本发明涉及水利水电工程滑坡防护与治理领域，尤其是涉及一种仰式深排水孔孔内保护装置及安装施工方法。
背景技术：
在滑坡体中实施排水孔是目前国内外广泛采用的滑坡灾害防治手段。通过排水孔疏排滑坡体内地下水，来降低滑坡体地下水位，可达到有效提高滑坡稳定性的目的。鉴于排水孔具有造价低廉、机动灵活、施工方便等特点，排水孔技术已在诸多滑坡工程中得到应用。
巨型滑坡的滑体深厚，治理一般采用“地下排水洞+仰式排水孔”的组合排水方式：地下排水洞位于稳定的滑床中，为排水孔施工提供空间，导排排水孔排出的水流；排水孔从排水洞内自下往上施工，穿过滑带进入滑体透水层，将滑坡体的地下水导排至排水洞。
为满足排水孔长期运行要求，防止岩块、碎土及颗粒在水流作用下淤堵排水孔致其失效，一般需要在排水孔内安装孔内保护装置。常规孔内保护装置一般由多段塑料滤水管或硬质pvc排水管(开孔)外包土工布连接而成。
常规孔内保护装置在运行过程中难以适应蠕滑滑坡体变形，容易被错断，使用年限短。蠕滑变形的滑坡体一般沿滑面蠕滑错动，年变形量大(一般可达45mm以上)，由于滑坡体方量巨大，滑坡体向前蠕滑产生的推力巨大。由于常规孔内保护装置主材一般为塑料滤水管或硬质u-pvc排水管，其可伸缩性差，可弯曲角度小，难以适应滑坡体的大变形，很容易在滑坡体的巨大推力作用下被错断，由于孔内保护装置是主要排水通道，其被错断后会丧失排水能力。常规孔内保护装置的外径一般为60～80mm，如按滑坡年蠕滑变形量45～60mm考虑，常规孔内保护装置在安装运行2～3年后会被错断，使用年限非常短。
孔内保护装置被错断失效后，由于滑动部位的土体已经完全错位，无法在原排水孔内重新安装孔内保护装置，只能重新钻设排水孔后再安装孔内保护装置，导致运行维护费用非常高。
在错动变形的滑带部位采用软式孔内保护装置，有助于适应滑坡体的大变形，但仰式深排水孔施工中，孔内保护装置一般通过人工方式自下往上推送至预先完成的钻孔内，软式孔内保护装置在孔内将发生显著的扭曲弯折，不仅造成推力轴向传力效果明显降低，还导致孔内保护装置与孔壁大面积接触，产生较大的摩擦阻力，安装十分困难，甚至其安装深度难以达到设计要求孔深，伸入透水地层长度有限，导致排水效果不佳，而且软式孔内保护装置扭曲弯折后也直接影响其适应滑坡变形的能力。
滑带部位软式孔内保护装置若借助辅助措施安装至排水仰孔中，安装完成后，辅助措施必须与上部排水段的孔内保护装置独立受力，不得制约滑带段软式孔内保护装置自由变形，影响其适应滑坡变形的能力。软式孔内保护装置在排水仰孔中安装困难，受力约束机制复杂。
技术实现要素：
为解决以上问题，本发明提供一种施工方便、可适应大变形、使用年限长的仰式深排水孔孔内保护装置及安装施工方法。
本发明采用的技术方案是：一种仰式深排水孔孔内保护装置，包括由上向下依次连通的排水构件、适应变形构件和导水构件，所述排水构件设置在滑坡滑体段的透水层中，所述适应变形构件设置在滑坡滑带段，所述导水构件设置在滑坡滑床段，其特征在于：所述适应变形构件包括钢丝软管、套设在钢丝软管外的若干套筒和沿钢丝软管轴向设置的支撑引导线，所述钢丝软管上端与排水构件的硬质排水管下端连通，所述钢丝软管的下端与导水构件的硬质导水管上端连通；所述支撑引导线依次与若干套筒绑扎固定，设置在钢丝软管外壁上；所述排水构件的硬质排水管下端固定设有套帽，所述支撑引导线的上端从套帽下端插入，且抵靠在套帽的顶部封口端，所述支撑引导线的下端与导水构件的硬质导水管上端固定。
作为优选，所述钢丝软管采用pvc钢丝螺旋增强软管。
作为优选，所述若干套筒均采用可降解的纸质套筒，并采用塑料胶带依次将纸质套筒和钢丝软管绑扎固定。
作为优选，所述滑坡滑带段变形后，所述支撑引导线的上端与套帽脱开。
作为优选，所述排水构件包括设置在滑坡滑体段透水层中的硬质排水管和包覆在硬质排水管外的土工布，所述硬质排水管管壁上均匀设置有若干过水孔。
进一步的，所述导水构件包括设置在滑坡滑床段的硬质导水管和包覆在硬质导水管外的土工布，所述硬质导水管管壁上均匀设置有若干过水孔。
一种仰式深排水孔孔内保护装置的安装施工方法，包括以下步骤：
a、钻孔：钻孔开钻前，对排水孔进行孔位放样；自下往上进行钻孔，并逐段采取钻孔芯样；钻孔完成后，对钻孔返渣芯样进行素描，分别确定滑体段、滑带段、滑床段的厚度h1、h2、h3；
b、排水构件和导水构件材料制作：排水构件材料总长度为(h1-0.5)m，导水构件材料总长度为(h3-0.5)m，排水构件的硬质排水管和导水构件的硬质导水管主体材料均采用u-pvc塑料硬管，按2～4m一节进行制备，在管壁上开花孔作为过水孔，管壁外包覆土工布，此外，配备相应数量的管箍及铆钉；
c、适应变形构件材料制作：适应变形构件总长度为(h2+2)m，主体材料采用pvc钢丝螺旋增强软管；
从排水构件和导水构件中各取一段包裹土工布的u-pvc塑料硬管,pvc钢丝螺旋增强软管两端分别与硬质排水管和硬管导水管采用管箍和铆钉套接；
在pvc钢丝螺旋增强软管外侧设置一根带pe钢绞线作为支撑引导线，带pe钢绞线伸入滑带底面以下1.2m、滑带顶面以上1.3m；将带pe钢绞线底端与硬质导水管绑扎牢靠；pvc钢丝螺旋增强软管外侧每隔30cm～40cm套设一个纸质套筒，带pe钢绞线从纸质套筒内依次穿过，并采用塑料胶带将纸质套筒和pvc钢丝螺旋增强软管绑扎牢靠；硬质排水管底部外侧设置一个钢套筒作为套帽，钢套筒顶端封闭，将带pe钢绞线顶端插入钢套筒内，将套帽和硬质排水管绑扎牢靠；
d、排水构件安装：在第一段硬质排水管端头依次包裹塑料管盖、铅丝网及导向帽后，向上放入孔内，通过管箍和铆钉将第二段硬质排水管套接在第一段硬质排水管上，硬质排水管管外的土工布需搭接20cm，按此循环直至排水构件所有的硬质排水管全部安装完成；
e、适应变形构件、导水构件的采用与排水构件相同的方法套接安装；
f、孔口装置安装：全部安装完成后，及时安装孔口保护装置。
作为优选，步骤b中，所述u-pvc塑料硬管管壁开孔，孔径15mm，环距2.5cm，每环4孔。
作为优选，所述土工布的规格为200～300g/m2格。
进一步的，步骤c中，所述pvc钢丝螺旋增强软管两端分别与硬质排水管和硬管导水管采用管箍和铆钉套接，套接长度均为0.5m，采用3环铆钉进行连接，每环6个铆钉，铆钉与pvc钢丝螺旋增强软管接触处须设置直径不小于15mm的钢垫圈。
本发明取得的有益效果是：通过将孔内保护装置设计成由上向下依次连通的排水构件、适应变形构件和导水构件的三段式结构，较好的解决了目前蠕滑大变形滑坡体仰式深排水孔在运行过程中，由于不能适应滑坡体大变形，容易被错断，使用寿命短的问题，同时解决了采用软式排水管时的安装困难、受力约束机制复杂等问题。
本发明具有以下突出优点：
(1)在滑带(即变形错动部位)设置柔性好的pvc钢丝螺旋增强软管，可以适应滑坡大变形，使用年限长。传统孔内保护装置在滑带(即变形错动部位)未进行针对性设计，全长采用塑料滤水管或硬质u-pvc排水管，可伸缩性差，可弯曲角度小，难以适应蠕滑滑坡体在滑带处的大变形，很容易被错断，一般使用年限仅2～3年。本装置采用组合式的孔内保护装置结构，一般部位主材仍采用硬质u-pvc塑料硬管，主要起排水或导水作用；在滑带部位主材采用pvc钢丝螺旋增强软管，不仅能导排水流，由于其可伸缩性及弯曲能力强，能随滑带的蠕滑变形错动而伸长或弯曲，很好的适应滑带处的大变形，可大大提高排水孔的使用年限。
(2)采用钢绞线辅助安装软式排水管，安装简单，且适应变形段新型结构不影响运行期软式排水管适应变形的能力。软式排水管适应变形能力好，但应用于排水仰孔中，因自身容易扭曲弯折，安装十分困难。在软式排水管外设置钢绞线，钢绞线底端绑扎固定，软管段穿过纸质套筒后绑扎固定，顶端插入端部封闭的钢套筒后绑扎固定。安装过程中，钢绞线和pvc钢丝螺旋增强软管处于受压状态，钢绞线可与pvc钢丝螺旋增强软管联合受力，能增加pvc钢丝螺旋增强软管的轴向刚度，防止pvc钢丝螺旋增强软管发生挠曲变形导致安装失败，保证pvc钢丝螺旋增强软管能顺利安装；运行过程中，滑带变形引起pvc钢丝螺旋增强软管错动变形后，钢绞线和pvc钢丝螺旋增强软管处于受拉状态，钢绞线顶端可从钢套筒内松脱，在纸质套筒内可沿轴向自由活动，不会约束pvc钢丝螺旋增强软管的自由变形，纸质套筒在运行过程中会发生降解，钢绞线与pvc钢丝螺旋增强软管将处于彼此独立状态，进一步保证pvc钢丝螺旋增强软管适应变形的能力。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为适应变形构件结构示意图；
图3为图2的a-a截面图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作更进一步的说明。
如图1所示，本发明的一种仰式深排水孔孔内保护装置，包括由上向下依次连通的排水构件1、适应变形构件2和导水构件3，排水构件1设置在滑坡滑体段的透水层中，用途是排除滑体段透水层的地下水，其长度根据滑带以上含透层厚度确定。排水构件1包括设置在滑坡滑体段透水层中的硬质排水管11和包覆在硬质排水管11外的土工布，硬质排水管11管壁上均匀设置有若干过水孔5。本实施例中，硬质排水管11的主体材料采用u-pvc塑料硬管，壁厚≥3mm，其环向抗压强度高，可以较好的支撑孔壁土体，其内部空腔可导排水流；u-pvc塑料硬管管壁开孔作为过水孔5，孔径15mm，环距2.5cm，每环4孔，交错布置，开孔率高，排水效果好；u-pvc塑料硬管外包一层200～300g/m2土工布，进行反滤保护，保证其长久运行不被淤堵；u-pvc塑料硬管2～4m一节，两节硬管之间采用管箍4连接，每侧接头设置4个铆钉固定，搭接组合式的设置方便安装。
结合图2-3所示，适应变形构件2设置在滑坡滑带段，用途是导排水流并能适应变形，其长度根据滑带厚度确定。适应变形构件2包括钢丝软管21、套设在钢丝软管21外的若干套筒22和沿钢丝软管21轴向设置的支撑引导线23，钢丝软管21上端与排水构件1的硬质排水管11下端连通，钢丝软管21的下端与导水构件3的硬质导水管31上端连通；支撑引导线23依次与若干套筒22绑扎固定，设置在钢丝软管31外壁上；排水构件1的硬质排水管11下端固定设有套帽6，支撑引导线23的上端从套帽6下端插入，且抵靠在套帽6的顶部封口端，支撑引导线23的下端与导水构件3的硬质导水管31上端固定，滑坡滑带段变形后，支撑引导线23的上端与套帽6脱开。本实施例中，钢丝软管21主体材料采用pvc钢丝螺旋增强软管，pvc钢丝螺旋增强软管是内嵌钢丝骨架的pvc软管，以优质pvc塑料材质做主体，内嵌螺旋钢丝作为增强层，因此钢丝软管在环向具备较大的抗压性能和刚度，同时在顺轴线方向具备较好的柔性，可伸缩性强，弯曲半径小，弯曲角度可达360°。由于pvc钢丝螺旋增强软管环向抗压性能和刚度大，其置于钻孔内部后可以很好的支撑孔壁土体，防止排水孔塌孔，其内部空腔可导排水流；又由于软管在顺轴线方向柔性好，可以随滑带的蠕滑错动而伸长或弯曲，能很好的适应滑坡体的变形。
本实施例中，支撑引导线23采用1根带pe钢绞线，钢绞线伸入滑带底面以下1.2m，滑带顶面以上1.3m，铁丝将带pe钢绞线底端与硬质导水管31绑扎牢靠；滑带段pvc钢丝螺旋增强软管外侧每隔30cm～40cm设置一个纸质套筒22，带pe钢绞线从纸质套筒22内穿过，并采用塑料胶带将纸质套筒22和pvc钢丝螺旋增强软管绑扎牢靠；硬质排水管11外侧设置一个钢套筒作为套帽6，长15cm，钢套筒顶端封闭，将钢绞线顶端20cm去皮并加涂黄油后插入钢套筒内，再采用铁丝将钢套筒和硬质排水管11绑扎牢靠。安装过程中，钢绞线和pvc钢丝螺旋增强软管处于受压状态，由于钢绞线底端固定，中部和顶端被套筒22限制，钢绞线可与pvc钢丝螺旋增强软管联合受力，能增加pvc钢丝螺旋增强软管的轴向刚度，防止pvc钢丝螺旋增强软管发生挠曲变形导致安装失败，保证pvc钢丝螺旋增强软管能顺利安装；运行过程中，滑带变形引起pvc钢丝螺旋增强软管错动变形后，钢绞线和pvc钢丝螺旋增强软管处于受拉状态，钢绞线顶端可从钢套筒内松脱，在纸质套筒22内可沿轴向自由活动，不会约束pvc钢丝螺旋增强软管的自由变形，此外，纸质套筒22在运行过程中会发生降解，钢绞线与pvc钢丝螺旋增强软管将处于彼此独立状态，进一步保证pvc钢丝螺旋增强软管适应变形的能力。
导水构件3设置在滑坡滑床段，用途是导排水流，其长度根据排水洞至滑带之间厚度确定。导水构件3包括设置在滑坡滑床段的硬质导水管31和包覆在硬质导水管外的土工布，硬质导水管31管壁上均匀设置有若干过水孔5。本实施例中，硬质导水管31主体材料采用u-pvc塑料硬管，壁厚≥3mm，其抗压强度高，可以较好的支撑孔壁土体，其内部空腔可导排水流；u-pvc塑料硬管2～4m一节，两节硬管之间采用管箍连接，每侧接头设置4个铆钉固定，搭接组合式的设置方便安装。导水构件3视排水需要在u-pvc塑料硬管管壁开孔，并外包一层200～300g/m2土工布，具体要求同排水机构。
本发明的一种仰式深排水孔孔内保护装置的安装施工方法，包括以下步骤：
a、钻孔：钻孔开钻前，对排水孔进行孔位放样；自下往上进行钻孔，并逐段采取钻孔芯样；钻孔完成后，对钻孔返渣芯样进行素描，分别确定滑体段、滑带段、滑床段的厚度h1、h2、h3；
b、排水构件1和导水构件3材料制作：排水构件1材料总长度为(h1-0.5)m，导水构件3材料总长度为(h3-0.5)m，排水构件1的硬质排水管11和导水构件3的硬质导水管31主体材料均采用u-pvc塑料硬管(外径63mm，壁厚≥3mm)，按2～4m一节进行制备，人工在管壁上开花孔(孔径15mm，环距2.5cm，每环4孔)作为过水孔，管壁外包覆土工布(规格为200～300g/m2)，土工布搭接处用机器缝合，此外，配备相应数量的管箍4及铆钉；
c、适应变形构件2材料制作：适应变形构件2总长度为(h2+2)m，主体材料采用pvc钢丝螺旋增强软管(高弹性、高强度镀锌金属丝，优质pvc合成材料，内径64mm，外径75mm)；
从排水构件1和导水构件3中各取一段包裹土工布的u-pvc塑料硬管,pvc钢丝螺旋增强软管两端分别与硬质排水管11和硬管导水管31采用管箍4和铆钉套接，套接长度均为0.5m，各并采用3环铆钉进行连接，每环6个铆钉，铆钉与pvc钢丝螺旋增强软管接触处须设置直径不小于15mm的钢垫圈；
在pvc钢丝螺旋增强软管外侧设置一根带pe钢绞线(直径18.2mm)作为支撑引导线23，带pe钢绞线伸入滑带底面以下1.2m，滑带顶面以上1.3m；采用铁丝将带pe钢绞线底端与硬质导水管绑扎牢靠；滑带段pvc钢丝螺旋增强软管外侧每隔30cm～40cm套设一个纸质套筒22(长8cm)，带pe钢绞线从纸质套筒22内依次穿过，并采用塑料胶带(宽6cm)将纸质套筒22和pvc钢丝螺旋增强软管绑扎牢靠；硬质排水管11底部外侧设置一个钢套筒(长15cm)作为套帽6，钢套筒顶端封闭，将带pe钢绞线顶端20cm去皮并加涂黄油后插入钢套筒内，采用铁丝将钢套筒和硬质排水管11绑扎牢靠；
d、排水构件1安装：在第一段硬质排水管11端头依次包裹塑料管盖14、铅丝网13及导向帽12后，向上放入孔内，通过管箍4和铆钉将第二段硬质排水管11套接在第一段硬质排水管11上，硬质排水管11管外的土工布需搭接20cm，按此循环直至排水构件1所有的硬质排水管11全部安装完成；
e、适应变形构件2、导水构件3的采用与排水构件1相同的方法套接安装；
f、孔口装置安装：全部安装完成后，及时安装孔口保护装置。
安装过程中，钢绞线和pvc钢丝螺旋增强软管处于受压状态，钢绞线可与pvc钢丝螺旋增强软管联合受力，能增加pvc钢丝螺旋增强软管的轴向刚度，防止pvc钢丝螺旋增强软管发生挠曲变形导致安装失败，保证pvc钢丝螺旋增强软管能顺利安装；运行过程中，滑带变形引起pvc钢丝螺旋增强软管错动变形后，钢绞线和pvc钢丝螺旋增强软管处于受拉状态，钢绞线顶端可从钢套筒内松脱，在纸质套筒内可沿轴向自由活动，不会约束pvc钢丝螺旋增强软管的自由变形，纸质套筒在运行过程中会发生降解，钢绞线与pvc钢丝螺旋增强软管将处于彼此独立状态，进一步保证pvc钢丝螺旋增强软管适应变形的能力。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要结构特征。本发明不受上述实例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。