[发明专利]一种边坡自动排水系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动排水系统，尤其涉及一种可应用于疏干露天边坡、公路铁路边坡和水电边坡内赋存的渗流水，实现边坡的自动疏干的边坡自动排水系统。

背景技术

露天边坡、公路铁路边坡等内往往富含有大量积水，其来源主要包括雨水渗入、上部边坡或山体内的积水渗入、甚至包括溪水灌入等多种途径。边坡内积水对边坡稳定性十分不利，主要表现在：（1）一般岩石干燥状态下的强度往往是其饱水状态强度的1-2倍，因此干燥的边坡稳定性明显高于含水边坡；（2）如花岗斑岩、泥岩、泥质砾岩、蒙脱石等诸多岩石存在遇水泥化、崩解的特征，其岩体强度因此迅速降低，边坡稳定性随之降低；（3）构造带往往是导致边坡失稳的关键，构造带内岩体破碎，含断层泥，具有明显的雨水泥化特征，其摩擦阻力将随之迅速减小；（4）边坡内含水量增加，将导致边坡自重增大，失稳趋势增加。如暴雨过后引发的山体滑坡，均源自于上述原因。因此，最大限度疏干边坡内积水，对维护边坡的稳定性具有非常重要的作用。

疏干露天边坡内积水的方法一般有两种，一是在边坡内凿水平孔（孔口稍向下倾斜以利排水），孔内安置排水管，积水自动流出；另一种是凿垂直孔，采用抽水泵等方法抽出。第一种方法是常用的一种排水方法，其不足是施工成本高，须在边坡形成的过程中及时施工排水孔，如果错过最佳施工期，边坡一旦形成，因无作业平台，几乎无法补充凿排水孔，第二种方法适用于边坡坡面距离与泄水区距离比较远，水平孔排水距离过长、施工难度极大的边坡疏水；或者边坡开挖后期出现渗水，人员和设备难以在已形成的陡峭边坡施工，只能在边坡台阶施工的区域。采用垂直孔疏水，缺点如下：（1）通常采用潜水泵将疏水孔内渗出的积水抽出，不仅要花费大量的人力物力在露天坑内架设动力电缆，还必须有专门的人员负责潜水泵的运行，如果是野外公路铁路边坡的长期疏水，则该种方法实施困难更大；（2）一般潜水泵扬程与泵体直径成正比，小体积泵扬程小，必须采用大体积泵才能满足边坡疏水要求，因此须采用φ265mm等大直径孔，存在凿孔成本高、施工速度慢等缺陷；（3）垂直疏水孔内安装的潜水泵一般为清水泵（渣浆泵体积大），由于孔内泥污较多，损耗非常大；（4）垂直疏水孔内积水的渗入是一个缓慢的过程，而抽水是一个较快的过程，如果管理不善，抽水泵很容易因空转而烧损。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术缺陷之一，提出了一种边坡自动排水系统，当汇水孔22内的积水达到预先设定的水位时，自动排水系统的触发机构自动启动，依据虹吸原理，汇水孔22内的积水通过抽水管23、排水管19排至边坡下部。当汇水孔22内积水排至设定的最低水位24时（即抽水管23插入汇水孔22的最底端），自动排水系统停止工作，待汇水孔22内水位再次达到设定高度时，该装置会再次启动并排完汇水孔22内积水。

本发明的第一目的在于提供一种边坡自动排水系统，由储能装置、触发装置及排水装置组成；所述的储能装置由储水箱（3）、蓄能箱（4）、出水管（11）、水箱连通管（17）、止水塞（10）组成；所述的触发装置由悬浮筒（20）、刚性浮筒杆（13）、导向筒（15）、弹性连接绳（12）、限位螺母（14）、导向杆（7）、浮球（8）、刚性压杆（9）组成；所述的排水装置由抽水管（23）、单向阀（16）、排水管（19）组成；

其特征在于：储水箱（3）与蓄能箱（4）由水箱连通管（17）相连；

悬浮筒（20）位于边坡的汇水孔（22）内，刚性浮筒杆（13）垂直穿过导向筒（15），位于导向筒（15）上方的刚性浮筒杆（13）上端装有浮筒杆限位螺母（14），刚性浮筒杆（13）顶端与弹性连接绳（12）一端相连，其底端与悬浮筒（20）相连；弹性连接绳（12）另一端与活动连接于出水管（11）顶端管口处的止水塞（10）相连，其中出水管（11）位于蓄能箱（4）底面；浮球（8）为一轴心具有上下贯通通孔的密闭体，一空心的刚性压杆（9）顶端固定于浮球（8）的通孔底端；蓄能箱（4）内侧顶面竖直安装有导向杆（7），导向杆（7）直径小于浮球（8）通孔及刚性压杆（9）的内径，由上至下依次穿过浮球通孔和刚性压杆，浮球（8）通孔及刚性压杆（9）可沿导向杆（7）上下浮动；其中，导向杆（7）、浮球（8）、刚性压杆（9）、止水塞（10）、以及出水管（11）的轴线重合，出水管（11）底端管口与排水管（19）连通；

抽水管（23）一端通过单向阀（16）与排水管（19）相连，另一端插入汇水孔（22）内部；单向阀（16）控制水流方向由抽水管（23）流向排水管（19）；所述的排水管（19）管口的高度低于抽水管（23）管口的高度。