路堑边坡仰斜排水孔淤堵机理及防淤技术研究
发布时间：2022-02-05 07:50
随着各类岩土工程运营时间的增加,工程建设中布设的排水孔淤堵现象愈发明显,排水孔排水通畅对工程安全稳定有着非常重要的影响。研究排水孔淤堵机理以及防淤技术是解决这一问题的关键。文章以广东高速公路边坡排水孔工程为依托,采取现场调研、资料分析、各类理化试验分析、模型试验、现场工程应用等方法对边坡仰斜排水孔淤堵机理以及防淤技术展开了研究,得出如下结论:（1）场区边坡传统土工布包裹排水管以及软式排水管均出现较严重淤堵,其适宜性较差。机械淤堵主要表现为孔内堵泥,以细颗粒土为主的边坡淤堵往往更严重。化学淤堵主要表现为:软式排水管自身骨架锈蚀极易形成以Fe为主的化学淤堵。灰岩地区以钙质沉淀物为主的化学淤堵现象明显。表现为CaCO3晶体层层粘附在纤维表面。钙质化学淤堵与铁质化学淤堵一样均可采用酸清洗,但酸性应该根据现场情况试验确定。生物淤堵主要表现为菌类、藻类、苔藓等生物活动痕迹,淤堵严重后植被发育。（2）室内模型试验通过配置不同渗透系数土体以及改变模型箱内水头可较好的模拟不同的边坡条件以及地下水位的变化、间歇性排水等工况。试验结果表明土体渗透系数以及外包物规格均影响排水孔排水量,且...
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
-1仰斜排水孔结构图
昆明理工大学硕士学位论文第8页张家发等[25]通过对减压井的淤堵机理进行研究以后，设计试验了可更换减压井。同时提出化学淤堵具有溯源性，从淤堵机理来看可更换减压井对于大多数水利工程均具有较好的适应性。可更换减压井结构见图1.2-2，通过试验证明其通过过滤器阻止淤堵向井外发展，对于延缓减压井淤堵具有明显的效果，同时在其自身淤堵以后可以通过更换过滤体有效的恢复其功能。但是由于其结构设计较传统减压井更复杂，其初期造价比传统减压井更高。图1.2-2可更换减压井结构图在2002年初，在长江中游的荆南江堤后设置了105口减压井，其中，有9口井为安装了多孔泡沫塑料滤体的新型井，其余的为无多泡沫塑料滤体常规井。两种井的井管材料一样，仅滤层的粒径有所差别，常规井的滤层d15是含水层土料d85的2～4倍，新型井的为7～8倍。对邻近6口减压井的抽水试验，结果表明，新型井的减压效果与常规井的相近。洪水期3个月后，为检查多孔泡沫塑料滤体的特性和淤堵物及其部位，起拔了C32号减压井中的多孔泡沫塑料滤体。在多孔泡沫塑料滤体内表面，位于水下不同深度处，由于氢氧化铁、碳酸盐沉淀量及与铁细菌和硫酸盐细菌浓度的变化而呈现不同的颜色，为深灰色或浅绿色。多孔泡沫塑料滤体内部为原材料颜色，表明其内部没有淤堵。试验表明多孔泡沫塑料滤体的渗透系数仍大于5×10-2cm/s，说明目前多孔泡沫塑料过滤体淤堵程度较低[30]-[31]。通过更换受淤堵的多孔泡沫塑料滤体，是一种有效恢复减压井初始透水能力的措施。
昆明理工大学硕士学位论文第13页图2.1-1线路区现场图（3）工程地质条件北部15km为构造剥蚀丘陵地区，部分路段以风化剥蚀作用形成的“丹霞”地貌为主。线路区丘岗沟谷相间。地层主要由残坡积粘性土及第三系丹霞群的砂岩构成。残坡积粘性土厚度不均，局部夹碎石。基岩主要为两层：①巨厚层细砂岩局部夹页岩、碳质页岩、煤层。②薄层状泥质粉砂岩。抗风化能力差异较大，整体上部风化较剧烈，节理裂隙发育。局部含页岩、碳质页岩、煤层。中部49km为中低山区，属岩溶地貌及构造剥蚀地貌，溶蚀洼地、溶洞、落水洞漏斗、溶沟、溶槽等岩溶地貌发育。地层主要由残坡积粘性土，中上石炭统壶天群及下二叠统栖霞组灰岩组成。山脚坡麓处及山坳局部第四系松散层分布较厚，粘性土以灰黄、土黄、棕红色为主，含少量碎石。基岩主要为两层：①含燧石灰岩为灰~深灰色，致密、块状，隐晶～微晶结构，厚层状构造，局部地段上部呈中层～薄层状构造。②灰岩为浅灰～灰色，致密、块状，隐晶～微晶结构，厚层状结构。局部相变为白云质灰岩。南部46km地貌类型属构造剥蚀山丘陵地貌，地形起伏比较大。地层主要由第四系残积亚粘土、亚砂土和中、下泥盆统桂头群砂岩组成。岩性以页岩、砂岩、石英砂岩、泥质砂岩和泥岩为主，局部夹薄层状煤层。风化剧烈，风化层厚。全风化砂岩以灰黄色为主，原岩结构基本破坏。强风化层以石英砂岩为主，次为页
【参考文献】：
期刊论文
[1]桂林市毛村流域碳酸盐岩溶蚀实验研究[J]. 苏悦,胡晓农,曹建华,黄芬,吴夏,王修华. 煤炭技术. 2019(01)
[2]深层排水孔堵塞对富水岩质高边坡稳定性的影响[J]. 高春君,张学富,向立辉,乔丹. 土木建筑与环境工程. 2018(05)
[3]高边坡填筑堤防工程边坡排水措施的探讨[J]. 闫侃. 地下水. 2018(01)
[4]深层排水管布设方式对土质路堑边坡稳定性的影响[J]. 吕军. 公路与汽运. 2016(06)
[5]山区公路富水高边坡处治排水技术研究[J]. 钱丽英,徐建勇. 公路交通技术. 2016(04)
[6]公路边坡新型仰斜排水孔机械淤堵室内试验研究[J]. 田卿燕,钱尼贵,郝钟钰. 公路. 2016(07)
[7]考虑化学淤堵作用的尾矿砂渗透系数变化规律研究[J]. 许增光,杨雪敏,柴军瑞. 水文地质工程地质. 2016(04)
[8]可拆换过滤器在排水管井中的应用[J]. 定培中,周密,张伟,朱国胜. 岩土工程学报. 2016(S1)
[9]黏性土渗透淤堵室内模拟试验及分析[J]. 翟超,郭伟锋,严驰. 岩土工程学报. 2016(S1)
[10]向家坝电站坝基排水孔组合式过滤体试验研究[J]. 严敏,定培中,陈劲松,盛小涛. 长江科学院院报. 2016(01)
博士论文
[1]高原水库坝基松散介质渗透—淤堵试验及机理研究[D]. 李识博.吉林大学 2014
[2]尾矿坝化学淤堵机理与过程模拟研究[D]. 武君.上海交通大学 2008
硕士论文
[1]考虑淤堵作用的尾矿渗流细观试验研究[D]. 杨洋.西安理工大学 2018
[2]桂林市毛村流域碳酸盐岩溶蚀实验研究[D]. 苏悦.中国地质大学(北京) 2018
[3]土工织物滤层淤堵及其防治方法试验研究[D]. 朱江颖.华南理工大学 2018
[4]减压井淤堵及恢复机制研究[D]. 杨阳.扬州大学 2015
[5]无粘性粗粒土渗透淤堵作用室内模拟试验及机理研究[D]. 黄智全.吉林大学 2010
[6]富水高陡路堑边坡深层排水技术研究[D]. 邹隽.长沙理工大学 2008
[7]土工织物反滤系统土体结构稳定性试验研究[D]. 易华强.清华大学 2005
本文编号：3614858
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
-1仰斜排水孔结构图
昆明理工大学硕士学位论文第8页张家发等[25]通过对减压井的淤堵机理进行研究以后，设计试验了可更换减压井。同时提出化学淤堵具有溯源性，从淤堵机理来看可更换减压井对于大多数水利工程均具有较好的适应性。可更换减压井结构见图1.2-2，通过试验证明其通过过滤器阻止淤堵向井外发展，对于延缓减压井淤堵具有明显的效果，同时在其自身淤堵以后可以通过更换过滤体有效的恢复其功能。但是由于其结构设计较传统减压井更复杂，其初期造价比传统减压井更高。图1.2-2可更换减压井结构图在2002年初，在长江中游的荆南江堤后设置了105口减压井，其中，有9口井为安装了多孔泡沫塑料滤体的新型井，其余的为无多泡沫塑料滤体常规井。两种井的井管材料一样，仅滤层的粒径有所差别，常规井的滤层d15是含水层土料d85的2～4倍，新型井的为7～8倍。对邻近6口减压井的抽水试验，结果表明，新型井的减压效果与常规井的相近。洪水期3个月后，为检查多孔泡沫塑料滤体的特性和淤堵物及其部位，起拔了C32号减压井中的多孔泡沫塑料滤体。在多孔泡沫塑料滤体内表面，位于水下不同深度处，由于氢氧化铁、碳酸盐沉淀量及与铁细菌和硫酸盐细菌浓度的变化而呈现不同的颜色，为深灰色或浅绿色。多孔泡沫塑料滤体内部为原材料颜色，表明其内部没有淤堵。试验表明多孔泡沫塑料滤体的渗透系数仍大于5×10-2cm/s，说明目前多孔泡沫塑料过滤体淤堵程度较低[30]-[31]。通过更换受淤堵的多孔泡沫塑料滤体，是一种有效恢复减压井初始透水能力的措施。
昆明理工大学硕士学位论文第13页图2.1-1线路区现场图（3）工程地质条件北部15km为构造剥蚀丘陵地区，部分路段以风化剥蚀作用形成的“丹霞”地貌为主。线路区丘岗沟谷相间。地层主要由残坡积粘性土及第三系丹霞群的砂岩构成。残坡积粘性土厚度不均，局部夹碎石。基岩主要为两层：①巨厚层细砂岩局部夹页岩、碳质页岩、煤层。②薄层状泥质粉砂岩。抗风化能力差异较大，整体上部风化较剧烈，节理裂隙发育。局部含页岩、碳质页岩、煤层。中部49km为中低山区，属岩溶地貌及构造剥蚀地貌，溶蚀洼地、溶洞、落水洞漏斗、溶沟、溶槽等岩溶地貌发育。地层主要由残坡积粘性土，中上石炭统壶天群及下二叠统栖霞组灰岩组成。山脚坡麓处及山坳局部第四系松散层分布较厚，粘性土以灰黄、土黄、棕红色为主，含少量碎石。基岩主要为两层：①含燧石灰岩为灰~深灰色，致密、块状，隐晶～微晶结构，厚层状构造，局部地段上部呈中层～薄层状构造。②灰岩为浅灰～灰色，致密、块状，隐晶～微晶结构，厚层状结构。局部相变为白云质灰岩。南部46km地貌类型属构造剥蚀山丘陵地貌，地形起伏比较大。地层主要由第四系残积亚粘土、亚砂土和中、下泥盆统桂头群砂岩组成。岩性以页岩、砂岩、石英砂岩、泥质砂岩和泥岩为主，局部夹薄层状煤层。风化剧烈，风化层厚。全风化砂岩以灰黄色为主，原岩结构基本破坏。强风化层以石英砂岩为主，次为页
【参考文献】：
期刊论文
[1]桂林市毛村流域碳酸盐岩溶蚀实验研究[J]. 苏悦,胡晓农,曹建华,黄芬,吴夏,王修华. 煤炭技术. 2019(01)
[2]深层排水孔堵塞对富水岩质高边坡稳定性的影响[J]. 高春君,张学富,向立辉,乔丹. 土木建筑与环境工程. 2018(05)
[3]高边坡填筑堤防工程边坡排水措施的探讨[J]. 闫侃. 地下水. 2018(01)
[4]深层排水管布设方式对土质路堑边坡稳定性的影响[J]. 吕军. 公路与汽运. 2016(06)
[5]山区公路富水高边坡处治排水技术研究[J]. 钱丽英,徐建勇. 公路交通技术. 2016(04)
[6]公路边坡新型仰斜排水孔机械淤堵室内试验研究[J]. 田卿燕,钱尼贵,郝钟钰. 公路. 2016(07)
[7]考虑化学淤堵作用的尾矿砂渗透系数变化规律研究[J]. 许增光,杨雪敏,柴军瑞. 水文地质工程地质. 2016(04)
[8]可拆换过滤器在排水管井中的应用[J]. 定培中,周密,张伟,朱国胜. 岩土工程学报. 2016(S1)
[9]黏性土渗透淤堵室内模拟试验及分析[J]. 翟超,郭伟锋,严驰. 岩土工程学报. 2016(S1)
[10]向家坝电站坝基排水孔组合式过滤体试验研究[J]. 严敏,定培中,陈劲松,盛小涛. 长江科学院院报. 2016(01)
博士论文
[1]高原水库坝基松散介质渗透—淤堵试验及机理研究[D]. 李识博.吉林大学 2014
[2]尾矿坝化学淤堵机理与过程模拟研究[D]. 武君.上海交通大学 2008
硕士论文
[1]考虑淤堵作用的尾矿渗流细观试验研究[D]. 杨洋.西安理工大学 2018
[2]桂林市毛村流域碳酸盐岩溶蚀实验研究[D]. 苏悦.中国地质大学(北京) 2018
[3]土工织物滤层淤堵及其防治方法试验研究[D]. 朱江颖.华南理工大学 2018
[4]减压井淤堵及恢复机制研究[D]. 杨阳.扬州大学 2015
[5]无粘性粗粒土渗透淤堵作用室内模拟试验及机理研究[D]. 黄智全.吉林大学 2010
[6]富水高陡路堑边坡深层排水技术研究[D]. 邹隽.长沙理工大学 2008
[7]土工织物反滤系统土体结构稳定性试验研究[D]. 易华强.清华大学 2005
本文编号：3614858
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