一种适用于裂隙发育边坡的涌水灾害治理系统及方法

本发明涉及裂隙发育边坡涌水灾害治理技术领域，特别是涉及一种适用于裂隙发育边坡的涌水灾害治理系统及方法。

背景技术：

随着我国经济的发展，资源的开采与交通运输等工程的实施，形成了越来越多的裂隙发育边坡，裂隙发育边坡滑坡灾害已成为我国常见的一种地质灾害，每年造成巨大的经济损失与人员伤亡。地下水与降雨引起的涌水是造成裂隙发育边坡滑坡的重要影响因素，因此需要对裂隙发育边坡进行涌水灾害处治及加固方法进行研究。

裂隙发育边坡涌水处治中，现有技术为水泥浆注浆封堵加固，然而，水泥浆在裂隙内渗透范围有限，难以有效阻塞裂隙渗流通道，且施工过程中使用的水泥、石灰等胶凝材料会对周围生态环境造成破坏，加固完成后生态环境恢复难度大、费用高。基于以上问题，迫切需要一种新的能够实现裂隙发育边坡堵水、加固与生态修复的涌水灾害治理系统及方法。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种适用于裂隙发育边坡的涌水灾害治理系统及方法，通过对裂隙发育边坡内部设置管路并灌注微生物固化液，达到裂隙发育边坡堵水、加固与生态修复的作用，具有成本低廉、适用性强、绿色环保的特点。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种适用于裂隙发育边坡的涌水灾害治理系统，包括：裂隙发育边坡、排水槽和设置在所述裂隙发育边坡内部的多个导液孔、渗液孔、和排水孔；

所述裂隙发育边坡的坡面由内到外依次铺设有固化层、基质层和植被层，所述固化层用于固化所述坡面的表层，减缓雨水入渗，所述基质层用于改良岩土体，所述固化层、基质层和植被层用于所述坡面的加固、堵水和生态修复；

所述导液孔位于所述裂隙发育边坡上部渗水位置，所述导液孔与所述坡面平行布置，所述导液孔内部设置有导液管，所述导液管的表面均匀分布有导液小孔；

所述渗液孔沿与所述坡面垂直的方向布置，所述渗液孔内部设置有渗液管，所述渗液管的表面均匀分布有渗液小孔；

所述排水槽沿所述裂隙发育边坡渗水部位处的坡脚布置，所述排水槽的侧面设置有斜向上深入到所述坡面内部的排水孔，所述排水孔内部设置有排水管，所述排水管的表面均匀分布有排水小孔；

所述导液管内部通过高压注浆的方式灌注有微生物固化液，所述微生物固化液经所述导液小孔渗流进岩体裂隙，经排水小孔进入到所述排水管内，部分所述微生物固化液通过所述排水槽排出，形成到坡脚径流，固化后阻塞渗流通道，并固化坡脚；所述微生物固化液经所述导液小孔渗流进岩体裂隙，经所述渗液小孔进入所述渗液管内，部分所述微生物固化液排出，形成到边坡浅层径流，固化后阻塞渗流通道，并固化边坡浅层。

可选的，所述导液孔直径为60mm-100mm，与所述坡面的垂直距离为2m-10m，与所述坡面的偏差角度不大于5°；所述导液管为pvc材质，外径比所述导液孔直径小10mm；所述导液小孔直径为8mm。

可选的，所述渗液孔直径为40mm-60mm，与所述坡面的偏差角度不大于5°，长度2m-12m，且所述渗液孔的长度大于所述导液孔距坡面的距离；所述渗液管为pvc材质，外径比所述渗液孔直径小10mm；所述渗液小孔直径为8mm。

可选的，所述排水孔直径为60mm-100mm，长度为10m-15m，与水平面夹角为15°-30°；所述排水管为pvc材质，外径比所述排水孔直径小10mm；所述排水小孔直径为5mm。

可选的，所述固化层为所述微生物固化液淋喷而成，厚度为10mm-30mm；所述微生物固化液由砂、巴氏芽孢杆菌菌液和微生物营养液拌合而成；所述微生物营养液温度为20℃-35℃，三者拌合时间为5min-30min，且随拌随用，所述砂为细砂，所述微生物营养液中尿素浓度为0.45mol/l±0.05mol/l，硝酸钙浓度为0.3mol/l±0.05mol/l，醋酸钠浓度为0.15mol/l±0.05mol/l，氯化铵浓度为0.015mol/l-0.020mol/l，营养肉汤为0.2g/l。

可选的，所述基质层为基质液淋喷而成，厚度为10mm-20mm；所述基质液由水、土壤、保水剂聚丙烯酰胺、木屑和草碳拌合而成。

可选的，所述植被层为植被液淋喷而成，所述植被液由草本植物种子、木本植物种子和植被营养液拌合而成，所述植被营养液中磷酸二氢钾25g/100l，硫酸钙15g/100l，硫酸镁8g/100l，硫酸锌0.02g/100l，硫酸铁0.04g/100l，硫酸铜0.01g/100l以及硫酸锰0.04g/100l。

本发明还提供了一种适用于裂隙发育边坡的涌水灾害治理方法，应用于上述适用于裂隙发育边坡的涌水灾害治理系统，所述方法包括以下步骤：

s1,清理裂隙发育边坡坡面浮石与落石隐患；

s2,探查边坡上部渗水部位与下部涌水部位；

s3,在坡面上部渗水部位钻设多个导液孔，并在孔内铺设导液管；

s4,在坡脚渗水部位开挖排水槽，在排水槽的侧面斜向上深入到坡面内部的位置钻设多个排水孔，并在孔内铺设排水管；

s5,沿与坡面垂直的方向钻设渗液孔，并在孔内铺设渗液管；

s6,制作微生物固化液，并将微生物固化液通过高压注浆的方式注入至导液管内；

s7,在坡面淋喷微生物固化液形成固化层；

s8,制作基质液，并在固化层上淋喷基质液形成基质层；

s9,制作植被液，并在基质层上淋喷植被液形成植被层。

可选的，所述方法的施工环境温度为15℃-45℃，裂隙发育边坡地下水ph值为6.5-9.0。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的适用于裂隙发育边坡的涌水灾害治理系统及方法，通过在裂隙发育边坡内部设置管路，并在管路内部灌注微生物固化液，形成可供微生物固化液渗流的渗透通道，微生物固化液固化后阻塞地下水在边坡内的渗流通道，提高裂隙发育边坡岩体的强度，使得裂隙发育边坡得到堵水、加固的作用，施工过程操作简便，适用性强，成本低廉；通过在加固后的裂隙发育边坡表面由下而上依次淋喷固化层、基质层和植被层，能够有效减缓雨水入渗，并改良岩土体，促进植被存活与生长，起到堵水、加固与生态修复的效果；采用环保材料加固边坡能够减少传统边坡加固过程中使用水泥、石灰等胶凝材料用量，减少对周围生态环境的破坏，并且有利于生态环境恢复，更加绿色环保。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明适用于裂隙发育边坡的涌水灾害治理系统的组成结构示意图；

图2为本发明适用于裂隙发育边坡的涌水灾害治理系统及方法的方法流程图；

附图标记说明：1、裂隙发育边坡；2、导液管；3、排水管；4、排水槽；5、渗液管；6、固化层；7、基质层；8、植被层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种适用于裂隙发育边坡的涌水灾害治理系统及方法，通过对裂隙发育边坡内部设置管路并灌注微生物固化液，达到裂隙发育边坡堵水、加固与生态修复的作用，具有成本低廉、适用性强、绿色环保的特点。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供的适用于裂隙发育边坡的涌水灾害治理系统，如图1所示，具体包括：裂隙发育边坡1、排水槽3和设置在所述裂隙发育边坡1内部的多个导液孔、渗液孔、和排水孔；

所述裂隙发育边坡1的坡面由内到外依次铺设有固化层6、基质层7和植被层8；所述固化层6由微生物固化液淋喷而成，厚度为10mm-30mm；所述微生物固化液由砂、巴氏芽孢杆菌菌液和微生物营养液拌合而成，所述砂为细砂，所述微生物营养液中尿素浓度为0.45mol/l±0.05mol/l，硝酸钙浓度为0.3mol/l±0.05mol/l，醋酸钠浓度为0.15mol/l±0.05mol/l，氯化铵浓度为0.015mol/l-0.020mol/l，营养肉汤为0.2g/l；所述微生物营养液温度为20℃-35℃，三者拌合时间为5min-30min，且随拌随用，所述固化层6用于固化所述坡面的表层，减缓雨水入渗；

所述基质层7为基质液淋喷而成，厚度为10mm-20mm；所述基质液由水、土壤、保水剂聚丙烯酰胺、木屑和草碳拌合而成；所述基质层7用于改良岩土体，使其适于植被生长；

所述植被层8为植被液淋喷而成，所述植被液由草本植物种子、木本植物种子和植被营养液拌合而成，所述植被营养液中磷酸二氢钾25g/100l，硫酸钙15g/100l，硫酸镁8g/100l，硫酸锌0.02g/100l，硫酸铁0.04g/100l，硫酸铜0.01g/100l，硫酸锰0.04g/100l；所述植被层8用于植被播种并促进植被存活与生长；所述固化层6、基质层7和植被层8共同起到堵水、加固与生态修复的效果；

所述导液孔位于所述裂隙发育边坡1上部渗水位置，所述导液孔与所述坡面平行布置，所述导液孔内部设置有导液管2，所述导液管2的表面均匀分布有导液小孔；所述导液孔直径为60mm-100mm，与所述坡面的垂直距离为2m-10m，与所述坡面的偏差角度不大于5°；所述导液管2为pvc材质，外径比所述导液孔直径小10mm；所述导液小孔直径为8mm；

所述渗液孔沿与所述坡面垂直的方向布置，所述渗液孔内部设置有渗液管5，所述渗液管5的表面均匀分布有渗液小孔；所述渗液孔直径为40mm-60mm，与所述坡面的偏差角度不大于5°，长度2m-12m，且所述渗液孔的长度大于所述导液孔距坡面的距离；所述渗液管5为pvc材质，外径比所述渗液孔直径小10mm；所述渗液小孔直径为8mm；

所述排水槽4沿所述裂隙发育边坡1渗水部位处的坡脚布置，所述排水孔与所述排水槽4相连，所述排水槽4的侧面设置有斜向上深入到所述坡面内部的排水孔，所述排水孔内部设置有排水管3，所述排水管3的表面均匀分布有排水小孔；所述排水孔直径为60mm-100mm，长度为10m-15m，与水平面夹角为15°-30°；所述排水管3为pvc材质，外径比所述排水孔直径小10mm；所述排水小孔直径为5mm；

所述导液管2内部通过高压注浆的方式灌注有微生物固化液，注浆压力为3mpa-5mpa，所述微生物固化液经所述导液小孔渗流进岩体裂隙，经排水小孔进入到所述排水管3内，部分所述微生物固化液通过所述排水槽4排出，形成到坡脚径流，固化后阻塞渗流通道，坡脚经固化稳定性提高，所述微生物固化液经所述导液小孔渗流进岩体裂隙，经所述渗液小孔进入所述渗液管内，部分所述微生物固化液排出，形成到边坡浅层径流，固化后阻塞渗流通道，边坡浅层经固化稳定性提高；

本发明还提供一种适用于裂隙发育边坡的涌水灾害治理方法，所述方法包括以下步骤：

s1,清理裂隙发育边坡坡面浮石与落石隐患；

s2,探查边坡上部渗水部位与下部涌水部位；

s3,在坡面上部渗水部位钻设多个导液孔，并在孔内铺设导液管；

s4,在坡脚渗水部位开挖排水槽，在排水槽的侧面斜向上深入到坡面内部的位置钻设多个排水孔，并在孔内铺设排水管；

s5,沿与坡面垂直的方向钻设渗液孔，并在孔内铺设渗液管；

s6,制作微生物固化液，并将微生物固化液通过高压注浆的方式注入至导液管内；

s7,在坡面淋喷微生物固化液形成固化层；

s8,制作基质液，并在固化层上淋喷基质液形成基质层；

s9,制作植被液，并在基质层上淋喷植被液形成植被层；

其中，在以上所述所有步骤中，工程现场施工环境温度宜为15℃-45℃，裂隙发育边坡地下水ph值宜为6.5-9.0。

本发明提供的适用于裂隙发育边坡的涌水灾害治理系统及方法，通过在裂隙发育边坡内部设置管路，并在管路内部灌注微生物固化液，形成可供微生物固化液渗流的渗透通道，微生物固化液固化后阻塞地下水在边坡内的渗流通道，提高裂隙发育边坡岩体的强度，使得裂隙发育边坡得到堵水、加固的作用，施工过程操作简便，适用性强，成本低廉；通过在加固后的裂隙发育边坡表面由下而上依次淋喷固化层、基质层和植被层，能够有效减缓雨水入渗，并改良岩土体，促进植被存活与生长，起到堵水、加固与生态修复的效果；采用环保材料加固边坡能够减少传统边坡加固过程中使用水泥、石灰等胶凝材料用量，减少对周围生态环境的破坏，并且有利于生态环境恢复，更加绿色环保。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。