[發明專利]在地下古河道古沖溝構筑地下水庫的方法

有效

• 申請號: 201310268231.6
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN103306236A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 梁新
• 申請（專利權）人: 梁新
• 主分類號: E02B3/00
• 分類號: E02B3/00;E02B3/10;E02B3/16;E02B1/00;E03B3/34
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務所有限責任公司 45104
• 代理人: 黃永校

技術領域

本發明是利用地下古河道古沖溝河床中的特殊地層、地形與地下水條件，構筑地下水壩，攔截與圍堵地下含水層中的潛水，而建成地下水庫的方法，屬于水利工程建設領域。

背景技術

自上世紀八十年代以來，國內外媒體對我國發生的沙塵暴與旱災等極端自然災害進行了大量的報道與評論，其中有報道指出我國被沙漠化的面積已占國土總面積的三分之一。在我國，許多省市因旱災缺水，大量吸取地下水源，致使地下水位急速下降，從而引起地面開裂下陷，給國家造成極大經濟損失和人員傷亡。由于需水量與供水能力的矛盾逐年加大，越來越多的人投入到地下水庫的研究中。

目前，尚沒有一套較完善的系統方法，能夠針對地下古河道古沖溝河床地質、地形及其含水層的特點與水源的補給條件，解決對地下各種不同含水巖土層的防滲問題，以及地下水壩的類型選擇，壩高與壩頂溢流斷面標高的設計，對地下水庫的回灌補水，提高水庫供水的持續性等問題。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種在地下古河道古沖溝構筑地下水庫的方法，針對地下古河道古沖溝河床地質、地形及其含水層的特點與水源的補給條件，系統地解決各種不同含水巖土層的防滲問題，以及地下水壩的類型選擇，壩高與壩頂溢流斷面標高的設計，對地下水庫的回灌補水和提高水庫供水持續性的問題。

本發明實現上述目的所采取的技術方案是：在地下古河道古沖溝構筑地下水庫的方法，包括如下步驟：

（1）對地下古河道、古沖溝的勘察，具體勘察步驟如下：

（A）勘察地下古河道古沖溝的地名、地層、成因、走向、長度、地下含水層厚度以及地下標高與地面標高；

（B）評估地下水源條件，在步驟（A）的基礎上，進一步查明上游補給水源的類型，了解當地年降雨量、大氣蒸發量以及庫內地下水位的變化情況，包括豐水期最高洪水位標高、枯水期最低水位標高及歷時和正常水位標高及歷時；測出地下水庫水力坡降，估算補給潛水流量，計算地下水庫最高洪水位的過水最大流量、地下水庫正常水位的過水流量和最低水位的過水流量；

（C）根據地下水庫壩址基礎的地質地形條件，選擇較狹窄的壺口河段，地下河床底部為不透水巖土層，兩側為對稱的形狀呈“U”字型；壩體基礎巖土層為完整堅硬，不透水性的巖土層；

（D）根據地下水庫庫區地質地形條件，選擇地下河道較寬闊且較長的，較平緩的，有較厚的含水層的地層，以保證地下水庫有較大的蓄水容量；庫區內地下河床兩側分水嶺標高高于地下水庫控制水位設計標高，以保證水庫建成蓄水后，庫內水不能往庫外泄漏；在喀斯特較發育地區，地下水庫庫區選擇在喀斯特發育較弱，基巖較完整的河段，以防庫水滲漏；

（2）設計地下水庫壩體，具體步驟如下：

（A）壩型的選擇，采用地下溢流壩的壩體類型；

（B）設計地下壩高與壩頂溢流斷面，具體方法如下：

①、首先對擬建地下水庫庫區內地面現有的工、農、林、牧以及房屋和道路各種行業的活動總荷載對地面以下土層持力層承載力的要求進行評估，初步確定從地面至地下水庫壩頂過水溢流斷面頂部之間的土層厚度，即預留滿足地面荷載的土層厚度；然后測出地下水庫庫區內豐水期最高地下水位標高與正常水位標高，地下水位標高變化較小保持歷時最長時間，以月數計；

②、預留地面荷載持力層土層厚度的設計，用最高地下水位標高作預留地面荷載持力層土層底板標高，以確保在地下水庫建成后，地下水庫水位對庫區地面及周邊原有的環境生態，以及各種設施不受影響；

③、壩頂標高設計，以正常水位標高為地下水庫壩頂設計標高，確保地下水庫蓄水量的正常性與效益的持續性；

④、壩頂溢流斷面設計，以地下水庫最高水位標高與正常水位標高之間的斷面高為壩頂過水溢流斷面，確保豐水期最大過水流量能順利地從壩頂溢流面通過，不會因洪水期水位上升，影響上部土層產生軟化或下陷等現象；

（C）地下溢流壩體的設計，采用沖孔樁構建成地下連續墻防滲壩體，地下溢流壩主體結構為大直徑鋼筋砼排樁，樁之間互相緊貼，鋼筋砼樁入巖為樁長的1/3樁長；在鋼筋砼排樁上游側緊靠每兩條鋼筋砼樁之間的接觸三角處位置增設一排小直徑素砼樁，以御防鋼筋砼樁之間滲漏水；利用沖孔樁機在施工過程中，沖錘上、上沖擊造孔把孔壁周邊巖土層擠實，提高巖土層密實度、內摩擦角以及變形模量；