一种易崩解软岩路堤综合防控结构及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种易崩解软岩路堤综合防控结构及其施工方法，综合防控结构，包括防渗系统、含水率监测系统、水分控制系统，防渗系统包括分层埋设于软岩路堤土体内部的过滤导水层和铺设于边坡面的疏水层；含水率监测系统实时收集路堤内部每层土体的含水率变化数据；水分控制系统根据每层土体的含水率变化控制储水池中的水通过水分控制通道、吸排水管流入路堤内部或者使多余的水分排入储水池。本发明专利技术及时排出路堤内部土体中的雨水，并在其缺水时及时补充水分，大量减少了坡面渗水和颗粒流失，缓解了路堤不均匀沉降、长期变形和干裂的问题，提高了路堤的长期运行稳定性。提高了路堤的长期运行稳定性。提高了路堤的长期运行稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种易崩解软岩路堤综合防控结构及其施工方法


[0001]本专利技术属于岩土工程
，涉及一种易崩解软岩路堤综合防控结构及其施工方法。

技术介绍

[0002]我国中南、西南地区软岩分布广泛，修建道路时不可避免将软岩用于路堤填筑。由于软岩具有遇水易崩解变形、裂隙发育突出等特性，其用于路堤填筑后，在降雨入渗条件下极易发生持续的颗粒破碎、迁移等运移行为，造成土体的不均匀沉降及长期变形，进而导致失稳灾害的发生；在长期干旱条件下极易导致土体内部产生微裂隙，损害路堤整体强度与承载力。因此，降雨时对坡面进行导流、及时排出路堤内部雨水，干旱时及时向路堤内部补充水分，对于提高路堤稳定性具有重要意义。
[0003]现有的防渗方法主要有铺设防渗隔层、排水板或布置排水管道等，但是这些方法存在工艺复杂、容易失效等问题，并且未考虑土体失水造成的影响。因此亟需一种更为简单有效的路堤补水、排水防渗结构。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术提供一种易崩解软岩路堤综合防控结构，及时排出路堤内部土体中的雨水，并在其缺水时及时补充水分，大量减少了坡面渗水和颗粒流失，缓解了路堤不均匀沉降、长期变形和干裂的问题，提高了路堤的长期运行稳定性。
[0005]本专利技术的另一目的是，提供一种易崩解软岩路堤综合防控结构的施工方法。
[0006]本专利技术所采用的技术方案是，一种易崩解软岩路堤综合防控结构，包括：防渗系统，所述防渗系统包括分层埋设于软岩路堤土体内部的过滤导水层和铺设于边坡面的疏水层；含水率监测系统，所述含水率监测系统包括路堤内部均匀布置的含水率监测元件，实时收集路堤内部每层土体的含水率变化数据；水分控制系统，所述水分控制系统包括储水池，储水池底部通过管道分别与竖向埋设于软岩路堤土体内部的水分控制通道以及平行于边坡面铺设的吸排水管连接，吸排水管与过滤导水层连通；根据每层土体的含水率变化控制储水池中的水通过水分控制通道、吸排水管流入路堤内部或者使多余的水分排入储水池。
[0007]进一步的，所述过滤导水层由上至下包括透水土工滤布、吸湿
‑
放湿性纤维层、聚氨酯发泡层、聚合树脂板、无纺土工布；聚氨酯发泡层靠近吸湿
‑
放湿性纤维层一端均匀设有多个横向的毛细通道，每个毛细通道通过竖向设置的毛细沟槽与吸湿
‑
放湿性纤维层连通，毛细沟槽的宽度小于毛细通道，毛细通道的轴线与边坡面垂直，用于对水分进行导流。
[0008]进一步的，所述过滤导水层靠近边坡一端向下倾斜4
°‑6°
。
[0009]进一步的，所述疏水层包括坡面排水支护结构和植物篱，植物篱由保水保肥的植生土层和混合草种构成，植生土层中铺设有金属网格；吸排水管与金属网格之间的距离范
围为15
‑
30cm。
[0010]进一步的，所述吸排水管包括横向吸排水管和竖向吸排水管，铺设于边坡坡面内部，平行于坡面；横向吸排水管和竖向吸排水管的内部结构相同，包括环形分部的毛细通道，每个毛细通道与对应毛细沟槽沿径向连通；毛细沟槽的外侧依次设有环形的吸湿
‑
放湿性纤维层、ABS层和透水土工滤布，竖向吸排水管与横向吸排水管的毛细通道相互连通，过滤导水层嵌入横向吸排水管内形成整体，横向吸排水管的毛细通道与过滤导水层内部的毛细通道连通；每层过滤导水层下方的竖向吸排水管均设置有通道开关。
[0011]进一步的，所述储水池内安装有气压检测仪，气压检测仪通过控制器与真空泵信号连接，真空泵用于为储水池内送气或排气，进而控制水分控制通道内的水流流速；所述含水率监测元件安装在各层土体的空间中心区域，含水率监测元件通过控制器与吸排水管对应的通道开关信号连接，某层土体含水率高于阈值时，打开位于此层和此层下方的吸排水管，关闭此层上方的吸排水管和水分控制通道；某层土体含水率过低时，打开此层和此层下方的水分控制通道，关闭此层上方的水分控制通道和吸排水管。
[0012]进一步的，所述水分控制通道上的通道开关与对应的过滤导水层之间的距离范围是15
‑
20cm。
[0013]进一步的，所述聚合树脂板按照以下的重量份数组成：醋酸乙烯酯2
‑
4.3份、苯乙烯14
‑
19.8份、二乙烯苯0.1
‑
0.2份、环氧树脂67.55
‑
76.78份、发烟二氧化硅1
‑
1.12份、氮氧自由基哌啶醇0.02
‑
0.03份、甲基环己二胺6.1
‑
7份。
[0014]进一步的，所述植生土层按照以下质量份数组成：偏高岭土11
‑
14份，粘土45
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52份，粉土25
‑
30份，改良剂0.5
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1份，吸水树脂1
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3份，肥料7
‑
9份，拌合水2.2
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3.1份；植生土层的厚度为10
‑
15cm。
[0015]一种易崩解软岩路堤综合防控结构的施工方法，包括以下步骤：S1、施工放样，开挖土方，构筑储水池、真空泵和底部的水分控制通道，埋设处理控制系统；S2、填方、压实，清除表土；S3、填筑第一层土体，埋设对应的含水率监测元件和水分控制通道；S4、铺设第一层的过滤导水层，连通对应的过滤导水层和水分控制通道；S5、重复步骤S3
‑
S4，填筑至标高后进行压实、整平；S6、清理坡面，压实土体，铺设吸排水管和保水保肥的植生土层，坡面设置排水沟；含水率监测元件与处理控制系统信号连接，处理控制系统与水分控制通道、吸排水管上对应的通道开关信号连接；S7、铺设植被层。
[0016]本专利技术的有益效果是：1.本专利技术的路基内部设有特定结构的过滤导水层，与吸排水管相互配合，能有效排出路基内部土体多余水分，并阻挡土体颗粒随着水流发生迁移，避免不均匀沉降问题，提高了坡面稳固性。
[0017]2. 本专利技术的防渗系统、含水率监测系统和水分控制系统相互联系形成一体化结构，通过实时监测路基每层土体含水率，在某层土体含水率过高时，及时排水，将雨水导流至储水池，在某层含水率过低时，利用压强将储水池内的水压入补水水分控制通道，及时补
充土体内水分，实现了边坡内部含水率的动态稳定控制，降低干湿循环幅度，防止内部微裂隙萌发、扩展，同时实现了分层精准管控。
[0018]3.本专利技术的坡面植物篱能显著减少径流深和冲刷量，起到保持水土的作用，且植物根系在纵深发展的同时相互交错形成密集网状交织根系，减弱了雨水对坡面的冲刷侵蚀，起到防止颗粒侧向流失、增强坡面强度和美化环境的作用。
[0019]4.本专利技术的过滤导水层、吸排水管能够通过将工厂预制运输至施工现场，进行施工现场快速拼装，能有效节约施工时间，提高施工效率。
[0020]5.本专利技术处理控制系统能够实时处理路堤的含水率、气压等大量信息，并将所有有效信息进行收集整合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种易崩解软岩路堤综合防控结构，其特征在于，包括：防渗系统，所述防渗系统包括分层埋设于软岩路堤土体内部的过滤导水层（1）和铺设于边坡面的疏水层（2）；含水率监测系统，所述含水率监测系统包括路堤内部均匀布置的含水率监测元件（3），实时收集路堤内部每层土体的含水率变化数据；水分控制系统，所述水分控制系统包括储水池（6），储水池（6）底部通过管道分别与竖向埋设于软岩路堤土体内部的水分控制通道（4）以及平行于边坡面铺设的吸排水管（20）连接，吸排水管（20）与过滤导水层（1）连通；根据每层土体的含水率变化控制储水池（6）中的水通过水分控制通道（4）、吸排水管（20）流入路堤内部或者使路堤内多余的水分排入储水池（6）。2.根据权利要求1所述一种易崩解软岩路堤综合防控结构，其特征在于，所述过滤导水层（1）由上至下包括透水土工滤布（10）、吸湿
‑
放湿性纤维层（11）、聚氨酯发泡层（12）、聚合树脂板（13）、无纺土工布（14）；聚氨酯发泡层（12）靠近吸湿
‑
放湿性纤维层（11）一端均匀设有多个横向的毛细通道（16），每个毛细通道（16）通过竖向设置的毛细沟槽（15）与吸湿
‑
放湿性纤维层（11）连通，毛细沟槽（15）的宽度小于毛细通道（16），毛细通道（16）的轴线与边坡面垂直，用于对水分进行导流。3.根据权利要求1所述一种易崩解软岩路堤综合防控结构，其特征在于，所述过滤导水层（1）靠近边坡一端向下倾斜4
°‑6°
。4.根据权利要求1所述一种易崩解软岩路堤综合防控结构，其特征在于，所述疏水层（2）包括坡面排水支护结构和植物篱，植物篱由保水保肥的植生土层（18）和混合草种构成，植生土层（18）中铺设有金属网格（17）；吸排水管（20）与金属网格（17）之间的距离范围为15
‑
30cm。5.根据权利要求2所述一种易崩解软岩路堤综合防控结构，其特征在于，所述吸排水管（20）包括横向吸排水管（21）和竖向吸排水管（22），铺设于边坡坡面内部，平行于坡面；横向吸排水管（21）和竖向吸排水管（22）的内部结构相同，包括环形分部的毛细通道（16），每个毛细通道（16）与对应毛细沟槽（15）沿径向连通；毛细沟槽（15）的外侧依次设有环形的吸湿
‑
放湿性纤维层（11）、ABS层和透水土工滤布（10），竖向吸排水管（22）与横向吸排水管（21）的毛细通道（16）相互连通，过滤导水层（1）嵌入横向吸排水管（21）内形成整体，横向吸排水管（21）的毛细通道（16）与过滤导水层（1）内部的毛细通道（16）连通；每层过滤导水层（1）下方的竖向吸排水管（22）均设置有通道开关。6.根据权利要求1所述一种易崩解软岩路堤综合防控结构，其特征在于，所述储水池（6）内安装有气压检测仪（7...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨禹，曾铃，綦焱，郭雨，查焕奕，余慧聪，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：