[發(fā)明專利]一種變管徑的高揚(yáng)程邊坡虹吸排水裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010040309.9
• 申請(qǐng)日: 2020-01-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111206562A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭俊;郭吉超;孫紅月;呂慶;尚岳全;王炯超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): E02D3/10
• 分類號(hào): E02D3/10;F04F10/00
• 代理公司: 杭州中成專利事務(wù)所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

本發(fā)明涉及巖土工程領(lǐng)域，尤其涉及一種變管徑的高揚(yáng)程邊坡虹吸排水裝置。包括排水管，排水管包括管徑不同的三段，分別為兩端的上水段、下水段和中間的連接段；排水管下水段的端口與真空泵或注水設(shè)備相連。本發(fā)明該裝置既有效改善了高揚(yáng)程粗管徑虹吸排水的空氣積累嚴(yán)重問(wèn)題，又顯著提升了細(xì)管徑虹吸排水效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖土工程領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于邊坡變形破壞受地下水作用影響的排水處置裝置。

背景技術(shù)

邊坡的變形破壞往往與地表和地下水的活動(dòng)有關(guān)，其中不少邊坡失穩(wěn)是由地下水的升高直接引發(fā)的。邊坡排水可以提高滑帶土的抗剪強(qiáng)度，減小滑坡推力，從而提高邊坡的穩(wěn)定性。

當(dāng)前邊坡的主要排水措施有：地下排水洞、水平排水孔、集水井抽水、地表排水溝和排水盲溝等，其中地下排水洞費(fèi)用高、施工工藝復(fù)雜，水平排水孔易堵塞、排水效果差，集水井抽水需要?jiǎng)恿徒?jīng)常性管理，地表排水溝和排水盲溝只能排淺表部水、對(duì)提高邊坡穩(wěn)定性效果差。

虹吸是一種利用液面高度差的作用力推動(dòng)液體流動(dòng)的物理現(xiàn)象，虹吸流動(dòng)過(guò)程和流速由液面變化自動(dòng)控制，非常適合坡體排水的需要，已經(jīng)在邊坡排水中得到推廣應(yīng)用。在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓條件下，自然虹吸能達(dá)到的極限揚(yáng)程為10.3m；隨著海拔增大，氣壓降低，自然虹吸能達(dá)到的極限揚(yáng)程逐漸降低；如海拔3000m處自然虹吸的極限揚(yáng)程僅為6.97m。邊坡地下水一般埋深較大，需要采用高揚(yáng)程虹吸。此外，旱季長(zhǎng)期無(wú)水，虹吸管會(huì)經(jīng)歷很長(zhǎng)的停流期。針對(duì)高揚(yáng)程間歇性虹吸排水管氣泡累積問(wèn)題，已有研究者提出采用小管徑(小于5mm)的解決方案。該方案的弊端是虹吸排水效率較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有的小管徑虹吸排水系統(tǒng)排水效率較低的缺陷，發(fā)明一種變管徑的高揚(yáng)程邊坡虹吸排水裝置，該裝置一方面可以提高虹吸管的排水效率，同時(shí)還能減小虹吸管中的氣泡累積。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

提供一種變管徑的高揚(yáng)程邊坡虹吸排水裝置，包括排水管，排水管包括管徑不同的三段，分別為兩端的上水段、下水段和中間的連接段；排水管下水段的端口與真空泵或注水設(shè)備相連。

作為一種改進(jìn)，排水管的上水段內(nèi)徑為6.5mm。

作為一種改進(jìn)，排水管的下水段內(nèi)徑為4mm。

作為一種改進(jìn)，排水管的連接段長(zhǎng)度為0.5m。

虹吸排水系統(tǒng)為揚(yáng)程高于5m以上(接近海平面地區(qū))的高揚(yáng)程排水系統(tǒng)，在排出坡體內(nèi)地下水的過(guò)程中，當(dāng)?shù)叵滤幌陆档揭欢ǚ秶鷷r(shí)，虹吸作用將暫時(shí)停止，地下水位再次升高時(shí)，虹吸作用會(huì)自行恢復(fù)，實(shí)時(shí)控制坡體地下水位上升，保證地下水位位于安全水位線以下。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：應(yīng)用本發(fā)明的變管徑的高揚(yáng)程邊坡虹吸排水系統(tǒng)，充分利用高揚(yáng)程排水的優(yōu)點(diǎn)，解決邊坡深部排水問(wèn)題。一方面，與傳統(tǒng)細(xì)管徑的虹吸排水系統(tǒng)相比較，本發(fā)明提出的變管徑虹吸排水系統(tǒng)可以顯著提高排水效率，既可以迅速降低水位，又可以減少布置排水管數(shù)量，節(jié)約成本；與傳統(tǒng)粗管徑的虹吸排水系統(tǒng)相比較，本發(fā)明提出的變管徑虹吸排水系統(tǒng)可以顯著減小虹吸管中的累積氣泡，增強(qiáng)了系統(tǒng)長(zhǎng)期免維護(hù)的穩(wěn)定性(非雨季，地下水位較低，虹吸管暫停；進(jìn)入雨季后，地下水位升高，虹吸管需要自動(dòng)啟動(dòng)；傳統(tǒng)的粗管徑虹吸系統(tǒng)，因氣泡累積原因，很難長(zhǎng)期維持穩(wěn)定自動(dòng)啟動(dòng))。總之，該裝置既有效改善了高揚(yáng)程粗管徑虹吸排水的空氣積累嚴(yán)重問(wèn)題，又顯著提升了細(xì)管徑虹吸排水效率。

附圖說(shuō)明

圖1為變管徑高揚(yáng)程虹吸裝置簡(jiǎn)易示意圖；

圖2為在不同的高揚(yáng)程下三類管徑流量曲線圖；

圖3為本發(fā)明的變管徑高揚(yáng)程虹吸排水裝置的實(shí)施工作示意圖。