岩溶漏斗水库及其双层壳封堵结构和施工方法

摘要

本发明公开了一种双层壳封堵结构，包括沿岩溶漏斗的漏水通道的内壁环绕一周设置的基座，所述基座内设有用于封堵岩溶漏斗的漏水通道的双层壳结构；所述双层壳结构包括上层封堵壳和位于所述上层封堵壳下方的下层封堵壳。本发明还公开了一种岩溶漏斗水库及一种双层壳封堵结构施工方法。本发明的双层壳封堵结构，通过在基座内设置双层壳结构，可把储存的水以及泥沙的自重等荷载转化为压力传递到周围岩体上，有效减少封堵结构承受的拉力，从而减少工程量，经济性好。

说明书

技术领域

本发明属于水利工程技术领域，具体的为一种岩溶漏斗水库及其双层壳封堵结构和施工方法。

背景技术

我国岩溶地貌分布广、面积大，主要分布在碳酸盐岩出露地区，面积约91-130万平方千米。其中以广西、贵州和云南东部所占的面积最大，是世界上最大的岩溶地貌区之一。我国主要的岩溶地貌区同时也是大气降水丰富的地区，但是由于地表储水条件较差，多数降水通过岩溶漏斗等集中进入地下岩溶系统，使得岩溶地貌地区的地表水资源并不丰富，有很多地区甚至存在突出的季节性缺水问题，严重影响当地的经济、社会发展。

随着我国社会发展和技术经济进步，需要在岩溶地区修建水库解决当地季节性缺水问题。大型岩溶漏斗在地形上具有较好的汇水条件，且水质好，若将岩溶漏斗的天然排水通道进行科学封堵，可形成岩溶漏斗水库。由于岩溶漏斗是岩溶系统的组成部分，完全封堵可能会显著改变岩溶水的径流、排泄过程，进而引起新的更加复杂的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种岩溶漏斗水库及其双层壳封堵结构和施工方法，能够满足对岩溶漏斗集中漏水通道进行封堵处理的要求。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明首先提出了一种双层壳封堵结构，包括沿岩溶漏斗的漏水通道的内壁环绕一周设置的基座，所述基座内设有用于封堵岩溶漏斗的漏水通道的双层壳结构；所述双层壳结构包括上层封堵壳和位于所述上层封堵壳下方的下层封堵壳。

进一步，所述基座采用钢筋混凝土制成；所述上层封堵壳和下层封堵壳采用钢筋混凝土制成。

进一步，所述上层封堵壳和下层封堵壳均为单曲面结构或双曲面结构。

进一步，所述上层封堵壳和下层封堵壳内均设有单向施工缝，所述单向施工缝内填充设有止水材料。

进一步，设置在所述上层封堵壳内的单向施工缝和设置在所述下层封堵壳内的单向施工缝呈相互错位设置。

进一步，所述双层壳结构与基座之间不预留施工缝。

本发明还提出了一种岩溶漏斗水库，包括如上所述用于封堵岩溶漏斗的漏水通道的双层壳封堵结构，所述双层壳封堵结构与位于其上部的岩溶漏斗的周边岩体之间形成用于储水并经防渗漏处理的储水区；所述基座的底面和外侧面均与岩溶漏斗的周边岩体接触；所述储水区内设有用于泄洪的泄洪建筑物、用于取水的取水建筑物和用于放空储水区的放空建筑物；所述放空建筑物设置在所述储水区的底部，所述泄洪建筑物设置在所述储水区的上部，所述取水建筑物设置在所述储水区的中部。

进一步，所述泄洪建筑物的进水口底面高程等于或略低于所述储水区的正常水位高程；所述放空建筑物的进水口底面高程等于或略低于所述储水区的死水位高程；所述取水建筑物上连接设有输水管道，且所述取水建筑物的取水口高程位于所述储水区的死水位高程与正常水位高程之间。

本发明还提出了一种如上所述双层壳封堵结构的施工方法，包括如下步骤：

1）清除或治理危岩体：清除或治理双层壳封堵结构顶面高程以上的危岩体；

2）开挖基座基坑：开挖基座基坑至设计高程，并清除或治理基坑边坡不稳定岩体；

3）施工基座：在开挖好的基座基坑内施工基座；

4）施工下层封堵壳：在已施工的基座内侧施工下层封堵壳；

5）施工下层止水：在已施工的下层封堵壳的单向施工缝内填充止水材料；

6）施工上层封堵壳：在已施工的下层封堵壳顶面施工上层封堵壳；

7）施工上层止水：在已施工的上层封堵壳的单向施工缝内填充止水材料。

进一步，所述步骤3）中，所述基座采用钢筋混凝土制成，基座施工时，注意养护混凝土，防止开裂；

所述步骤4）中，所述下层封堵壳采用钢筋混凝土制成，下层封堵壳施工时，注意养护混凝土，防止开裂；

所述步骤6）中，所述上层封堵壳采用钢筋混凝土制成，上层封堵壳施工时，注意养护混凝土，防止开裂。

本发明的有益效果在于：

本发明的双层壳封堵结构，通过在基座内设置双层壳结构，可把储存的水以及泥沙的自重等荷载转化为压力传递到周围岩体上，有效减少封堵结构承受的拉力，从而减少工程量，经济性好。

通过将双层壳结构设置为上层封堵壳和下层封堵壳，并将上层封堵壳内的单向施工缝和下层封堵壳内的单向施工缝相互错位设置，使得双层壳结构的防渗性能更好，使用寿命更长。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明岩溶漏斗水库实施例的结构示意图，具体的，省略了泄洪建筑物、取水建筑物和放空建筑物；

图2为图1的断面图；

图3为双层壳封堵结构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

如图1所示，为本发明岩溶漏斗水库实施例的结构示意图。本实施例的岩溶漏斗水库，包括用于封堵岩溶漏斗的漏水通道的双层壳封堵结构2，双层壳封堵结构2与位于其上部的岩溶漏斗的周边岩体1之间形成用于储水并经防渗漏处理的储水区3。储水区内设有用于泄洪的泄洪建筑物、用于取水的取水建筑物和用于放空储水区的放空建筑物；放空建筑物设置在储水区的底部，泄洪建筑物设置在储水区的上部，取水建筑物设置在储水区的中部。

本实施例的泄洪建筑物的进水口底面高程等于或略低于储水区的正常水位高程；放空建筑物的进水口底面高程等于或略低于储水区的死水位高程；取水建筑物上连接设有输水管道，且取水建筑物的取水口高程位于储水区的死水位高程与正常水位高程之间。

本实施例的双层壳封堵结构，包括沿岩溶漏斗的漏水通道的内壁环绕一周设置的基座4，基座4内设有用于封堵岩溶漏斗的漏水通道的双层壳结构。本实施例的双层壳结构包括上层封堵壳5和位于上层封堵壳5下方的下层封堵壳6。本实施例的基座4的底面和外侧面均与岩溶漏斗的周边岩体1接触

具体的，基座4采用钢筋混凝土制成；上层封堵壳5和下层封堵壳6采用钢筋混凝土制成，上层封堵壳和下层封堵壳均为单曲面结构或双曲面结构，本实施例的上层封堵壳和下层封堵壳均为双曲面结构。可把储存的水以及泥沙的自重等荷载转化为压力传递到周围岩体上，有效减少封堵结构承受的拉力。

本实施例的上层封堵壳5和下层封堵壳6内均设有单向施工缝，单向施工缝内填充设有止水材料，且设置在上层封堵壳5内的单向施工缝和设置在下层封堵壳6内的单向施工缝呈相互错位设置。且双层壳结构与基座4之间不预留施工缝。通过将双层壳结构设置为上层封堵壳和下层封堵壳，并将上层封堵壳内的单向施工缝和下层封堵壳内的单向施工缝相互错位设置，使得双层壳结构的防渗性能更好，使用寿命更长。

本实施例的双层壳封堵结构，通过在基座内设置双层壳结构，可把储存的水以及泥沙的自重等荷载转化为压力传递到周围岩体上，有效减少封堵结构承受的拉力，从而减少工程量，经济性好。

本实施例的双层壳封堵结构施工方法，包括如下步骤：

1）清除或治理危岩体：清除或治理双层壳封堵结构顶面高程以上的危岩体；

2）开挖基座基坑：开挖基座基坑至设计高程，并清除或治理基坑边坡不稳定岩体；

3）施工基座：在开挖好的基座基坑内施工基座4；本实施例的基座4采用钢筋混凝土制成，基座施工时，注意养护混凝土，防止开裂；

4）施工下层封堵壳：在已施工的基座内侧施工下层封堵壳；本实施例的下层封堵壳6采用钢筋混凝土制成，下层封堵壳6施工时，注意养护混凝土，防止开裂；

5）施工下层止水：在已施工的下层封堵壳6的单向施工缝内填充止水材料；

6）施工上层封堵壳：在已施工的下层封堵壳6顶面施工上层封堵壳5；本实施例的上层封堵壳5采用钢筋混凝土制成，上层封堵壳5施工时，注意养护混凝土，防止开裂；

7）施工上层止水：在已施工的上层封堵壳的单向施工缝内填充止水材料。

本实施例的岩溶漏斗水库，采用双层壳封堵结构封堵岩溶漏斗天然排水通道，并在双层壳封堵结构和位于其上部的岩溶漏斗的周边岩体之间形成用于储水并经防渗漏处理的储水区，使得岩溶漏斗具备了储存地表水形成水库的条件；放空建筑物可以放空水库，以便检修库区的各类建筑物；泄洪建筑物可以及时排走多余来水，以确保水库安全运行；取水建筑物可与输水管道连接，取水用于生产、生活；另外，由于岩溶漏斗周边的污染源有限、水土流失问题不严重，因此，岩溶漏斗水库的泥沙淤积问题不突出，水库水质也较好。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。