CN102966090A - 一种边坡自动排水***及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种边坡自动排水***，由储能装置、触发装置及排水装置组成。储能装置由储水箱、蓄能箱、出水管、止水塞等组成；触发装置由悬浮筒、刚性浮筒杆、导向筒、弹性连接绳、导向杆、浮球、刚性压杆等组成；排水装置由抽水管、排水管等组成。***放置于边坡台阶的汇水孔上部，当汇水孔内水位达到设计的自动排水启动水位时，触发装置启动，止水塞打开，储能箱内蓄水流入排水管，当储水充满排水管且止水塞闭合时，在***内产生虹吸现象，汇水孔内的积水通过抽水管、排水管排至边坡下部。该***结构简单、无需电能、太阳能、风能等能源、无精密元器件和易损件，对野外各种边坡疏水匀有良好适应性，并且疏水施工、管理简单，成本低、排水效果好。

Description

一种边坡自动排水***及其方法

技术领域

本发明涉及一种自动排水***，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***。

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***，当汇水孔22内的积水达到预先设定的水位时，自动排水***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***汇水孔22的最底端），自动排水***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***，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***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。

优选地，所述的出水管（11）管径为水箱连通管（17）管径的3倍以上。

优选地，在蓄能箱（4）侧面安装有进气管（5），进气管（5）管口高度与储水箱（3）液面高度一致。

优选地，在蓄能箱（4）内浮球（8）的上方设置一限位装置。

优选地，刚性压杆（9）的重力与浮球（8）的重力之和小于浮球（8）在水中所受的浮力；悬浮筒（20）与刚性浮筒杆（13）的重力之和小于悬浮筒（20）在水中所受的浮力。

优选地，所述的弹性连接绳（12）为柔性绳，其长度为：当刚性浮筒杆（13）的悬浮筒（20）达到自动排水启动水位时，弹性连接绳（12）恰好将止水塞（10）拉起；在止水塞（10）打开时，其聚集的弹性释放，促使止水塞（10）打开。

优选地，所述止水塞（10）上表面为平面，下表面为抛物线曲面形；当止水塞（10）处于闭合状态时，抛物线形曲面与圆形出水管（11）管口吻合。

本发明另一目的在于提供一种多级边坡自动排水***，多级边坡自动排水***由多个如上述的边坡自动排水***组成，所述多个边坡自动排水***位于边坡的不同台阶上，上一级台阶的边坡自动排水***的排水管（19）排水口与下一级台阶的边坡自动排水***的储水箱（3）相连。

优选地，第二级台阶及其以下的各个自动排水***的储水箱（3）设置有溢流管。

本发明的又一目的在于提供一种利用上述边坡自动排水***进行边坡自动排水方法，其特征在于，该自动排水方法包括如下步骤：

步骤一、在储能箱（4）内充满水；

步骤二、汇水孔（22）液面持续上升并达到悬浮筒（20）位置，悬浮筒（20）及与其相连的刚性浮筒杆（13）一起向上运动，带动处于松弛状态的弹性连接绳（12）逐渐绷紧；

步骤三、汇水孔（22）液面继续上升，当汇水钻孔（22）内的液面达到自动排水启动水位（21）时，刚性浮筒杆（13）带动弹性连接绳（12）将止水塞（10）打开；

步骤四、止水塞（10）打开后，蓄能箱（4）中的水通过出水管（11）并流向排水管（19）出水口，同时储水箱（3）中的水通过水箱连通管（17）流入蓄能箱（4）进行水补给，其中蓄能箱（4）的出水量大于自储水箱（3）中的入水量；

步骤五、当排水管（19）出水口的水头位置低于汇水孔（22）内液面的高度时，储能箱（4）内液面低于浮球（8）下方，浮球8及其下部的刚性压杆9向下压迫止水塞10关闭，使出水管11上端密闭；

步骤六、止水塞（10）关闭后，储水箱（3）中的水继续通过水箱连通管（17）流入蓄能箱（4）进行水补给，直至蓄能箱(4)再次注满；同时，汇水孔（22）内的水依次通过抽水管(23)、单向阀(16)和排水管(19)排出，直至汇水孔（22）内的液面低于排水管(19)出口的位置，边坡疏水结束； 

步骤七、重复执行步骤二-步骤六。

与以往边坡内积水疏干方法对比，采用此装置进行边坡疏水具有一下特征与优势：

（1）该***利用虹吸原理可将垂直疏水孔内的积水排出孔外，无需电力、风力、太阳能等外部动力，更适用于露天坑、公路铁路边坡等野外地区的边坡疏水，仅需保持储水箱3内最低液面高于储能箱4最高液面即可。 

（2）该***结构简单，制作成本低廉，无精密元器件和易损件，适用于露天野外的各种恶劣环境。

（3）使用该***自动排放汇水孔内积水，无需人员值守，施工简单，管理方便，疏水成本低，通过逐级疏水***较好的保证了边坡积水排向泄水区，排水效果好。

附图说明

图1为边坡排水***侧视图，其中：

1-露天边坡；2-边坡台阶；3-储水箱；4-蓄能箱；5-进气管；6-限位卡；7-导向杆；8-浮球；9-刚性压杆；10-止水塞；11-出水管；12-弹性连接绳；13-刚性浮筒杆；14-限位螺母；15-导向筒；16-单向阀；17-连通管；18-水箱支座；19-排水管；20-悬浮筒；21-自动排水启动水位；22-汇水钻孔；23-抽水管；24-自动排水最低水位。

图2为边坡排水***正视图。

图3为边坡排水***俯视图。 

图4为边坡排水***未启动时触发装置状态示意图。

图5为边坡排水***启动过程中触发装置状态示意图。

图6为边坡排水***启动完成时触发装置状态示意图。

图7为虹吸效应发生前边坡排水***的触发装置状态示意图。

 

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述，但本发明的保护范围并不局限于以下所描述具体实施方式的范围。

具体实施例一

图1-3为边坡排水***的示意图。该边坡自动排水***主要包括三大装置：储能装置、触发装置和排水装置。

如图所示，储能装置包括储水箱3、蓄能箱4，以及储能箱4与储水箱3之间的连通管17、与排水管19连通的出水管11，此外，为了保证储能箱4内水流能够顺畅的排出和流入，在储能装置中还可以设置一个位于储能箱上与大气压连通的进气管5。

触发装置包括悬浮筒20、刚性浮筒杆13、导向筒15、弹性连接绳12、限位卡6、限位螺母14、导向杆7、浮球8、刚性压杆9。

其中，在汇水钻孔22内与刚性悬浮筒杆13连接的悬浮筒20为一中空密封体，外径小于汇水孔直径，使悬浮筒20可在汇水孔22内自由上下移动，例如悬浮筒20为一薄铁皮或者塑料材质的中空圆柱体，其外径为汇水孔22（Φ256mm）直径的2/3左右；悬浮筒20须足够长，确保汇水孔22内积水液面升高时，悬浮筒20所受到的浮力大于悬浮筒20和刚性浮筒杆13自重及其在上行过程中受到的摩擦阻力。

刚性浮筒杆13为一轻质刚性杆体，材料可采用硬质塑料管制作，下端固定连接于汇水孔内的悬浮筒20上，上端与弹性连接绳12相连。当汇水孔22液面上升，达到悬浮筒20位置时，受浮力作用悬浮筒20及与其相连的刚性浮筒杆13一起向上运动，并带动原处于松弛状态的弹性连接绳12逐渐绷紧，并最终触发止水塞10动作。

储能箱4侧边上下各安装一个导向筒15，刚性浮筒杆13轴向***于所述导向筒15内，导向筒15的直径稍大于刚性浮筒杆13的直径，以确保刚性浮筒杆13在汇水孔22内垂直上下自由移动，同时又不对刚性浮筒杆13的运动产生太大摩擦阻力；刚性浮筒杆13上部（位于导向筒15上方）安装一限位螺母14，防止其下降位置过低拉动弹性连接绳12触发装置。

弹性连接绳12为可伸缩性柔绳，一端与刚性浮筒杆13顶端相连，另一端与止水塞10相连。其作用是在刚性浮筒杆13上升到一定位置时（即汇水孔内的水位达到自动排水启动水位21），可打开止水塞10，使储能箱4内的水迅速从排水管19排出并最终触发虹吸现象，实现虹吸排水；同时因该弹性绳具有储能功能，在止水塞10打开的一瞬间，其聚集的弹性能迅速释放，确保止水塞10短时间内完全敞开。

储能箱4内的触发机构包括浮球8、导向杆7、刚性压杆9、止水塞10、限位卡6等组成。浮球8为一轴心设计了上下贯通的圆柱孔的密闭体，浮球8的体积取决于浮球8在水中的浮力，要求该力值须大于浮球8、刚性压杆9自重和浮球8、刚性压杆9在导向杆7上移动时产生的阻力，该圆柱孔直径大于导向杆7直径；刚性压杆9为一空心杆，固定于浮球8的圆柱孔下端，其内径大于导向杆7直径。将导向杆7穿过浮球8中心圆柱孔及刚性压杆9，并固定于储能箱4的箱盖，要确保导向杆7、浮球8、刚性压杆9、止水塞10、出水管11的轴线重合。当自动排水***启动前，储能箱4内充满水，浮球8及刚性压杆9在浮力的作用下，沿着导向杆7上移，浮球8可抵达蓄能箱箱盖；为了限定浮球8的浮动范围，可以在蓄能箱4内浮球8的上方设置一限位卡6，例如限位卡6可以固定在蓄能箱4内侧面，由导向杆7竖直穿过限位卡6；限位卡也可以固定于导向杆上端，并位于浮球8上方。一旦弹性绳触动止水塞10打开（即，汇水孔内的水位达到自动排水启动水位21时），储能箱4内的水快速自出水管11排出，再导向排水管19出水口，储能箱4内液面快速降低，浮球8随液面下降，当自储能箱4内流向排水管19的水达到虹吸现象的要求时（即排水管19出水口的水头位置低于钻孔内液面的高度时），储能箱4内液面低于浮球8，浮球8失去浮力下落，浮球8下的刚性压杆9向下压迫止水塞10（浮球8及刚性压杆9的设计重量大于弹性绳的张力）关闭，使储能箱4内的出水管11上端密闭。排水管19与***汇水孔22内抽水管23的直径相同，两者之间通过一个单向阀16连接。一旦止水塞10关闭，根据虹吸原理，则汇水孔22内的水会通过抽水管23、单向阀16和排水管19，源源不断的流出，直至钻孔内的水位低于排水管19出口的位置。为了达到以上要求，刚性压杆9的重力与浮球8的重力之和小于浮球8在水中所受的浮力；悬浮筒20与刚性浮筒杆13的重力之和小于悬浮筒20在水中所受的浮力，用以保证在浮力作用下浮球8或悬浮筒20能够带动刚性压杆9或刚性悬浮筒13漂浮起来。

当止水塞10关闭时，由于储能箱4与储水箱3之间有一个水箱连通管17，该水箱连通管17的排水量小于排水管19的排水量（如连通管17排水量为排水管19排水量的1/5），储水箱3内的水将充满储能箱4，浮球8及刚性压杆9会随储能箱4水面的升高逐渐升高，但止水塞10受下部虹吸原理产生的负压力和止水塞10上表面受的静水压力作用，止水塞10不会打开。

进气管5位于蓄能箱4箱体侧面，其下端与储能箱4内部相通，其上端与大气相通，可确保止水塞10打开时，储能箱4内的水可以迅速自出水口排出；当止水塞10关闭时，储水箱3内的水也可以顺利的流入储能箱4。

出水管11位于蓄能箱4箱体底面，出水管11管径为储水箱3、储能箱4之间连通管管径的3倍以上，保证蓄能箱4的出水速度远大于进水速度，以便使虹吸现象发生前蓄能箱4内的水位能够迅速下降，例如，出水管11的内径Φ55mm，长度30m（包括水平距离10m和台阶坡面布置的管道长20m），连通管17内径为Φ18mm。当排水管19内容纳的水量达到可实现虹吸现象时，浮球8可及时落下封闭储能箱4出水管11，不会由于储水箱3内的水源源不断进入储能箱4，导致浮球8无法下落造成止水塞10无法闭合现象。

止水塞10活动连接于蓄能箱4的出水管11顶端管口处，为一上表面为平面，下表面为抛物线曲面形的塞子，当止水塞10处于闭合状态时，抛物线形曲面与出圆形水管口吻合，类似球形阀密闭结构，可封闭出水管11口；由于止水塞10的抛物线曲面外形，能够适应出水管11口外形的细微变化；同时由于止水塞10上表面为水平面，来自静水压力的作用，使止水塞10紧紧堵住出水管11管口。随着汇水孔22内水位的上升，汇水孔22内悬浮筒20带动刚性浮筒杆13上升，固定于刚性浮筒杆13和止水塞10之间的弹性连接绳12逐渐受力，但由于止水塞10自重和其上表面静水压力的作用，止水塞10不会动作；此时汇水钻孔22的水面继续上升，并带动悬浮筒20及刚性浮筒杆13继续同步上升，弹性绳所受张力越来越大，一旦弹性绳所受张力超过止水塞10自重和其上表面静水压力的作用，止水塞10随之会被打开，在此瞬间，储能箱4内积水迅速流入出水管11口，流水进入出水管11口的同时，会对抛物线曲面的止水塞10施加一个向上的顶推力，使止水塞10加速打开；同时在静力平衡状态下存储于弹性绳中的能量迅速释放，弹性绳快速收缩，抛物线形塞子彻底顶开，形成较大的流水量，保证出水管11出水顺利。

为了方便止水塞的开合，止水塞10在出水管11管口处的活动连接可以通过转动连接装置实现，如，铰链。

储水箱3与蓄能箱4为方形水箱，可采用钢板或PVC等塑料材质，以保证在户外某些恶劣环境下的使用寿命，为了确保储水箱3为蓄能箱提供充足的水分，使自动排水***能够持续作业，储水箱3体积最低为蓄能箱4体积的3倍以上，例如：储水箱3长1.2m，宽1.0m，高1.2m；储能箱4长0.4m，宽0.4m ,高0.6m；蓄能箱4进气管5的进气管口高度与储水箱3箱顶高度一致。

如图1所示，排水装置包括抽水管23、单向阀16、排水管19。

抽水管23一端与单向阀16相连，另一端***汇水钻孔22内部直至自动排水最低水位24处。

单向阀16两端分别与抽水管23、排水管19相连，位置介于出水管11底端口与抽水管23之间，使储能箱4内的水流方向只流入排水管19，而不会流入抽水管23；排水管与抽水管23的管径可以相同，如排水管19与抽水管23的内径Φ35mm。

排水管19与出水管11下端管口连通；排水管19沿边坡向下布置，排水管19出水口水平低于自动排水的最低水位24水平，保证汇水钻孔22内积水被疏干至自动排水最低水位24。

 

具体实施例二

为了实现多阶层的边坡的自动排水，可以由多个实施例一中的边坡自动排水***组成多级自动排水***，上一级台阶的边坡自动排水***的排水管19排水口可与下一级台阶的边坡自动排水***的储水箱3相连，补给后者储水箱3内消耗的水分，实现边坡积水逐级向下排放。同时在第二级（由上至下排序）台阶的自动排水***及其下各级台阶的自动排水***的储水箱3设置一溢流管，确保上一级排水管19排出的水注满该储水箱3后，通过溢流管流向设定的最终储水地点。

 

具体实施例三

图4、图5、图6、图7为边坡自动排水***排水动作的示意图。以下结合附图说明本发明中边坡自动排水***在露天边坡现场疏水应用的具体实例。

当汇水钻孔22内的水位达到自动排水启动水位21时，置于某露天边坡台阶上的边坡排水***启动，最终使排水***发生虹吸现象，汇水钻孔22积水被抽出，达到自动疏干边坡积水的目的。

具体实施过程如下：

步骤一、***初始化。在自动排水***启动前，储能箱4内充满水，浮球8及刚性压杆9在浮力的作用下，沿着导向杆7上移，直至浮球8抵达限位卡。

步骤二、如图1，当汇水孔22液面上升，达到悬浮筒20位置时，受浮力作用悬浮筒20及与其相连的刚性浮筒杆13一起向上运动。刚性浮筒杆13在向上运动的过程中带动处于松弛状态的弹性绳逐渐绷紧，弹性连接绳12内不断储存弹性势能，止水塞10在其自重及其上表面静水压力作用下，依然密闭出水管11口，此时触发装置如图4所示。

步骤三、当汇水钻孔22内的水位达到自动排水启动水位21时，刚性浮筒杆13上升并通过对弹性连接绳12的拉力最终将止水塞10打开，触发装置状态如图5所示。储能箱4内积水迅速流入出水管11口，此时水流会对抛物线曲面的止水塞10施加一个向上的顶推力，使止水塞10加速打开，同时在静力平衡状态下存储于弹性绳中的能量迅速释放，弹性绳快速收缩，抛物线形塞子彻底打开，出水道形成较大的水流量，触发装置状态如图6所示。

步骤四、止水塞10打开后，蓄能箱4中的水流动特征为：水通过出水管11流出蓄能箱4，同时储水箱3中的水流入蓄能箱4进行水补给，但蓄能箱4水的流出量远远大于自储水箱3流入的水量。

步骤五、当自储能箱4内流向排水管19的水达到虹吸现象的要求时（即排水管19出水口的水头位置低于汇水孔22内液面的高度时），此时储能箱4内液面位于浮球8下方，浮球8不再受浮力作用，则浮球8及其下部的刚性压杆9因其自重向下压迫止水塞10，使出水管11上端密闭，如图7所示。

步骤六、一旦止水塞10关闭，根据虹吸原理，则汇水孔22内的水会通过抽水管23、单向阀16和排水管19，源源不断的流出，直至钻孔内的水位低于排水管19出口的位置，此时虹吸现象停止，边坡疏水结束；直至汇水孔22内水再次渗入，并达到自动排水***设定的自动启动水位21时，该装置再次启动。

同时，在止水塞10关闭后，蓄能箱4内排出的水会通过蓄能箱4与储水箱3之间的连通管，将蓄能箱4再次注满，为下一次排水***的自动启动提供能量。

 为了保证边坡自动排水***的持续作业，储水箱3内的水量需要定期加入，且储水箱3内最低液位应高于蓄能箱4顶盖的位置。

在设置如具体实施例二中的多级自动排水***时，为简化管理，边坡上一级（即上一台阶）边坡自动排水***的排水管19出口可与下一级（即下一台阶）边坡自动排水***的储水箱3相连，以补给后者的储水箱3内消耗的水分，实现边坡积水逐级向下排放，形成边坡多级自动排水***。同时在各个边坡自动排水***，特别是自第二级（由上至下）台阶及其以下各自动排水***的储水箱3上设置一溢流管，确保上一级排水管19排出的水注满该储水箱3后，通过溢流管流向设定的最终储水地点。

 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (10)

1.一种边坡自动排水***，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***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）出水口的高度低于抽水管（23）入水口的高度。

2.根据权利要求1所述的一种边坡自动排水***，其特征在于：所述的出水管（11）管径为水箱连通管（17）管径的3倍以上。

3.根据权利要求1所述的一种边坡自动排水***，其特征在于：在蓄能箱（4）侧面安装有进气管（5），进气管（5）的进气管口高度与储水箱（3）箱顶高度一致。

4.根据权利要求1所述的一种边坡自动排水***，其特征在于：在蓄能箱（4）内浮球（8）的上方设置一限位卡（6）。

5.根据权利要求1所述的一种边坡自动排水***，其特征在于：刚性压杆（9）的重力与浮球（8）的重力之和小于浮球（8）在水中所受的浮力；悬浮筒（20）与刚性浮筒杆（13）的重力之和小于悬浮筒（20）在水中所受的浮力。

6.根据权利要求1所述的一种边坡自动排水***，其特征在于：所述的弹性连接绳（12）为柔性绳，其长度为：当刚性浮筒杆（13）的悬浮筒（20）达到自动排水启动水位时，弹性连接绳（12）恰好将止水塞（10）拉起；在止水塞（10）打开时，其聚集的弹性能释放，促使止水塞（10）打开。

7.根据权利要求1所述的一种边坡自动排水***，其特征在于：所述止水塞（10）上表面为平面，下表面为抛物线曲面形；当止水塞（10）处于闭合状态时，抛物线形曲面与圆形出水管（11）管口吻合。

8.一种多级边坡自动排水***，其特征在于，所述多级边坡自动排水***由多个如权利要求1-7任一项所述的边坡自动排水***组成，所述多个边坡自动排水***位于边坡的不同台阶上，上一级台阶的边坡自动排水***的排水管（19）排水口与下一级台阶的边坡自动排水***的储水箱（3）相连。

9.根据权利要求8所述的多级边坡自动排水***，其特征在于，第二级台阶及其以下的各个自动排水***的储水箱（3）设置有溢流管。

10.一种利用如权利要求1-7任一项的边坡自动排水***进行边坡自动排水方法，其特征在于，该自动排水方法包括如下步骤：

步骤一、在储能箱（4）内充满水；

步骤二、汇水孔（22）液面持续上升并达到悬浮筒（20）位置，悬浮筒（20）及与其相连的刚性浮筒杆（13）一起向上运动，带动处于松弛状态的弹性连接绳（12）逐渐绷紧；

步骤三、汇水孔（22）液面继续上升，当所述汇水钻孔（22）内的液面达到自动排水启动水位（21）时，刚性浮筒杆（13）带动弹性连接绳（12）将止水塞（10）打开；

步骤四、止水塞（10）打开后，蓄能箱（4）中的水流出出水管（11）并流向排水管（19）出水口，同时储水箱（3）中的水通过水箱连通管（17）流入蓄能箱（4）进行水补给，其中蓄能箱（4）的出水量大于自储水箱（3）中的入水量；

步骤五、当排水管（19）出水口的水头位置低于汇水孔（22）内液面的高度时，储能箱（4）内液面位于浮球（8）下方，浮球（8）及其下部的刚性压杆（9）向下压迫止水塞（10）关闭，使出水管(11)上端密闭；

步骤六、止水塞（10）关闭后，储水箱（3）中的水继续通过水箱连通管（17）流入蓄能箱（4）进行水补给，直至蓄能箱(4)再次注满；同时，汇水孔（22）内的水依次通过抽水管(23)、单向阀(16)和排水管(19)排出，直至汇水孔（22）内的液面低于排水管(19)出口的位置，边坡疏水结束； 

步骤七、重复执行步骤二-步骤六。

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