本發明屬于低滲透性土體排水技術領域，具體涉及一種通過壓入透水材料形成高滲透性網絡的排水方法，特別適用于由低滲透性土地構成的地基和邊坡的排水。

背景技術：

在地基處理與滑坡防治領域，及時排出土體內含有的地下水是工程治理成功與否的關鍵。然而，對于滲透性很低的土體，排水過程往往需要很長的時間，大大影響工程進度，提高單位時間內低滲透性土體的排水量成為解決這一問題的主要途徑。

目前，在地基處理領域，常用砂井和塑料排水板作為排水通道，通過堆載預壓的方式增大孔隙水壓力，在土體與排水通道之間形成較大的水力梯度，作為地下水排出的動力。這種做法施工時間長，且工序復雜。而在邊坡治理中，常采用重力式排水孔進行排水，確常常受排水孔堵塞的困擾。為解決這一問題，有學者采用虹吸方法對邊坡進行排水，其優勢是可以實現虹吸啟動的自動控制，不易堵孔，且排水深度較大。然而這一方法在低滲透性土體中還存在一定問題。由于土體的滲透性低，造成進入虹吸系統集水管內的地下水流量小，虹吸暫停時間長，有失效的風險。另外，低滲透性往往導致高水力梯度，使得虹吸排水降落漏斗影響范圍有限，需采用密集布置虹吸排水孔低方式解決這一問題，造成工程量大大增加。因此，有必要發明一種方法和裝置，結合虹吸排水系統提高低滲透性土體的排水效率和影響范圍。

技術實現要素：

針對現有技術中虹吸排水方法在低滲透性土體中排水效率低，影響范圍小，需要大量人力物力等缺陷，本發明專利所要解決的技術問題是通過透水材料在低滲透性土體中壓裂成網，形成高滲透性透水網絡。所述的增透技術不僅可以增大低滲透性土體內部排水面積，提高排水效率，而且可以起到對排水區域在內部加固的作用，對土顆粒具有過濾作用，保證土體不會產生溶蝕破壞。結合虹吸自動排水，自動恢復，長期穩定有效的特點，實現低滲透性土體的高效、穩定和安全排水。地下水含量高、滲透性低的土體類型，如黃土、粉質黏土等。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種用于低滲透性土坡的增滲虹吸排水系統，其特征在于：所述的用于低滲透性土坡的增滲虹吸排水系統包括壓裂注入系統和虹吸排水系統，所述的壓裂注入系統包括高壓泵、鉆孔套管、透水混凝土，所述的虹吸排水系統包括虹吸管、集水池，虹吸排水系統為揚程高于10m的高揚程虹吸排水系統，用于在地下水位抬升時自動啟動虹吸，實時排出地層內地下水，控制地下水位在一個安全水位以下。

壓裂注入系統的鉆孔套管由透水混凝土泵送口、外套管接頭、內套管管塞、內部套管、外部套管、定向注入管頭、透水性集水管組成，鉆孔套管通過鉆孔將定向注入管頭安裝在低滲透性土坡中的預定位置，調整定向注入管頭位置，保證透水混凝土的注入方向。高壓泵與透水混凝土泵送口相連，將透水混凝土注入內部套管和外部套管之間，然后將透水混凝土從定向注入管頭注入低滲透性土坡，透水混凝土沿著土體薄弱區域發展，在壓裂地層巖土同時，能夠充滿整個裂隙空間并凝固，形成空間高滲透性排水網絡，透水混凝土凝固后取下鉆孔套管的外套管接頭、內套管管塞，使鉆孔套管的內部套管與虹吸排水系統的虹吸管相連，將水逆向灌入虹吸管并進入下端的集水管，降低虹吸管管下端高程，使管下端高程低于管上端的高程，實現初始虹吸，地下水通過空間高滲透性排水網絡進入定向注入管頭，再通過透水混凝土和透水性集水管進入內部套管，再通過虹吸管把水排到集水池。

所述的用于低滲透性土坡的增滲虹吸排水系統，其特征在于：所述的透水混凝土，滲透系數達到0.01～0.02m/d，采用少量水泥漿加如級配骨料，形成高空隙率的透水結構，作為 地下水滲流通道。壓入黃土后，形成以集水管為中心，向四周擴散的排水網絡。

所述的鉆孔套管為雙套管結構，內部套管和外部套管之間為透水混凝土注入通道。

所述虹吸管采用內徑小于5mm的聚氨酯(PU)虹吸管，在虹吸流動過程中，可以形成彈狀流，不會發生空氣積累。

所述的高壓泵最大可供壓力為10MPa，根據定向注入管頭所處位置、上覆土層厚度以及涉及的排水孔間距確定高壓泵壓力。

所述的鉆孔套管的內部套管采用PVC管材，同時作為虹吸管的放置通道。

所述的鉆孔套管的外部套管采用鋼管，管端設置定型管頭，定向管頭在鉆孔過程中同時作為鉆頭。

本發明的有益效果是主要表現在：

1、本發明的邊坡排水系統利用高揚程虹吸原理，自動高效實時排出邊坡內多余的地下水，能控制邊坡地下水位在安全水位面以下，無需任何外部動力；

2、本發明通過高壓將透水混凝土壓入低滲透性黃土滑坡中，形成高滲透性網絡通道，擴大單個虹吸排水孔產生降落漏斗的影響范圍；

3、本發明形成的高滲透性網絡通道，兼具排水與加固兩項功能，降低地下水位的同時增加土體抗剪強度，提高邊坡安全系數；

4、本發明專門針對具有低滲透性和濕陷性的黃土邊坡，通過高滲透性透水網絡增加排水效率，依賴虹吸排水技術自動排水，具有造價低、效率高的優勢。

附圖說明

圖1為本發明的技術原理整體圖；

圖2為本發明的鉆孔套管軸向剖面圖；

圖3是本發明的鉆孔套管徑向剖面圖；

圖中：1 地下水位；2 空間高滲透性排水網絡；3 鉆孔套管；4 低滲透性土坡；5 虹吸管；6 集水池；7 透水混凝土泵送口；8 外套管接頭；9 內套管管塞；10 內部套管；11 外部套管；12 定向注入管頭；13 透水性集水管；14 透水混凝土。

具體實施方式

本發明提供一種用于低滲透性土坡的增滲虹吸排水系統，所述的用于低滲透性土坡的增滲虹吸排水系統包括壓裂注入系統和虹吸排水系統，所述的壓裂注入系統包括高壓泵、鉆孔套管3、透水混凝土14；所述的虹吸排水系統包括虹吸管5、集水池6，虹吸排水系統為揚程高于10m的高揚程虹吸排水系統，用于在地下水位抬升時自動啟動虹吸，實時排出地層內地下水，控制地下水位在一個安全水位以下，壓裂注入系統的鉆孔套管3由透水混凝土泵送口7、外套管接頭8、內套管管塞9、內部套管10、外部套管11、定向注入管頭12、透水性集水管13組成，鉆孔套管3通過鉆孔將定向注入管頭12安裝在低滲透性土坡4中的預定位置，調整定向注入管頭12位置，保證透水混凝土14的注入方向，高壓泵與透水混凝土泵送口7相連，將透水混凝土14注入內部套管10和外部套管11之間，然后將透水混凝土14從定向注入管頭12注入低滲透性土坡4，透水混凝土14沿著土體薄弱區域發展，在壓裂地層巖土同時，能夠充滿整個裂隙空間并凝固，形成空間高滲透性排水網絡2，透水混凝土14凝固后取下鉆孔套管3的外套管接頭8、內套管管塞9，使鉆孔套管3的內部套管10與虹吸排水系統的虹吸管5相連，將水逆向灌入虹吸管5并進入下端的集水管13，降低虹吸管5管下端高程，使管下端高程低于管上端的高程，實現初始虹吸，地下水通過空間高滲透性排水網絡2進入定向注入管頭12，再通過透水混凝土14和透水性集水管13進入內部套管10，再通過虹吸管5把水排到集水池6。