[发明专利]一种膨胀土边坡自适应排水减胀综合处治系统及其施工方法

权利要求书

1.一种膨胀土边坡自适应排水减胀综合处治系统，其特征在于，包括格构梁(1)、触展型锚杆、自适应抽排水装置、流体减胀装置和区间能控器；所述格构梁布置于边坡表面，所述格构梁的格构框格(1.1)内设置有植被(2)；所述触展型锚杆被配置为多个，分别设置于所述格构梁的多个单元梁交叉点处；所述触展型锚杆包括锚杆体(3)、联动杆(4)和多个注浆管(5)，所述锚杆体锚固于成型在边坡的锚杆孔(29)内，所述锚杆体的顶端贯穿所述格构梁，所述锚杆体的内腔由分隔片从上至下依次分隔成减胀区(3.1)、滤水区(3.2)、积水区(3.3)和锚固区(3.4)，所述联动杆可轴向移动地设置于所述锚固区内，多个所述注浆管分别与所述联动杆转动连接，并能在所述联动杆向上移动时以其为中心向四周张开；每个所述锚杆体对应一个自适应抽排水装置和一个流体减胀装置，所述自适应抽排水装置包括泵机(7)、抽水头(8)、喷头(9)和排水管(11)，所述抽水头设置在所述积水区内，所述喷头设置在所述格构框格内，所述排水管的出水口置于所述格构梁的排水槽内，所述抽水头、所述喷头和所述排水管分别与所述泵机连接；所述流体减胀装置包括活塞缸(12)和活塞头(13)，所述活塞头固定在所述锚杆体的顶端，所述活塞缸套接在所述锚杆体的外壁上，所述活塞缸分别与所述活塞头和所述锚杆体可滑动密封连接；所述区间能控器被配置为多个，分别控制所述综合处治系统不同区域内的自适应抽排水装置和流体减胀装置的运行状态。

2.根据权利要求1所述的综合处治系统，其特征在于，所述区间能控器包括调控器(30)和与该区间能控器控制区域内触展型锚杆的数量相等的孔隙水压力传感器(6)、土壤湿度传感器(10)、流体压力传感器(14)以及位移传感器(15)，各孔隙水压力传感器(6)分别设置在相应的积水区(3.3)内，各土壤湿度传感器(10)分别设置在相应触展型锚杆周围的土壤内，所述流体压力传感器和位移传感器设置在相应活塞缸(12)内。

3.根据权利要求2所述的综合处治系统，其特征在于，所述抽水头和所述孔隙水压力传感器均位于所述积水区底部，所述孔隙水压力传感器监测积水(24)的水位变化，并将监测到的数据传输给所述调控器(30)，所述调控器根据接收到的数据计算积水水位距离所述抽水头的高度。

4.根据权利要求1所述的综合处治系统，其特征在于，所述联动杆通过多个支架筒(31)设置在所述锚固区的中心轴线上，所述联动杆的底端出露于所述锚杆体；多个所述注浆管沿周向螺旋设置在所述锚杆体的积水区(3.3)侧壁，多个所述注浆管的底端通过螺栓与所述联动杆转动连接，当所述联动杆底端与锚杆孔(29)底部相抵后，所述联动杆回缩带动多个所述注浆管的顶端向外展开，并侵入锚杆孔(29)周围的土体内。

5.根据权利要求4所述的综合处治系统，其特征在于，所述联动杆出露于所述锚杆体的一端设置有扩大头(25)；所述注浆管的顶端设置有沉头凹槽，所述沉头凹槽内设置有用于阻止膨胀土体进入注浆管内的T型活塞(26)。

6.根据权利要求1所述的综合处治系统，其特征在于，所述分隔片包括依次设置的第一分隔片(18)、第二分隔片(19)和第三分隔片(20)，所述第一分隔片和所述第三分隔片上开设有用于管线通过的第一通孔，所述第二分隔片上开设有用于透水的若干个第二通孔。

7.根据权利要求1所述的综合处治系统，其特征在于，所述滤水区由隔腔片(21)分隔成位于两侧的侧腔(3a)以及位于两个所述侧腔之间的中腔(3b)，所述侧腔和所述中腔均沿所述锚杆体的轴向延伸；所述锚杆体上对应于每个所述侧腔均开设有若干滤水孔(22)，每个所述侧腔内均设置有过滤海绵(23)。

8.根据权利要求1所述的综合处治系统，其特征在于，所述流体减胀装置还包括设置在所述格构梁的单元梁交叉点处的底座(17)，所述底座与所述格构梁一体设置。

9.根据权利要求1所述的综合处治系统，其特征在于，所述活塞缸与所述锚杆体的连接处设置有第一密封圈(27)，所述活塞头与所述活塞缸的连接处设置有第二密封圈(28)。

10.一种如权利要求1-9中任一项所述的综合处治系统的施工方法，其特征在于，包括以下步骤进行：

S1、平整边坡表面，清除杂物，并在坡顶、坡脚修筑排水沟(32)和截水沟(33)；

S2、根据边坡高度进行坡面的分级开挖，形成单级或多级边坡，每级边坡高度不超过5000mm，坡度不超过45％；

S3、确定每个锚杆孔(29)的位置，在边坡上进行钻孔；

S4、先向锚杆孔内插入触展型锚杆至联动杆(4)的底端与锚杆孔(29)底部相抵，再向外拉拔锚杆体，使注浆管(5)完全展开，然后将水泥砂浆加压注入至锚杆体(3)与锚杆孔(29)孔壁之间的空隙中；

S5、待注浆完毕后，在边坡表面安装预制的格构梁(1)、喷头(9)、活塞缸(12)和活塞头(13)，并将排水管(10)的出水口放置在格构梁(1)顶部利于排水的凹陷槽内；

S6、待水泥砂浆达到预定强度后，接通电源，检查各传感器数据是否正常以及各设备是否可以正常运行；

S7、在格构框格(1.1)内种植植被(2)，最终完成所述综合处治系统的施工。