一种疏排边坡地下水的设计方法及施工方案与流程

本发明涉及一种疏排边坡地下水的设计方法及施工方案，属于边坡与地质灾害治理工程领域。

背景技术：

滑坡的形成和发展往往都与边坡地下水的活动有关，边坡地下水时常是引起滑坡滑动的主要因素。因此疏排边坡地下水是滑坡治理的重要手段，其作用不可忽视。目前国内国际疏排边坡地下水的方法主要有水平钻孔（仰斜排水孔）、泄水隧洞等。

水平钻孔（仰斜排水孔）缺点：

1、在存在孤石或软硬悬殊岩石的地层中，施工难度大，无法钻进到预定的位置，造成排水效果不佳或没有效果；

2、钻孔（排水孔）孔径一般小于150mm，容易被堵塞失效，排水孔使用年限短；

3、钻孔深度（长度）有限，一般小于60m，超过60m后施工难度大。尤其是口径大于150mm的深孔根本无法实施。

4、钻孔（排水孔）是直线型的，与含水层的接触断面小，排水效果不佳容易堵塞，使用年限短。

泄水隧洞缺点：

施工难度大造价高工期长，尤其是在土层和风化岩层中。

由于现有疏排边坡地下水方法存在上述缺点，目前在滑坡治理的设计中，很难做到长期有效、造价低且施工工艺简单的疏排水方案。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种疏排边坡地下水的设计方法及施工方案。该发明可有效疏排深层远处的地下水，与含水层的接触断面大，排水能力强,不容易堵塞失效，使用寿命长，施工容易，造价低。

本发明的技术方案如下：

一种疏排边坡地下水系统的设计方法，根据勘察工作查明的边坡地下水的实际分布情况，设计采用非开挖的方式在含水地层中根据地下水的实际分布情况铺设独立或相互联通的直线或曲线走向的透水管。

一种疏排边坡地下水系统的施工方法，包括以下依序进行的步骤：

①、根据设计方案采用定向钻孔施工方法沿拟铺设的透水管位置打钻获得钻孔；

②、在透水管外壁纵向均匀布置若干条钢丝绳，钢丝绳的条数和规格根据透水管的管径和长度确定，并间隔一定间距用铁丝等箍筋将钢丝绳固定在透水管外壁；箍筋的间距根据透水管的管径和长度确定；

③、在透水管外套上一节PE管，将透水管和PE管的管头固定为一体并将管头密封后接上拉管机的回扩头；

④、在透水管外其余位置逐节套设PE管，进行PE管电热熔焊接；

⑤、将回扩头连接到钻孔出口处的钻杆上，在钻孔进口处操作拉管机进行拉管，将PE管和透水管同步拉回到钻孔进口处；

⑥、在钻孔进口处将固定为一体的透水管和PE管分离，并将PE管管头密封后与拉管机连接；

⑦、在钻孔出口处将透水管锚固于地面；

⑧、在钻孔出口处向PE管中注入清水并加入适量可溶解润滑剂（粉），直至整条PE管全部注满水；

⑨、操作拉管机将PE管完全拉出钻孔；

⑩、切割钻孔两端多余的透水管，砌筑两端管口保护设施。

其中，采用定向钻孔方法进行钻孔、扩孔和清孔施工，主要过程如下：

①、采用测量仪器对设计的透水管轴线进行地面放样，在轴线地面上间隔设置标记点，标明该点的标高和与起点的水平距离；

②、将定向钻机锚固在设计钻孔进口处，准确调整钻具的钻进方位和入土角度后进行导向钻孔至钻孔出口处；

③、导向钻孔完成后采用扩孔器进行钻孔扩孔；

④、完成钻孔扩孔操作后采用拉泥盘进行清孔。

其中，定向钻机的钻头中安装有无线发射器，在地面利用配套的接收器，测定钻进过程中钻头的平面位置和深度，通过调整钻头的顶角和面向角及时纠正偏差，确保导向钻孔按设计的轨迹钻进。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明可根据勘察工作查明的地下水实际分布情况设计合理的地下水疏排水方案。

2、本发明可有效疏导和排泄区域内不同深度的地下水。

3、本发明可有效解决深层地下水疏排水的设计和施工难题。

4、本发明施工过程周期短、成本低，具有较显著的经济效益和社会效益。

5、本发明施工过程占用场地较小，不破坏地面和植被，不污染环境。

6、本发明的最大口孔径可达1.5m以上，深度（长度）可达200m以上 ，可有效疏排深层远处的地下水。

7、本发明可顺着含水层施工铺设，与含水层的接触断面大，大大提高了排水能力，可有效排除地下水，使地下岩土体干燥，从而降低土壤的重度，提高岩土抗剪强度，达到提高岩土体稳定性的目的。

8、本发明设计和施工的疏排边坡地下水系统不容易堵塞失效，使用寿命为水平钻孔（仰斜排水孔，寿命一般5-10年）的10倍以上，能满足工程设计使用年限的要求。

9、本发明用铁丝等箍筋将钢丝绳固定在透水管外壁，可增大透水管抗拉强度，在外套的PE管与透水管分离操作过程不会拖动和损坏透水管，确保铺设的透水管完好性。

10、本发明在透水管外套上一节PE管，将透水管和PE管的管头固定为一体，能够采用拉管机将PE管和透水管同步拉回到钻孔进口处。

11、本发明在在透水管外其余位置逐节套设PE管，进行PE管电热熔焊接，能够保护透水管在回拉的过程中不会损坏，确保铺设的透水管完好性。

12、本发明在PE管中注入清水并加入适量可溶解润滑剂（粉），直至整条PE管全部注满水，可以减小PE管和透水管之间的摩擦力，在外套PE管与透水管分离操作过程中不会拖动和损坏透水管。

附图说明

图1为疏排地下水系统平面示意图；

图2为疏排地下水系统侧面示意图；

图3为导向孔钻孔示意图；

图4为图2方框的放大图；

图5为箍筋和钢丝绳与透水管的结合示意图；

图6为钢丝绳与透水管结合的截面图；

图7为透水管和PE管的管头固定示意图；

图8为透水管锚固于地面示意图。

1-疏排地下水系统、2-透水管、3-钻孔、4-钢丝绳、5-箍筋、6-PE管、7-回扩头、A-钻孔进口处、B-钻孔出口处。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。

如图1、2所示，一种疏排边坡地下水系统的设计方法，根据勘察工作查明的边坡地下水的实际分布情况，设计采用非开挖的方式在含水地层中根据地下水的实际分布情况铺设独立或相互联通的直线或曲线走向的透水管2，所设计的透水管2数量和位置，能够有效疏排地下水，使地下岩土体干燥，从而降低土壤的重度，提高岩土抗剪强度，达到提高岩土体稳定性的目的。

一种疏排边坡地下水系统的施工方法，包括以下依序进行的步骤：

①、如图3、4所示，根据设计方案采用定向钻孔施工方法沿拟铺设的透水管2位置打钻获得钻孔3；

②、如图5、6所示，在透水管2外壁纵向均匀布置若干条钢丝绳4，钢丝绳4的条数和规格根据透水管的管径和长度确定，并间隔一定间距用铁丝等箍筋5将钢丝绳4固定在透水管2外壁，箍筋的间距根据透水管的管径和长度确定；目的是增大透水管2抗拉强度，外套PE管6与透水管2分离操作过程不会拖动和损坏透水管2，确保铺设的透水管2完好性；

③、如图7所示，在透水管2外套上一节PE管6，将透水管2和PE管6的管头固定为一体并将管头密封后接上回扩头7；透水管2和PE管6的管头固定为一体的目的是通过回拉PE管6将透水管2同步带入到钻孔3中；

④、在透水管2外其余位置逐节套设PE管6，进行PE管6电热熔焊接；透水管2外套PE管6的目的是同时能够保护透水管2在回拉的过程中不会损坏，确保铺设的透水管2完好性；

⑤、将回扩头7连接到钻孔出口处B的钻杆上，在钻孔进口处A操作拉管机进行拉管，将PE管6和透水管2同步拉回到钻孔进口处A；

⑥、在钻孔进口处A将固定为一体的透水管2和PE管6分离，并将PE管6管头密封后与拉管机连接；

⑦、如图8所示，在钻孔出口处B将透水管2锚固于地面；目的是固定透水管2，外套PE管6与透水管2分离操作过程不会拖动透水管2；

⑧、在钻孔出口处B向PE管6中注入清水并加入适量可溶解润滑剂（粉），直至整条PE管6全部注满水；目的是减小PE管6和透水管2之间的摩擦力，外套PE管6与透水管2分离操作过程不会拖动和损坏透水管2；

⑨、操作拉管机将PE管6完全拉出钻孔；

⑩、切割钻孔两端多余的透水管2，砌筑两端管口保护设施。

进一步的，步骤②中采用定向钻孔方法进行钻孔、扩孔和清孔施工，主要过程如下：

①、采用测量仪器对设计的透水管2轴线进行地面放样，在轴线地面上间隔设置标记点，标明该点的标高和与起点的水平距离；

②、如图3、4所示，将定向钻机锚固在设计钻孔进口处A，准确调整钻具的钻进方位和入土角度后进行导向孔钻孔至钻孔出口处B；

③、导向钻孔完成后采用扩孔器进行钻孔扩孔；

④、完成钻孔扩孔操作后采用拉泥盘进行清孔。

进一步的，定向钻机的钻头中安装有无线发射器，在地面利用配套的接收器，测定钻进过程中钻头的平面位置和深度，通过调整钻头的顶角和面向角及时纠正偏差，确保导向钻孔按设计的轨迹钻进。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。