滤层5和设置在反滤层5内的T形岔管2，所述的T形岔管2位于堤身主体浸润线1以下，T形岔管2包括沿堤防主体轴线方向铺设的长管2.1和垂直于长管2.1朝向堤防主体背水面边坡延伸铺设的短管2.2，所述的T形岔管2表面均匀开设若干透水孔洞3，所述的反滤层5和T形岔管2外围均包覆有一层滤水保土的保护膜4。

所述的T形岔管2选用PVC管或PE管制成，管道直径为50mm-500mm。

所述的透水孔洞3直径为2mm-20mm。

所述的T形岔管2上沿堤身主体轴线铺设的长管2.1长度为20m-200m，短管2.2的长度为10m-20m，短管2.2的出口延伸到堤防背水面边坡，所述的T形岔管2上的短管2.2与水平面之间的倾斜坡度不超过5°。

所述的短管2.2上距离末端出口3-5m段未设置透水孔洞3，有利于堤防的结构稳定，短管2.2末端出口处设有可拆卸封闭盖6，当浸润线1较高时打开封闭盖6，开启管道，当浸润线1较低时，通过封闭盖6封闭管道末端出口。

所述的T形岔管2位于堤身主体校核洪水位浸润线0.8m以下。

所述的自排水结构沿堤防轴线方向铺设，相邻自排水结构之间的间距为5-10m，自排水结构在堤防竖直方向设置有一排或多排，具体铺设数量根据排水量确定。

所述的保护膜4由滤水保土的土工布材料制成。

所述的反滤层5由粗砂反滤料铺设填充，反滤层5的渗透性大于堤身主体渗透性，能够通畅排除渗透水流；反滤层5不易发生渗透变形，且不至被细粒土淤塞失效。

一种带自排水结构的堤防的构建方法，其特征在于：所述的堤防构建方法包括如下步骤：

步骤一、分析要建的堤防的渗透特性，根据渗透量以及浸润线，确定T形岔管的分布位置；

步骤二、待堤身主体填筑到T形岔管设计位置顶部时，开挖放置T形岔管的沟槽，沟槽横剖面为倒梯形，沟槽底部宽度为T形岔管管道直径的1.5-3倍，高为T形岔管管道直径的2-3倍，在沟槽周围铺上滤水保土的土工布，然后在沟槽底端铺设粗砂反滤料，铺设厚度不小于T形岔管管道直径的1倍；

步骤三、将土工布通过平接、对接等接缝形式包裹T形岔管，把加工好的T形岔管安装在倒梯形沟槽内，在T形岔管周围平铺上一层粗砂反滤料后碾压，碾压后的反滤料顶面与以建堤防主体上端面平齐，在沟槽顶面继续铺设一层土工布，使土工布包裹整个自排水结构；

步骤四、在T形岔管的短管出口设置可拆卸的封闭盖6。

本发明具有如下优点：

1、堤防的自排水结构，使得在堤防的后半部分，浸润线以下的水可以透过反滤层进入T形岔管然后通过管道排出堤防外，有效降低堤防后半部分的渗透压力，从而有效降低堤防后半部分的浸润线，解决现有防渗结构存在的问题。

2、能根据排水量的需要，灵活的布置一排或多排自排水结构。

3、管道的材料为PVC管或者PE管，反滤料为粗砂，在实际中比较容易获得，T形管道的加工方便，整个自排水结构造价低，施工简便。

附图说明

图1 为T形岔管在堤防内的布置示意图。

图2为 T形岔管在堤防轴线上的布置俯视示意图。

图3为管道结构局部示意图。

图4为带封闭盖T形岔管三维模型图。

图中：1-浸润线，2-T形岔管，2.1-长管，2.2-短管，3-透水孔洞，4-保护膜，5-反滤层，6-封闭盖，图3中箭头方向为堤防轴线方向。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明，如图1-4所示，一种带自排水结构的堤防，包括堤身主体和设置在堤身主体内的自排水结构，其特征在于：自排水结构包括倒梯形的反滤层5和设置在反滤层5内的T形岔管2， 所述的T形岔管2位于堤身主体浸润线1以下，T形岔管2包括沿堤防主体轴线方向铺设的长管2.1和垂直于长管2.1朝向堤防主体背水面边坡延伸铺设的短管2.2，所述的T形岔管2表面均匀开设若干透水孔洞3，所述的反滤层5和T形岔管2外围均包覆有一层滤水保土的保护膜4。

进一步地，所述的T形岔管2选用PVC管或PE管制成，管道直径为50mm-500mm。

进一步地，所述的透水孔洞3直径为2mm-20mm。

进一步地，所述的T形岔管2上沿堤身主体轴线铺设的长管2.1长度为20m-200m，短管2.2的长度为10m-20m，短管2.2的出口延伸到堤防背水面边坡，所述的T形岔管2上的短管2.2与水平面之间的倾斜坡度不超过5°。

进一步地，所述的短管2.2上距离末端出口3-5m段未设置透水孔洞3，有利于堤防的结构稳定，短管2.2末端出口处设有可拆卸封闭盖6，当浸润线1较高时打开封闭盖6，开启管道，当浸润线1较低时，通过封闭盖6封闭管道末端出口。

进一步地，所述的T形岔管2位于堤身主体校核洪水位浸润线0.8m以下。

进一步地，所述的自排水结构沿堤防轴线方向铺设，相邻自排水结构之间的间距为5-10m，自排水结构在堤防竖直方向设置有一排或多排，具体铺设数量根据排水量确定。

进一步地，所述的保护膜4由滤水保土的土工布材料制成。

进一步地，所述的反滤层5由粗砂反滤料铺设填充，反滤层5的渗透性大于堤身主体渗透性，能够通畅排除渗透水流；反滤层5不易发生渗透变形，且不至被细粒土淤塞失效；将反滤层5设计为倒梯形，因为堤身材料为细砂或黏土，开挖沟槽时，倒梯形结构可使沟槽开挖两侧斜面的砂不往下滑落。

一种带自排水结构的堤防的构建方法，其特征在于：所述的构建方法包括如下步骤：

步骤一、分析要建的堤防的渗透特性，根据渗透量以及浸润线，确定T形岔管的分布位置；

步骤二、待堤身主体填筑到T形岔管设计位置顶部时，开挖放置T形岔管的沟槽，沟槽横剖面为倒梯形，沟槽底部宽度为T形岔管管道直径的1.5-3倍，高为T形岔管管道直径的2-3倍，在沟槽周围铺上滤水保土的土工布，然后在沟槽底端铺设粗砂反滤料，铺设厚度不小于T形岔管管道直径的1倍；

步骤三、将土工布通过平接、对接等接缝形式包裹T形岔管，把加工好的T形岔管安装在倒梯形沟槽内，在T形岔管周围平铺上一层粗砂反滤料后碾压，碾压后的反滤料顶面与以建堤防主体上端面平齐，在沟槽顶面继续铺设一层土工布，使土工布包裹整个自排水结构；

步骤四、在T形岔管的短管出口设置可拆卸的封闭盖6。

本发明的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明的意图也包含这些改动和变形在内。