滑坡体排水方法与流程

1.本技术涉及地质灾害防治技术领域，特别涉及一种滑坡体排水方法。


背景技术：

2.滑坡灾害是目前一种严重的自然灾害，多数滑坡的诱发因素是降雨，雨水渗入滑坡体内，滑坡体(滑坡体可以是指具有滑坡风险的斜坡)呈饱和状态，岩、土体物理力学参数显著降低，进而导致滑坡的发生。因此，需要高效、快速排出降雨，减少滑坡灾害的发生。
3.目前，通常使用如下方法排水：在滑坡体表面以常规的间距挖出多条遍布滑坡体的平行的排水槽，排水槽的下游引入滑坡排水沟或天然边沟。
4.但是，上述布设滑坡表面的排水槽时，由于不考虑排水槽间距、长度等技术参数，往往布设的排水槽位置不合理，排水槽总长度过长，造成工程施工难度大，时间周期长。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供了一种滑坡体排水方法，能够解决相关技术中排水槽因长度过长而导致的施工困难、工期延长的问题。所述技术方案如下：
6.本技术提供了一种滑坡体排水方法，所述方法包括：
7.获取滑坡体上，多条排水槽的总长、所述多条排水槽中任意一条排水槽与水平面的夹角以及任意两条相邻排水槽之间的间距的第一对应关系；
8.获取滑坡体的参数；
9.根据所述滑坡体的参数确定所述滑坡体发生滑坡时的临界降雨量；
10.获取所述多条排水槽中任一排水槽的排水能力等于所述任一排水槽对应的滑坡区域的降水体积的情况下，所述第一对应关系中，使所述多条排水槽的总长取最小值的所述任意一条排水槽与水平面的目标夹角以及所述任意两条相邻排水槽之间的目标间距，所述任一排水槽对应的滑坡区域为所述滑坡体中，位于所述任一排水槽上方且位于除所述任一排水槽外的另一排水槽的下方或所述滑坡体的边界的下方的区域；
11.根据所述目标夹角以及所述目标间距在所述滑坡体上铺设所述排水装置。
12.可选地，所述获取滑坡体上，多条排水槽的总长、所述多条排水槽中任意一条排水槽与水平面的夹角以及任意两条相邻排水槽之间的间距的第一对应关系，包括：
13.获取第一公式，所述第一公式包括：
[0014][0015]
其中，l
总长
为所述多条排水槽的总长，l为所述多条排水槽中一条排水槽的平均长度，s为所述滑坡体的面积，b为所述滑坡体的宽度，d为所述任意两条相邻排水槽之间的间距，α为所述任意一条排水槽与水平面的夹角，l＝b/cosα。
[0016]
可选地，所述滑坡体的参数，包括：
[0017]
所述滑坡体的坡度、宽度以及面积，滑坡体覆盖层竖直厚度、滑坡体覆盖层渗透系
数、滑坡体覆盖层天然密度、滑坡体土天然粘聚力、滑坡体土天然内摩擦角。
[0018]
可选地，所述根据所述滑坡体的参数确定所述滑坡体发生滑坡时的临界降雨量，包括：
[0019]
通过第二公式确定所述滑坡体发生滑坡时的临界降雨量；
[0020]
其中，r
cr
为所述滑坡体发生滑坡时的临界降雨量，z为所述滑坡体覆盖层竖直厚度，k为所述滑坡体覆盖层渗透系数，θ为所述滑坡体的坡度，s为所述滑坡体的面积，b为所述滑坡体的宽度，ρs为所述滑坡体覆盖层天然密度，ρw为水密度，c为所述滑坡体土天然粘聚力，为所述滑坡体土天然内摩擦角，g为重力加速度。
[0021]
可选地，所述获取所述多条排水槽中任一排水槽的排水能力等于所述任一排水槽对应的滑坡区域的降水体积的情况下，所述第一对应关系中，使所述多条排水槽的总长取最小值的所述任意一条排水槽与水平面的目标夹角以及所述任意两条相邻排水槽之间的目标间距之前，所述方法还包括：
[0022]
确定所述任一排水槽对应的滑坡区域的降水体积、所述任意两条相邻排水槽之间的间距、所述任一排水槽的平均长度以及临界降雨量的第二对应关系，所述第二对应关系包括：
[0023][0024]
其中，q1为所述任一排水槽对应的滑坡区域的降水体积，d为所述任意两条相邻排水槽之间的间距。
[0025]
可选地，所述获取所述多条排水槽中任一排水槽的排水能力等于所述任一排水槽对应的滑坡区域的降水体积的情况下，所述第一对应关系中，使所述多条排水槽的总长取最小值的所述任意一条排水槽与水平面的目标夹角以及所述任意两条相邻排水槽之间的目标间距之前，所述方法还包括：
[0026]
确定所述多条排水槽中任一排水槽的排水能力与所述任一排水槽的排水能力和所述排水槽的参数的第三对应关系，所述第三对应关系包括：
[0027]
q2＝k
·a·b·
cosα
·
sinθ；
[0028]
其中，q2为所述多条排水槽中任一排水槽的排水能力，k为所述任一排水槽的渗透系数，a为所述任一排水槽横截面过水宽度，b为所述任一排水槽横截面过水高度，α为所述任意一条排水槽与水平面的夹角。
[0029]
可选地，所述获取所述多条排水槽中任一排水槽的排水能力等于所述任一排水槽对应的滑坡区域的降水体积的情况下，所述第一对应关系中，使所述多条排水槽的总长取最小值的所述任意一条排水槽与水平面的目标夹角以及所述任意两条相邻排水槽之间的目标间距，包括：
[0030]
根据所述第二对应关系以及所述第三对应关系，确定在
且所述d≤15m，所述α≤30
°
时，使所述第一公式中的l
总长
为最小值的所述目标间距以及所述目标夹角。
[0031]
可选地，所述根据所述目标夹角以及所述目标间距在所述滑坡体上铺设所述排水装置，包括：
[0032]
根据所述目标夹角以及所述目标间距在所述滑坡体的表面挖出多条遍布所述滑坡体的平行的凹槽，所述滑坡体顶部第一条凹槽与所述滑坡体的边界的距离大于或等于2m，除所述第一条凹槽外的其他凹槽的上游端与所述滑坡体的边界的距离大于或等于2m；
[0033]
在每个所述凹槽内设置排水组件，以形成所述多条排水槽。
[0034]
可选地，所述排水组件包括条状水槽以及填充于所述条状水槽中的粗砂。
[0035]
可选地，所述在每个所述凹槽内设置排水组件，以形成所述多条排水槽之后，所述方法还包括：
[0036]
在所述每条排水槽上铺设土工布，并通过所述滑坡体的土壤覆盖所述土工布。
[0037]
本技术实施例提供的技术方案带来的有益效果包括：该滑坡体排水方法使用排水槽和内置排水组件相结合的方法，利用临界降雨状况下排水装置所需拦截的降水体积与排水装置的排水能力相等的关系，确定排水槽的间距、排水槽与水平面的夹角及排水槽最短总长度。进而该滑坡体排水方法解决了实际施工中排水槽因长度过长而导致的施工困难、工期延长的问题，达到了排水效果较好、施工难度低、工期短的效果。
附图说明
[0038]
为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0039]
图1是本技术实施例提供的一种滑坡体排水方法流程图；
[0040]
图2是本技术实施例提供的另一种滑坡体排水方法流程图；
[0041]
图3是本技术实施例提供的一种滑坡体的结构示意图；
[0042]
图4是本技术实施例提供的排水装置剖面图；
[0043]
图5是本技术实施例提供的排水组件结构示意图；
[0044]
图6是本技术实施例提供的排水组件中通用排水块结构示意图；
[0045]
图7是本技术实施例提供的排水组件中排水面板结构示意图。
[0046]
通过上述附图，已示出本技术明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本技术构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本技术的概念。
具体实施方式
[0047]
为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。
[0048]
图1是本技术实施例示出的一种滑坡体排水方法的流程图，该方法可以用于排水装置中，该排水装置包括多条排水槽，该方法包括以下步骤：
[0049]
步骤101、获取滑坡体上，多条排水槽的总长、多条排水槽中任意一条排水槽与水平面的夹角以及任意两条相邻排水槽之间的间距的第一对应关系。
[0050]
步骤102、获取滑坡体的参数。
[0051]
步骤103、根据滑坡体的参数确定滑坡体发生滑坡时的临界降雨量。
[0052]
步骤104、获取多条排水槽中任一排水槽的排水能力等于任一排水槽对应的滑坡区域的降水体积的情况下，第一对应关系中，使多条排水槽的总长取最小值的任意一条排水槽与水平面的目标夹角以及任意两条相邻排水槽之间的目标间距。
[0053]
其中，任一排水槽对应的滑坡区域为滑坡体中，位于任一排水槽上方且位于任一排水槽外的另一排水槽的下方或滑坡体的边界的下方的区域。
[0054]
步骤105、根据目标夹角以及目标间距在滑坡体上铺设排水装置。
[0055]
综上所述，本技术实施例提供的滑坡体排水方法，使用排水槽和内置排水组件相结合的方法，利用临界降雨状况下排水装置所需拦截的降水体积与排水装置的排水能力相等的关系，确定排水槽的间距、排水槽与水平面的夹角及排水槽最短总长度。进而该滑坡体排水方法解决了实际施工中排水槽因长度过长而导致的施工困难、工期延长的问题，达到了排水效果较好、施工难度低、工期短的效果。
[0056]
图2是本技术实施例提供的另一种滑坡体排水方法的流程图，该方法可以用于排水装置中，该排水装置包括多条排水槽，该方法包括以下步骤：
[0057]
步骤201、获取滑坡体上，多条排水槽的总长、多条排水槽中任意一条排水槽与水平面的夹角以及任意两条相邻排水槽之间的间距的第一对应关系。
[0058]
本滑坡体排水方法可应用于滑坡体(指具有滑坡风险的斜坡)，在尽量减小排水槽长度的情况下，在滑坡体表面铺设排水槽，对其进行有效的排水，减小滑坡发生的风险。在应用本技术实施例提供的方法时，首先可以确定排水槽一些参数之间的第一对应关系。
[0059]
可选地，该第一对应关系可以由第一公式来体现，第一公式包括：
[0060][0061]
l
总长
为多条排水槽的总长，l为多条排水槽中一条排水槽的平均长度，s为滑坡体的面积，b为滑坡体的宽度，d为任意两条相邻排水槽之间的间距，α为任意一条排水槽与水平面的夹角，其中，l
总长
、d以及α为未知量，s为滑坡体的面积实测值，b为滑坡体表面宽度的实测平均值。多条排水槽中一条排水槽的平均长度与滑坡体的宽度、任意一条排水槽与水平面的夹角存在如下物理关系：l＝b/cosα。
[0062]
步骤202、获取滑坡体的参数。
[0063]
可选地，该滑坡体的参数可以包括滑坡体的坡度、宽度以及面积，滑坡体覆盖层竖直厚度、滑坡体覆盖层渗透系数、滑坡体覆盖层天然密度、滑坡体土天然粘聚力、滑坡体土天然内摩擦角。
[0064]
其中，滑坡体的坡度单位为度(
°
)、宽度单位为米(m)、面积单位为平方米(m2)、滑坡体覆盖层竖直厚度单位为米(m)、滑坡体覆盖层渗透系数单位为米每天(m/d)、滑坡体覆盖层天然密度单位为克每立方厘米(g/cm3)、滑坡体土天然粘聚力单位为千帕(kpa)、滑坡
体土天然内摩擦角单位为度(
°
)，上述数值由当地实测得到。
[0065]
其中滑坡体的坡度为滑坡体表面与水平面的夹角；滑坡体的宽度为滑坡体表面宽度的平均值；滑坡体的面积即滑坡体表面覆水面积。
[0066]
步骤203、根据滑坡体的参数确定滑坡体发生滑坡时的临界降雨量。
[0067]
可选地，可以通过第二公式
[0068]
确定滑坡体发生滑坡时的临界降雨量。其中，r
cr
为滑坡体发生滑坡时的临界降雨量，z为滑坡体覆盖层竖直厚度，k为滑坡体覆盖层渗透系数，θ为滑坡体的坡度，s为滑坡体的面积，b为滑坡体的宽度，ρs为滑坡体覆盖层天然密度，ρw为水密度，c为滑坡体土天然粘聚力，为滑坡体土天然内摩擦角，g为重力加速度。
[0069]
其中，滑坡体发生滑坡时的临界降雨量单位为毫米每天(mm/d)，滑坡体覆盖层竖直厚度单位为米(m)，滑坡体覆盖层渗透系数单位为米每天(m/d)，滑坡体的坡度单位为度(
°
)，滑坡体的面积单位为平方米(m2)，滑坡体的宽度单位为米(m)，滑坡体覆盖层天然密度单位为克每立方厘米(g/cm3)，水密度单位为克每立方厘米(g/cm3)，本技术中取1g/cm3，滑坡体土天然粘聚力单位为千帕(kpa)，滑坡体土天然内摩擦角单位为度(
°
)，重力加速度单位为米每二次方秒(m/s2)，可取滑坡体所在位置处重力加速度实测值，也可取9.81m/s2。
[0070]
步骤204、确定任一排水槽对应的滑坡区域的降水体积、任意两条相邻排水槽之间的间距、任一排水槽的平均长度以及临界降雨量的第二对应关系。
[0071]
可选地，第二对应关系为其中，q1为任一排水槽对应的滑坡区域的降水体积，单位为立方米每天(m3/d)，d为任意两条相邻排水槽之间的间距，单位为米(m)。
[0072]
步骤205、确定多条排水槽中任一排水槽的排水能力与任一排水槽的排水能力和排水槽的参数的第三对应关系。
[0073]
第三对应关系包括：q2＝k
·a·b·
cosα
·
sinθ，其中，q2为多条排水槽中任一排水槽的排水能力，即最大过水能力(该最大过水能力可以认为是该条排水槽每天能够排泄的最大水量)，单位为立方米每天(m3/d)，k为任一排水槽的渗透系数，单位为米每天(m/d)，a为任一排水槽横截面过水宽度，单位为米(m)，b为任一排水槽横截面过水高度，单位为米(m)，α为任意一条排水槽与水平面的夹角，单位为度(
°
)。
[0074]
示例性的，如图4所示，图4为本技术提供的排水装置剖面图，图中a即排水槽横截面过水宽度，b即排水槽横截面过水高度。
[0075]
步骤206、根据第二对应关系以及第三对应关系，确定排水槽对应的滑坡区域的降水体积等于排水槽的排水能力时，使第一对应关系中的l
总长
为最小值的目标间距以及目标夹角。
[0076]
在且d≤15m，α≤30
°
时，确定使第一公式中的l
总长
为最小值的目标间距以及目标夹角。该确定过程可以通过计算机软件实现，或者也可以通过人工计算实现，本技术实施例对此不作限制。
[0077]
其中，排水槽的间距小于15m，与水平面的夹角小于30
°
，可防止排水槽间距过大造成降雨入渗过深，使排水槽仅能拦截部分地下水的情况出现。排水槽间距过大可能导致排水槽对应的滑坡区域的降水体积过大，当排水槽对应的滑坡区域的降水体积大于排水槽的排水能力时，排水槽则只能拦截部分降水，难以有效的实现排水功能。
[0078]
步骤207、根据目标夹角以及目标间距在滑坡体的表面挖出多条遍布滑坡体的平行的凹槽。
[0079]
上述步骤为确定排水槽参数(即目标夹角和目标间距)的步骤，确定排水槽参数后，可以开始在滑坡体表面挖多条平行的凹槽。
[0080]
示例性的，如图3所示，图3为本技术实施例中一种滑坡体的结构示意图。挖出多条平行的凹槽31，且滑坡体顶部第一条凹槽311与滑坡体的边界32的距离大于或等于2m，除第一条凹槽311外的其他凹槽的上游端313与滑坡体的边界32的距离大于或等于2m；凹槽下游端314引入滑坡排水沟33，滑坡排水沟33为滑坡体旁已建好或天然形成的边沟，其方向为沿滑坡体表面自上而下。
[0081]
挖出多条平行的凹槽后，对凹槽的槽底适当夯实，夯实系数不低于0.85，夯实系数指夯实后土方体积与夯实前土方体积的比值。
[0082]
步骤208、在每个凹槽内设置排水组件，以形成多条排水槽。
[0083]
排水组件包括条状水槽以及填充于条状水槽中的粗砂，粗砂适当夯实。将排水组件放入凹槽后，其顶面距滑坡地表距离大于0.5m且小于1.5m。
[0084]
示例性的，如图4所示，图4为本技术提供的排水装置剖面图。凹槽31内放置排水组件41，可选地，一条凹槽31放置一部排水组件41，排水组件41放置完毕后，回填粗砂s，回填至排水组件顶面411。另外，排水组件顶面411至滑坡地表45的距离大于0.5m且小于1.5m，此距离的取值与所确定的排水槽间距d数值大小成正相关，排水槽间距越大，排水组件顶面至滑坡地表的距离越大，排水槽间距越小，排水组件顶面至滑坡地表的距离则越小。同时，放置排水组件时，排水组件底面412与凹槽的槽底315平行。如图4所示，排水组件底面412被剖面所剖的边与水平面平行，凹槽31被剖面所剖的边也与水平面平行。
[0085]
示例性的，如图5所示，图5为本技术提供的排水组件结构示意图。条状水槽包括n个连接的通用排水块51、两个排水面板52以及4(n 1)个紧固螺丝53，条状水槽用于拦截并排出任一排水槽对应的滑坡区域的降水，其中n的数值根据排水槽总长度的最小值确定，n个相邻通用排水块51之间通过紧固螺丝53紧固连接。
[0086]
示例性的，如图6所示，图6为本技术提供的排水组件中通用排水块的结构示意图。通用排水块51包括迎水侧面板511、背水侧面板512、底板513以及通用排水块螺孔514，其中迎水侧面板511开有排水孔511a，背水侧板512及底板513不开排水孔。迎水侧面板511、背水侧面板512以及底板513之间通过紧固螺丝53连接，其中迎水侧面板511和背水侧面板512相互平行。
[0087]
示例性的，如图7所示，图7为本技术的排水组件中排水面板的结构示意图。排水组件的排水面板52的四角位置开有四个螺纹孔521以及排水孔522，排水孔522在水平和竖直方向等间距满板布置，利用与螺纹孔521配合的紧固螺丝53将排水面板52和通用排水块51紧固连接。
[0088]
放置排水组件时，将迎水侧面板于地势高的一侧放置。降雨后，渗入滑坡体的地下
水在重力作用下通过排水组件的迎水侧面板流入排水组件。排水组件中的地下水在重力作用下沿着与水平面呈α角的排水槽流向排水组件的排水面板，继而流出排水组件。其中排水组件的背水侧面板和底板不开孔，可防止渗入滑坡体的地下水流入下一道排水槽。
[0089]
通用排水块的迎水侧面板上的排水孔满板布置，可最大程度使降水后滑坡体内的地下水流入排水组件。
[0090]
通用排水块及排水面板均采用玻璃钢或热熔塑料制作，玻璃钢质轻而硬，硬度高，不导电，具有性能稳定、机械强度高、回收利用少以及耐腐蚀等优点，可在本技术提供的滑坡体排水方法中的使用场景下长期使用。同时由于玻璃钢可设计性及工艺性优良，可灵活设计出各种结构产品，满足技术要求。
[0091]
步骤209、在每条排水槽上铺设土工布，并通过滑坡体的土壤覆盖土工布。
[0092]
土工布，又称土工织物，是由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性土工合成材料，分为有纺土工布或无纺长丝土工布，具有透水性强、强度高、重量轻、耐腐蚀以及布设简单等优点。
[0093]
示例性的，如图4所示，图4为本技术提供的排水装置剖面图。土工布42直接铺在排水组件41之上，并使用滑坡体的土壤43覆盖土工布42，然后恢复滑坡地表。滑坡体的土壤43可以为挖凹槽31时挖出的土壤，此步骤中将这部分土壤回填即可。
[0094]
降水入渗时，由于土工布具有良好的透气性和透水性，可有效截留土颗粒以及细沙，并在滑坡体内部形成排水通道，将滑坡体结构内多余气体和液体外排，达到保持滑坡体稳定的效果。水流对滑坡体冲刷时，土工布可将集中应力扩散、传递并分解，防止滑坡体土受外力作用而破坏，达到防止滑坡体表面水土流失的效果。同时，土工布对具有不同物理性质(如粒径大小、分布、稠度以及密度等)的建筑材料进行隔离，本技术中土工布则在滑坡体的土壤和粗砂之间起到隔离作用，使两种材料间不流失，不混杂，保持材料的整体结构和功能。
[0095]
综上所述，本技术实施例提供的滑坡体排水方法，使用排水槽和内置排水组件相结合的方法，利用临界降雨状况下排水装置所需拦截的降水体积与排水装置的排水能力相等的关系，确定排水槽的间距、排水槽与水平面的夹角及排水槽最短总长度。进而该滑坡体排水方法解决了实际施工中排水槽因长度过长而导致的施工困难、工期延长的问题，达到了排水效果较好、施工难度低、工期短的效果。
[0096]
在本技术中，术语“第一”、“第二”和“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
[0097]
以上仅为本技术的可选实施例，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。