一种无支撑排水管固定结构及施工方法与流程

1.本技术涉及排水管技术领域，更具体地说，它涉及一种无支撑排水管固定结构及施工方法。


背景技术：

2.随着我国城市建设飞速发展，大量道路建设使地面不透水地面的面积快速增加，为了能及时迅速地排出路面上的雨水，人们在路面的下方埋设排水管，并在路面上开设有雨水口，地面的雨水通过雨水口汇集于排水管中，再通过排水管集中排放至河道或雨水处理设备中。
3.现有的排水管在无支撑固定时，通常先在道路上挖出沟槽，在沟槽底部的原土层上铺设砂石后即将排水管铺设在砂石层的上方，然后用砂石回填沟槽至没过排水管，再在排水管的上方铺设一层原土、粗砂或碎石，最后按路基要求回填至与路面齐平，进而形成一个由层结构密实铺设而成的固定结构。
4.针对上述中的相关技术，发明人认为，随着排水管使用时间的增加，上述固定结构周围的土壤水会渗入其中，影响该固定结构的压实度，使得固定结构对排水管的防护效果变差。


技术实现要素：

5.为了能长时间保持对排水管良好的防护效果，本技术提供一种无支撑排水管固定结构及施工方法。
6.第一方面，本技术提供一种无支撑排水管固定结构，采用如下的技术方案：一种无支撑排水管固定结构，包括土工布以及自下而上依次铺设的基层、第一包覆层、第二包覆层和路基层，所述基层设在原土层上，排水管水平穿设在所述第一包覆层和第二包覆层之间，所述土工布包裹在所述第一包覆层和所述第二包覆层的外侧并与其形成一密实体。
7.通过采用上述技术方案，本技术中路基侧层为排水管提供一个良好的支撑平台，在此基础上，土工布一方面能在一定程度上阻隔原土中的水分进入第一包覆层和第二包覆层中，土工布另一方面能对第一包覆层和第二包覆层进行包裹，使得第一包覆层和第二包覆层能稳定包裹在排水管的外侧，使其形成为一个密实体，排水管水平穿设其中受到良好的防护，由此能长时间保持对排水管良好的防护效果；此外，密实体相对于单一的排水管具有更多与道路原土层接触的面积，两者的摩擦力也随之增加，其能减缓密实体下沉，增加排水管埋设在道路内的结构稳定性。
8.优选的，排水管在所述第一包覆层和所述第二包覆层内的穿设量相同。
9.通过采用上述技术方案，由于道路下方的排水管通常水平铺设（中心轴与水平面平行），水在排水管内流通时，排水管的重心为中心轴或中心轴的下方，因此第一包覆层对排水管的稳固尤为重要，本技术将一半的排水管穿设在第一包覆层中，阻止排水管在第一
包覆层中左右摆动，对排水管具有优良的稳固效果，在此基础上，第二包覆层对排水管的另一半进行压紧，具有良好的锁定效果，由此获得的密实体具有良好的结构稳定性。
10.优选的，所述第一包覆层包括第一缓冲层和第一密实层，所述第一缓冲层位于所述第一密实层的下方；所述第二包覆层包括第二缓冲层和第二密实层，所述第二缓冲层位于所述第二密实层的上方。
11.通过采用上述技术方案，第一缓冲层和第二缓冲层分别为排水管的底部和顶部提供良好的缓冲作用，具有一定的减震效果，第一密实层和第二密实层则用于实现对排水管的包覆，由此能有效减小外部压力对排水管的冲击，具有良好的防护作用。
12.优选的，所述第一密实层的压实度大于所述第一缓冲层的压实度，所述第二密实层的压实度大于所述第二缓冲层的压实度，且所述第二缓冲层和所述第二密实层在所述排水管正上方的压实度低于其相对两侧的压实度。
13.通过采用上述技术方案，第一缓冲层和第二缓冲层的压实度分别低于第一密实层和第二密实层，使得密实体内的压实度以排水管为中心自外向内逐渐增加，位于外侧的两个缓冲层为原土产生的应变产生良好的缓冲作用，位于内侧的两个第一密实层实现对排水管的稳定抱紧；在此基础上，由于第二缓冲层和第二密实层自身有一定重量，其铺设在排水管上方对排水管会产生一定压力，而缓冲层和密实层具备一定压实度需要借助外力进行压实，因此本技术将第二缓冲层和第二密实层在排水管正上方的压实度设定为低于其相对两侧的压实度，其在保证优良防护作用的情况下，能减少在排水管正上方压紧时施加的压力，降低排水管被压坏的可能性。
14.优选的，所述基层包括自下而上铺设的脚手片层和夯实层，所述夯实层由原土和碎石拌和后的混合料夯实而成。
15.通过采用上述技术方案，脚手片通常为带有孔隙的金属片、竹筏片等，其构成的脚手片层能对原土进行初步压实，夯实层中的原土在夯实过程中能穿过脚手片的空隙与原土层较好地进行粘接，同时提高原土的利用率，其中的脚手片还能进一步增加原土层与夯实层的粘接效果，夯实层中的碎石具有良好的补强作用，由此保证夯实层良好的结构强度，其制得的基层能为密实体提供良好的支撑效果。
16.优选的，所述基层还包括碎石找平层，所述碎石找平层设在所述夯实层与所述土工布之间。
17.通过采用上述技术方案，碎石找平层一方面能平整基层与土工布的接触面，另一方面能将土工布与夯实层隔开，减少夯实层中的原土粘附在土工布上而影响土工布内的水进行排出，此外土工布外拦截水能通过碎石层中碎石之间的间隙快速排出；由此，本技术中的碎石找平层不单单用于找平，还能作为隔离层和导水层减少原土中的水冲击土工布层内的第一包覆层和第二包覆层。
18.优选的，所述土工布的内侧壁上设有亲水层，所述土工布的外侧壁上设有疏水层。
19.通过采用上述技术方案，亲水层有助于土工布内的水吸收至土工布处，再透过土工布排出；疏水层一方面能减少原土中的水分渗入土工布内，另一方面能促使土工布拦截以及由内渗出的水在重力作用下沿着土工布的外侧壁向下流通，减少水流对密实体内部结构的影响。
20.优选的，所述土工布在水平方向的相对两侧分别设有一透水板，所述土工布的外
侧壁贴合在所述透水板的板面上，所述透水板的底部穿设于所述基层中，所述透水板的顶部高出所述第二包覆层的顶面或与所述第二包覆层的顶面齐平。
21.通过采用上述技术方案，透水板一方面能对土工布层水平方向的相对两侧提供良好的支撑作用，保证密实体稳定的结构强度；另一方面由于其透水的性能可作为导水材料，能吸附土工布外侧壁上的水并将其导向输送至基层中进行排放。
22.优选的，所述透水板底部朝向所述土工布的板面上设有第一预埋件，所述透水板顶部朝向所述土工布的板面上设有第二预埋件，所述第一预埋件穿过所述土工布的底部并连接有第一定位件，所述第二预埋件穿过所述土工布的顶部并连接有第二定位件。
23.通过采用上述技术方案，第一预埋件配合第一定位件对土工布的底部加以限位，第二预埋件配合第二定位件对土工布的顶部加以限位，其采用预埋的方式不但有助于保证土工布的包裹深度保持在设定值，还能免去现场测量深度的工序，在一定程度上能加快固定结构的施工效率。
24.第二方面，本技术提供一种无支撑排水管固定结构的施工方法，采用如下的技术方案：一种无支撑排水管固定结构的施工方法，包括以下步骤：在道路中挖出沟槽，在沟槽的槽底铺设基层，并对沟槽的槽壁进行夯实；将土工布铺设在沟槽中，土工布的底部与基层的上表面贴合固定，土工布的相对两侧分别定位于沟槽的相对两侧；在土工布内分两次铺设第一包覆层，第一次铺设完后放入排水管，第二次继续铺设至第一包覆层对排水管的下侧进行限位；在土工布内分两次铺设第二包覆层，第一次铺设至没过排水管，第二次继续铺设至指定高度；将沟槽相对两侧的土工布依次翻折至第二包覆层的上方并进行密实封边，第一包覆层、第二包覆层体积和排水管锁定在土工布内并形成一整体；按路基要求对沟槽回填至与道路的路面齐平。
25.通过采用上述技术方案，本技术在沟槽底部铺设基层，为密实体打好基础，随后将土工布铺设在沟槽中，土工布的相对两侧定位在沟槽的相对两侧能阻止其在铺设第一包覆层和第二包覆层时掉落至沟槽内影响施工；其中的第一包覆层和第二包覆层均分两侧进行铺设，第一次铺设的第一包覆层能对土工布加以初步固定，同时能为排水管提供一个平整的放置台，待排水管放置到设定位置后，第二次铺设的第一包覆层能对该排水管进行初步定位，阻止排水管发生滚动；随后再铺设第二包覆层，第一次第二包覆层的铺设用于实现对排水管包覆，第二次包覆层则对排水管进行紧实，由此促使排水管稳定地穿设于第一包覆层和第二包覆层之间；最后对土工布进行紧实封边能对第一包覆层、第二包覆层和排水管进行锁定，获得一个内部结构稳定的密实体。
26.综上所述，本技术具有以下有益效果：1、本技术的固定结构通过土工布包裹第一包覆层和第二包覆层、排水管水平穿设在第一包覆层和第二包覆层之间的设计，使其成为一个的密实体，在保证优良防护作用的同时，还能进一步增加排水管埋设在道路内的结构稳定性。
27.2、本技术的固定结构中土工布内侧壁设吸水层、外侧壁设疏水层，再结合透水板
的设置，能有效减少水流渗入密实体中，保证密实体优良的结构稳定性，为排水管提供良好的支撑定位以及防护效果。
28.3、本技术的方法，在沟槽中先打基础再铺设土工布，再分批次铺设第一包覆层和第二包覆层，最后用土工布包裹出一个结构稳定的密实体，其施工简单，对排水管的防护效果好，便于被推广应用。
附图说明
29.图1是本技术实施例一的无支撑排水管固定结构的结构示意图一。
30.图2是本技术实施例一的无支撑排水管固定结构的结构示意图二。
31.附图标记说明：1、原土层；2、排水管；3、土工布；4、基层；41、脚手片层；42、夯实层；43、碎石找平层；5、第一包覆层；51、第一缓冲层；52、第一密实层；6、第二包覆层；61、第二缓冲层；62、第二密实层；7、路基层；8、透水板；81、第一预埋件；82、第二预埋件；83、第一定位件；84、第二定位件。
具体实施方式
32.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1-2及实施例，对本技术作进一步详细说明。
33.实施例一本技术实施例一公开一种无支撑排水管固定结构，参照图1，包括土工布3以及自下而上依次铺设的基层4、第一包覆层5、第二包覆层6和路基层74。
34.基层4设在原土层1上，将开挖的沟槽槽底处的原土层1进行隔断，为排水管2提供一个稳固的支撑平台。排水管2水平穿设在第一包覆层5和第二包覆层6之间，土工布3包裹在第一包覆层5和第二包覆层6的外侧。在此基础上，土工布3一方面能在一定程度上阻隔原土中的水分进入第一包覆层5和第二包覆层6中，另一方面能对第一包覆层5和第二包覆层6进行锁定，使得第一包覆层5和第二包覆层6能稳定包裹在排水管2的外侧，使土工布3、第一包覆层5、第二包覆层6和排水管2形成为一个密实体。
35.本技术中，排水管2水平穿设该密实体中能受到良好的防护，由此能长时间保持对排水管2良好的防护效果。另外，密实体作为一个整体结构，其相对于单一的排水管2具有更多与道路原土层1接触的面积，使得密实体与道路原土层1之间的摩擦力随之增加，其增加的摩擦力能减缓密实体下沉，进而增加排水管2埋设在道路内的结构稳定性。
36.其中，基层4包括自下而上铺设的脚手片层41、夯实层42和碎石找平层43。脚手片可以为带有孔隙的金属片、竹筏片等结构，其能对原土进行初步压实。本实施例中具体采用不锈钢网格片铺设而成，且其网孔为正六边形，利用不锈钢结构强度高、不易被微生物降解的特点，将其埋设在土壤中具有更好的支撑效果，网格片的结构使得原土层1的土壤以及夯实层42的填料在网孔中混合粘接，由此能有效增加原土与基层4的连接强度，保证基层4良好的结构稳定性。
37.夯实层42具体由原土和碎石拌和后的混合料夯实而成。夯实层42中的原土在夯实过程中能穿过脚手片的空隙与原土层1较好地进行粘接，同时提高原土的利用率；夯实层42
中的碎石具有良好的补强作用，由此保证夯实层42良好的结构强度，其制得的基层4能为密实体提供良好的支撑效果。其中原土与碎石拌和比例可以根据需要土质（沙土、粉土、黏性土等）不同进行调整，本技术中原土为黏性土，原土与碎石按重量比为1:1混合时具体良好的结构稳定性。夯实层42在铺设混合料后用夯土机夯实到压实度≥95%，本实施例具体铺设成压实度为96%、厚度为30cm的夯实层42。
38.碎石找平层43设在夯实层42与土工布3之间，其压实度规定为≥90%，本实施例具体以92%的压实度铺设碎石找平层43，厚度为8cm。该碎石找平层43一方面能平整基层4与土工布3的接触面，另一方面能将土工布3与夯实层42隔开，减少夯实层42中的原土粘附在土工布3上而影响土工布3内的水进行排出，此外土工布3外拦截水能通过碎石层中碎石之间的间隙快速排出。由此，本技术中的碎石找平层43不单单用于找平，还能作为隔离层和导水层减少原土中的水冲击土工布3层内的第一包覆层5和第二包覆层6。
39.本实施例中，夯实层42选用粒径范围在4.75mm以下的碎石，碎石找平层43选用粒径范围在37.5-19mm之间的碎石，其均为级配碎石，可用于二级和二级以上的公路底基层4。由于夯实层42位于碎石找平层43的下方，夯实层42的碎石间隙小于碎石找平层43，进而能减少碎石找平层43的碎石渗入夯实层42中影响两者的结构强度，此外夯实层42的碎石采用上述粒径具有一定的防渗效果，而碎石找平层43的碎石具有一定的结构稳定性，进而使得土工布3层拦截的水尽可能地都通过碎石找平层43进行导向输送，减少水流对其他部件的冲击。
40.另外，本实施例的第一包覆层5采用粗砂进行铺设，第二包覆层6采用最大粒径为40mm的碎石屑进行铺设。第一包覆层5包括第一缓冲层51和第一密实层52，第一缓冲层51位于第一密实层52的下方；第二包覆层6包括第二缓冲层61和第二密实层62，第二缓冲层61位于第二密实层62的上方。第一缓冲层51和第二缓冲层61分别为排水管2的底部和顶部提供良好的缓冲作用，具有一定的减震效果，第一密实层52和第二密实层62则用于实现对排水管2的包覆，由此能有效减小外部压力对排水管2的冲击，具有良好的防护作用。
41.其中，第一密实层52和第二密实层62的厚度为二分之一的排水管2管径，即使得排水管2在第一包覆层5和第二包覆层6内的穿设量相同，且排水管2的下半部分穿设在第一包覆层5中，排水管2的上半部分穿设在第二包覆层6中。由于道路下方的排水管2通常水平铺设（中心轴与水平面平行），水在排水管2内流通时，排水管2的重心为中心轴或中心轴的下方，因此第一包覆层5对排水管2的稳固尤为重要，本技术将一半的排水管2穿设在第一包覆层5中，能阻止排水管2在第一包覆层5中左右摆动，对排水管2具有优良的稳固效果，在此基础上，第二包覆层6对排水管2的另一半进行压紧，具有良好的锁定效果，由此获得的密实体具有良好的结构稳定性。
42.第二缓冲层61的厚度大于第一缓冲层51的厚度，这是基于排水管2的下方对几乎无冲击力，而排水管2上方需要承受道路较多的压力，因此第二缓冲层61需要有足够的厚度对该压力进行缓冲。本实施例中具体设定第一缓冲层51的厚度为15cm，第二缓冲层61的厚度为50cm，但不限于此。
43.此外，本实施例中第一密实层52和第二密实层62的压实度≥95%，第一缓冲层51和第二缓冲层61的压实度≥90%，且第一密实层52的压实度大于第一缓冲层51的压实度，第二密实层62的压实度大于第二缓冲层61的压实度，由此，密实体内的压实度以排水管2为中心
自外向内逐渐增加，位于外侧的两个缓冲层为原土产生的应变产生良好的缓冲作用，位于内侧的两个第一密实层52实现对排水管2的稳定抱紧。
44.在此基础上，由于第二缓冲层61和第二密实层62自身有一定重量，其铺设在排水管2上方对排水管2会产生一定压力，而缓冲层和密实层具备一定压实度需要借助外力进行压实，因此本技术将第二缓冲层61和第二密实层62在排水管2正上方的压实度设定为低于其相对两侧的压实度，其在保证优良防护作用的情况下，能减少在排水管2正上方压紧时施加的压力，降低排水管2被压坏的可能性。其中排水管2正上方是以排水管2的直径为界，向上投影至第二缓冲层61的顶面，本实施例中以剖面a区进行示意，具体设定该区域的压实度为85
±
2%。
45.本实施例的土工布3按公路土工布3合成材料应用技术规范进行使用，具有采用无纺布作为基材。本实施例的另一种实施方式为在该土工布3的内侧壁上设有亲水层，土工布3的外侧壁上设有疏水层。这样，亲水层有助于土工布3内的水吸收至土工布3处，再透过土工布3排出；疏水层一方面能减少原土中的水分渗入土工布3内，另一方面能促使土工布3拦截以及由内渗出的水在重力作用下沿着土工布3的外侧壁向下流通，减少水流对密实体内部结构的影响。
46.其中的亲水层具体为聚乙烯醇层，其采用中聚合度（分子量为12-15w）的聚乙烯醇熔融喷丝在土工布3上，其厚度为土工布3的三分之一。中聚合度的聚乙烯醇粘度适中，其能较好地与土工布3进行粘接，还能改善土工布3内侧壁的吸水性。在使用过程中，位于顶部和水平两侧的土工布3内侧壁吸收的水分在重力作用下集中在位于底部的土工布3处汇集，再通过土工布3渗入碎石找平层43中进行输送。
47.疏水层具体为有机硅树脂层，其采用环氧改性有机硅树脂和固化剂配合后涂覆在土工布3上常温固化而成，其厚度为土工布3的五分之一。该有机硅树脂层具有良好的憎水防潮性，保证土工布3外侧壁良好的隔水效果。
48.本实施例的另一种实施方式，参见图2，在土工布3在水平方向的相对两侧分别设有一透水板8，土工布3的外侧壁贴合在透水板8的板面上，透水板8的底部穿设于基层4中，透水板8的顶部高出第二包覆层6的顶面或与第二包覆层6的顶面齐平。为提高固定结构的施工效率，本实施例采用透水板8能提前进行预制，这样，透水板8一方面能对土工布3层水平方向的相对两侧提供良好的支撑作用，保证密实体稳定的结构强度；另一方面由于其透水的性能可作为导水材料，能吸附土工布3外侧壁上的水并将其导向输送至基层4中进行排放。
49.透水板8底部朝向土工布3的板面上设有第一预埋件81，透水板8顶部朝向土工布3的板面上设有第二预埋件82，第一预埋件81穿过土工布3的底部并连接有第一定位件83，第二预埋件82穿过土工布3的顶部并连接有第二定位件84。其中的第一预埋件81配合第一定位件83对土工布3的底部加以限位，第二预埋件82配合第二定位件84对土工布3的顶部加以限位，其采用预埋的方式不但有助于保证土工布3的包裹深度保持在设定值，还能免去现场测量深度的工序，在一定程度上能加快固定结构的施工效率。
50.其中的预埋件和定位件可以有多种实施方式，本实施例的第一预埋件81和第二预埋件82具体以螺栓为例进行说明，对应的，第一定位件83和第二定位件84则为与螺栓配合的螺母。在安装时，土工布3在第一预埋件81和第二预埋件82处划开一穿孔以便其穿设。为
了增加预埋件和定位件对土工布3的定位作用，螺母在拧紧前在螺栓上还套设有一个垫片（图中未示出），螺母拧紧后将土工布3夹紧在透水板8和垫片之间。
51.实施例二本技术实施例二公开一种无支撑排水管固定结构的施工方法，包括以下步骤：步骤一：在道路中挖出沟槽，深度在5m以内，在沟槽的槽底铺设基层4，并对沟槽的槽壁进行夯实；其中，在铺设基层4时，先将脚手片铺设在沟槽的槽底面上，形成脚手片层41，与此同时将原土和碎石拌和为混合料，随后将混合料铺设在脚手片层41的上方，用夯土机将混合料夯实，最后在夯实层42的上方铺设一层碎石找平层43，同样用夯土机将碎石找平层43夯实。
52.步骤二：将土工布3铺设在沟槽中，土工布3的底部与基层4的碎石找平层43上表面贴合固定，土工布3的相对两侧分别定位于沟槽的相对两侧；若固定结构中还铺设有透水板8，在铺设土工布3之前先将透水板8的底部插入碎石找平层43中，并保证透水板8与沟槽的槽壁贴合进行初步固定；铺设土工布3时，土工布3先与碎石找平层43贴合，再将碎石找平层43相对两侧土工布3贴合在透水板8上，透水板8上的第一预埋件81和第二预埋件82穿过土工布3分别与第一定位件83和第二定位件84固定连接，由此对土工布3的底部和顶部加以限位。
53.步骤三：在土工布3内分两次铺设第一包覆层5，第一次铺设完形成第一缓冲层51，随后放入排水管2，第二次继续铺设至第一包覆层5对排水管2的下侧进行限位，形成第一密实层52；步骤四：在土工布3内分两次在第一包覆层5的上方铺设第二包覆层6，第一次铺设至没过排水管2，形成第二密实层62，第二次继续铺设至指定高度，形成第二缓冲层61；步骤五：将沟槽相对两侧的土工布3依次翻折至第二包覆层6的上方并进行密实封边，其密实封边可以采用缝合、热熔等多种形式实现，第一包覆层5、第二包覆层6体积和排水管2锁定在土工布3内并形成一整体；步骤六：按路基要求对沟槽回填至与道路的路面齐平。
54.由此，本技术施工方法，在沟槽中先打基础再铺设土工布3，再分批次铺设第一包覆层5和第二包覆层6，最后用土工布3包裹出一个结构稳定的密实体，其施工简单，对排水管2的防护效果好，便于被推广应用。
55.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。