一种利用空心浮体辅助边坡排水的装置

摘要

一种利用空心浮体辅助边坡排水的装置，解决遇到干旱少雨季节时，地下水位降低，坡体没有水需要通过虹吸作用排出，虹吸排水系统就会处于停止工作状态，溶解于水中的空气会以气泡的形式逐渐析出，虹吸管中就会不断累积空气，使虹吸管中的真空度降低，导致虹吸难以再次启动甚至虹吸现象消失的问题。该装置由空心浮体、锚索、气室、虹吸管、排气管、补气管、单向阀组成，空心浮体置在边坡的前方水面上，空心浮体底部通过锚索与地基相连，空心浮体内腔形成气室，虹吸管的一端伸入到边坡地下水位线以下，虹吸管的另一端穿过气室伸入到海水平面以下，排气管的一端伸入到边坡的后缘的地下水位线以下，排气管的另一端与气室相连，补气管设置在气室上端。

权利要求

1.一种利用空心浮体辅助边坡排水的装置，其特征在于，由空心浮体(2)、锚索(10)、气室(3)、虹吸管(4)、排气管(5)、补气管(6)、单向阀(9)组成，空心浮体(2)倒置在边坡(1)的前方水面上，空心浮体(2)底部通过锚索(10)与地基相连，空心浮体(2)内腔形成气室(3)，虹吸管(4)的一端伸入到边坡(1)的地下水位线(7)以下，虹吸管(4)的另一端穿过气室(3)伸入到海水平面以下，排气管(5)的一端伸入到边坡(1)的后缘的地下水位线(7)以下，排气管(5)的另一端与气室(3)相连，补气管(6)设置在气室(3)上端，排气管(5)和补气管(6)内部都设置单向阀(9)。

2.如权利要求1所述的一种利用空心浮体辅助边坡排水的装置，其特征在于，所述的空心浮体(2)没入海水平面30cm以下。

3.如权利要求2所述的一种利用空心浮体辅助边坡排水的装置，其特征在于，所述的排气管(5)，气体只能通过单向阀(9)排出气室(3)，气体不能补进气室(3)，所述的补气管(6)，气体只能通过单向阀(9)补进气室(3)，不能排出气室(3)。

说明书

一种利用空心浮体辅助边坡排水的装置

技术领域

[0001] 本发明属于岩土工程领域，尤其涉及一种海岸及库岸边坡排水的装置。

背景技术

[0002] 我国幅员辽阔，地质地形环境复杂，地质灾害频发，其中滑坡灾害对人类生产生活构成巨大威胁。大多数滑坡灾害的发生与地下水位变化有关。地下水位的上升导致滑坡体容重增加，滑面有效应力降低，抗剪强度减小，进而导致滑坡失稳。对于库岸边坡，当坡前水位快速下降时，坡内地下水向坡外渗流，产生渗透力，增加下滑力，促使滑坡失稳。因此及时排出边坡中的地下水，保持地下水位处于一个较低的水平，可有效防止滑坡的发生。

[0003] 在常用的边坡排水方法中：水平排水孔效率低，孔位选择难，且长期稳定性差，易出现阻塞而导致失效；地下排水洞虽排水效果好，但其施工相对复杂，且工程量大，成本高；集水井抽水需要持久的动力源，同时维护困难。综合上述边坡排水方法，有学者提出了虹吸排水技术，边坡虹吸排水方法具有排水孔布置方便、集水能力强、截排水效果好、需要的钻孔长度小、工程建设速度快等优点，然而在使用虹吸排水方法的工程中，遇到干旱少雨季节时，地下水位降低，虹吸排水系统会暂时处于停止工作状态，由于溶解于水中的空气会以气泡的形式逐渐析出，虹吸管中就会不断累积空气，使虹吸管中的真空度降低，如长时间处于停流状态，会导致虹吸排水重启困难甚至虹吸中断。

发明内容

[0004] 针对现有技术中使用虹吸排水方法为海岸及库岸边坡排水时，因地下水位下降虹吸作用暂停后，虹吸管内真空度降低，虹吸作用很难自行恢复的缺陷。本发明提供一种利用波浪能实时启动虹吸作用的虹吸排水装置。

[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种利用空心浮体辅助边坡排水的装置，由空心浮体、锚索、气室、虹吸管、排气管、补气管、单向阀组成，空心浮体倒置在边坡的前方水面上，空心浮体底部通过锚索与地基相连，空心浮体内腔形成气室，虹吸管的一端伸入到边坡地下水位线以下，虹吸管的另一端穿过气室伸入到海水平面以下，排气管的一端伸入到边坡的后缘的地下水位线以下，排气管的另一端与气室相连，补气管设置在气室上端，排气管和补气管内部都设置单向阀。

[0006] 进一步地，所述的空心浮体没入海水平面30cm以下。

[0007] 进一步地，所述的排气管，气体只能通过单向阀排出气室，气体不能补进气室，所述的补气管，气体只能通过单向阀补进气室，不能排出气室。

[0008] 一种利用空心浮体辅助边坡排水的装置工作时，在波浪的作用下，气室内液面发生激烈震荡。当气室内液面下降时，气室内的压强变低，补气管补进空气，虹吸管的出水口处的水位下降，虹吸管内真空度增加，为虹吸作用提供动力，即使当边坡的地下水位下降到一定范围导致虹吸作用暂时停止，地下水位再次升高时，虹吸作用也会自行恢复，保证了边坡持续不断地排水；当气室液面升高时，气室内的压强升高，排气管排出的空气进入边坡的后缘土体中，形成非饱和区，改变边坡地下水的渗流路径，使水流出坡面，从而降低边坡的地下水位。

[0009] 本发明的优点如下。

[0010] 1.由于本发明气室的设计，在波浪的作用下，气室内的液面发生激烈震荡，气室液面降低时虹吸管出水口处的水位也随着降低，增加虹吸管内的真空度，给虹吸作用提供动力，为虹吸作用的自行恢复提供保障。

[0011] 2.由于本发明排气管的设计，气室内压强升高之后，排出的气体进入边坡，形成非饱和区，改变边坡地下水的渗流路径，使水流出坡面，达到充气排水的效果，从而降低边坡的地下水位。

[0012] 3.由于本发明补气管的设计，气室内空气从排气管排出后，补气管不断进行补气，使整个系统维持一个动态平衡，持续不断发挥作用。

[0013] 4.本发明的采用空心浮体来汇聚波浪能，其修建不受地基和水深的影响；修建迅速，拆迁容易，造价受水深影响较小，同时适用于海岸边坡和库岸边坡。

附图说明

[0014] 图1是本发明整体结构示意图。

[0015] 图2是本发明的空心浮体部分的局部示意图。

[0016] 在图中，1边坡、2空心浮体、3气室、4虹吸管、5排气管、6补气管、7地下水位线、8非饱和区、9单向阀、10锚索。

具体实施方式

[0017] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，本发明的目的和效果将更加明显。

[0018] 如图1-2所示，一种利用空心浮体辅助边坡排水的装置，由空心浮体2、锚索10、气室3、虹吸管4、排气管5、补气管6、单向阀9组成，空心浮体2倒置在边坡1的前方水面上，空心浮体2底部通过锚索10与地基相连，空心浮体2内腔形成气室3，虹吸管4的一端伸入到边坡1的地下水位线7以下，虹吸管4的另一端穿过气室3伸入到海水平面以下，排气管5的一端伸入到边坡1的后缘的地下水位线7以下，排气管5的另一端与气室3相连，补气管6设置在气室3上端，排气管5和补气管6内部都设置单向阀9。

[0019] 进一步地，所述的空心浮体2没入海水平面30cm以下。

[0020] 进一步地，所述的排气管5，气体只能通过单向阀9排出气室3，气体不能补进气室3，所述的补气管6，气体只能通过单向阀9补进气室3，不能排出气室3。

[0021] 一种利用空心浮体辅助边坡排水的装置工作时，在波浪的作用下，气室3内液面发生激烈震荡。当气室3内液面下降时，气室3内的压强变低，补气管6补进空气，虹吸管4的出水口处的水位下降，虹吸管4内真空度增加，为虹吸作用提供动力，即使当边坡1的地下水位下降到一定范围导致虹吸作用暂时停止，地下水位再次升高时，虹吸作用也会自行恢复，保证了边坡1持续不断地排水；当气室3液面升高时，气室3内的压强升高，排气管5排出的空气进入边坡1的后缘土体中，形成非饱和区8，改变边坡1地下水的渗流路径，使水流出坡面，从而降低边坡1的地下水位。