本發明屬于巖土工程領域，尤其涉及一種海岸及庫岸邊坡排水的裝置。

背景技術：

我國幅員遼闊，地質地形環境復雜，地質災害頻發，其中滑坡災害對人類生產生活構成巨大威脅。大多數滑坡災害的發生與地下水位變化有關。地下水位的上升導致滑坡體容重增加，滑面有效應力降低，抗剪強度減小，進而導致滑坡失穩。對于庫岸邊坡，當坡前水位快速下降時，坡內地下水向坡外滲流，產生滲透力，增加下滑力，促使滑坡失穩。因此及時排出邊坡中的地下水，保持地下水位處于一個較低的水平，可有效防止滑坡的發生。

在常用的邊坡排水方法中：水平排水孔效率低，孔位選擇難，且長期穩定性差，易出現阻塞而導致失效；地下排水洞雖排水效果好，但其施工相對復雜，且工程量大，成本高；集水井抽水需要持久的動力源，同時維護困難。綜合上述邊坡排水方法，有學者提出了虹吸排水技術，邊坡虹吸排水方法具有排水孔布置方便、集水能力強、截排水效果好、需要的鉆孔長度小、工程建設速度快等優點，然而在使用虹吸排水方法的工程中，遇到干旱少雨季節時，地下水位降低，虹吸排水系統會暫時處于停止工作狀態，由于溶解于水中的空氣會以氣泡的形式逐漸析出，虹吸管中就會不斷累積空氣，使虹吸管中的真空度降低，如長時間處于停流狀態，會導致虹吸排水重啟困難甚至虹吸中斷。

技術實現要素：

針對現有技術中使用虹吸排水方法為海岸及庫岸邊坡排水時，因地下水位下降虹吸作用暫停后，虹吸管內真空度降低，虹吸作用很難自行恢復的缺陷。本發明提供一種利用波浪能實時啟動虹吸作用的虹吸排水裝置。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種利用透空式堤壩輔助邊坡排水的裝置，由透空式堤壩、氣室、虹吸管、排氣管、補氣管、單向閥組成，透空式堤壩建在邊坡的前面，透空式堤壩的壩頂設置氣室，虹吸管的一端伸入到邊坡地下水位線以下，虹吸管的另一端穿過氣室伸入到海水平面以下，排氣管的一端伸入到邊坡的后緣的地下水位線以下，排氣管的另一端與氣室相連，補氣管設置在氣室上端，排氣管和補氣管內部都設置單向閥。

進一步地，所述的透空式堤壩由預制樁和支墩組成，預制樁打入地基中，支墩建在預制樁上方。進一步地，所述的氣室前端埋沒在海水平面30cm以下。

進一步地，所述的排氣管，氣體只能通過單向閥排出氣室，氣體不能補進氣室，所述的補氣管，氣體只能通過單向閥補進氣室，不能排出氣室。

一種利用透空式堤壩輔助邊坡排水的裝置工作時，在波浪的作用下，氣室內液面發生激烈震蕩。當氣室內液面下降時，氣室內的壓強變低，補氣管補進空氣，虹吸管的出水口處的水位下降，虹吸管內真空度增加，為虹吸作用提供動力，即使當邊坡地下水位下降到一定范圍導致虹吸作用暫時停止，地下水位再次升高時，虹吸作用也會自行恢復，保證了邊坡持續不斷地排水；當氣室液面升高時，氣室內的壓強升高，排氣管排出的空氣進入邊坡的后緣土體中，形成非飽和區，改變邊坡地下水的滲流路徑，使水流出坡面，從而降低邊坡的地下水位。

本發明的優點如下。

1.由于本發明氣室的設計，在波浪的作用下，氣室內的液面發生激烈震蕩，氣室液面降低時虹吸管出水口處的水位也隨著降低，增加虹吸管內的真空度，給虹吸作用提供動力，為虹吸作用的自行恢復提供保障。

2.由于本發明排氣管的設計，氣室內壓強升高之后，排出的氣體進入邊坡，形成非飽和區，改變邊坡地下水的滲流路徑，使水流出坡面，達到充氣排水的效果，從而降低邊坡的地下水位。

3.由于本發明補氣管的設計，氣室內空氣從排氣管排出后，補氣管不斷進行補氣，使整個系統維持一個動態平衡，持續不斷發揮作用。

4.本發明的透空式堤壩采用樁基礎，即使坡前水深較大，仍然材料用量少、工程造價低，所以既適用于海岸邊坡也適用于水位很深的庫岸邊坡。

附圖說明

圖1是本發明整體結構示意圖。

圖2是本發明的透空式堤壩部分的局部示意圖。

在圖中，1邊坡、2透空式堤壩、3氣室、4虹吸管、5排氣管、6補氣管、7地下水位線、8非飽和區、9單向閥、10預制樁、11支墩。

具體實施方式

如圖1-2所示，一種利用透空式堤壩輔助邊坡排水的裝置，由透空式堤壩2、氣室3、虹吸管4、排氣管5、補氣管6、單向閥9組成，透空式堤壩2建在邊坡1的前面，透空式堤壩2的壩頂設置氣室3，虹吸管4的一端伸入到邊坡1的地下水位線7以下，虹吸管4的另一端穿過氣室3伸入到海水平面以下，排氣管5的一端伸入到邊坡1的后緣的地下水位線7以下，排氣管5的另一端與氣室3相連，補氣管6設置在氣室3上端，排氣管5和補氣管6內部都設置單向閥9。

進一步地，所述的透空式堤壩2由預制樁10和支墩11組成，預制樁10打入地基中，支墩11建在預制樁10上方。

進一步地，所述的氣室3前端埋沒在海水平面30cm以下。

進一步地，所述的排氣管5，氣體只能通過單向閥9排出氣室3，氣體不能補進氣室3；所述的補氣管6，氣體只能通過單向閥9補進氣室3，不能排出氣室3。

一種利用透空式堤壩輔助邊坡排水的裝置工作時，在波浪的作用下，氣室3內液面發生激烈震蕩。當氣室3內液面下降時，氣室3內的壓強變低，補氣管6補進空氣，虹吸管4的出水口處的水位下降，虹吸管4內真空度增加，為虹吸作用提供動力，即使當邊坡地下水位下降到一定范圍導致虹吸作用暫時停止，地下水位再次升高時，虹吸作用也會自行恢復，保證了邊坡1持續不斷地排水；當氣室3液面升高時，氣室3內的壓強升高，排氣管5排出的空氣進入邊坡1的后緣土體中，形成非飽和區8，改變邊坡1地下水的滲流路徑，使水流出坡面，從而降低邊坡1的地下水位。