本發(fā)明屬于水利工程技術(shù)領(lǐng)域，具體的為一種巖溶漏斗水庫及其拱形梁板封堵結(jié)構(gòu)和施工方法。

背景技術(shù)：

我國巖溶地貌分布廣、面積大，主要分布在碳酸鹽巖出露地區(qū)，面積約91～130萬平方千米。其中以廣西、貴州和云南東部所占的面積最大，是世界上最大的巖溶地貌區(qū)之一。我國主要的巖溶地貌區(qū)同時也是大氣降水豐富的地區(qū)，但是由于地表儲水條件較差，多數(shù)降水通過巖溶漏斗等集中進(jìn)入地下巖溶系統(tǒng)，使得巖溶地貌地區(qū)的地表水資源并不豐富，有很多地區(qū)甚至存在突出的季節(jié)性缺水問題，嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)、社會發(fā)展。

隨著我國社會發(fā)展和技術(shù)經(jīng)濟(jì)進(jìn)步，需要在巖溶地區(qū)修建水庫解決當(dāng)?shù)丶竟?jié)性缺水問題。大型巖溶漏斗在地形上具有較好的匯水條件，且水質(zhì)好，若將巖溶漏斗的天然排水通道進(jìn)行科學(xué)封堵，可形成巖溶漏斗水庫。由于巖溶漏斗是巖溶系統(tǒng)的組成部分，完全封堵可能會顯著改變巖溶水的徑流、排泄過程，進(jìn)而引起新的更加復(fù)雜的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種巖溶漏斗水庫及其拱形梁板封堵結(jié)構(gòu)和施工方法，能夠滿足對巖溶漏斗天然排水通道進(jìn)行封堵處理的要求。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

本發(fā)明首先提出了一種拱形梁板封堵結(jié)構(gòu)，包括沿巖溶漏斗的天然排水通道的內(nèi)壁環(huán)繞一周設(shè)置的混凝土基座，所述混凝土基座內(nèi)設(shè)有用于封堵巖溶漏斗的天然排水通道的混凝土板，所述混凝土板的下方設(shè)有用于支撐所述混凝土板的混凝土梁，所述混凝土梁間隔設(shè)置為至少一根，所述混凝土梁的兩端設(shè)置在所述混凝土基座上。

進(jìn)一步，所述混凝土板包括上層混凝土板和位于所述上層混凝土板下方的下層混凝土板。

進(jìn)一步，所述上層混凝土板和下層混凝土板內(nèi)均設(shè)有施工縫ⅰ，所述施工縫ⅰ內(nèi)填充設(shè)有止水材料。

進(jìn)一步，設(shè)置在所述上層混凝土板的施工縫ⅰ和設(shè)置在所述下層混凝土板的施工縫ⅰ呈錯位設(shè)置。

進(jìn)一步，所述混凝土基座上設(shè)有用于設(shè)置混凝土梁的槽，所述混凝土梁的兩端分別設(shè)置在所述槽內(nèi)。

進(jìn)一步，所述混凝土板與所述混凝土基座之間設(shè)有施工縫ⅱ，所述施工縫ⅱ內(nèi)填充設(shè)有止水材料。

進(jìn)一步，所述混凝土梁采用鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土制成；所述混凝土基座采用鋼筋混凝土制成；所述混凝土板采用鋼筋混凝土或?yàn)r青混凝土制成。

本發(fā)明還提出了一種巖溶漏斗水庫，包括如上所述用于封堵巖溶漏斗的天排水通道的拱形梁板封堵結(jié)構(gòu)，所述拱形梁板封堵結(jié)構(gòu)與位于其上部的巖溶漏斗的周邊巖體之間形成用于儲水并經(jīng)防滲漏處理的儲水區(qū)；所述混凝土基座的底面和外側(cè)面均與巖溶漏斗的周邊巖體接觸；所述儲水區(qū)內(nèi)設(shè)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儲水區(qū)的放空建筑物；所述放空建筑物設(shè)置在所述儲水區(qū)的底部，所述泄洪建筑物設(shè)置在所述儲水區(qū)的上部，所述取水建筑物設(shè)置在所述儲水區(qū)的中部。

進(jìn)一步，所述泄洪建筑物的進(jìn)水口底面高程等于或略低于所述儲水區(qū)的正常水位高程；所述放空建筑物的進(jìn)水口底面高程等于或略低于所述儲水區(qū)的死水位高程；所述取水建筑物上連接設(shè)有輸水管道，且所述取水建筑物的取水口高程位于所述儲水區(qū)的死水位高程與正常水位高程之間。

本發(fā)明還提出了一種如上所述拱形梁板封堵結(jié)構(gòu)的施工方法，包括如下步驟：

1）清除或治理危巖體：清除或治理所述拱形梁板封堵結(jié)構(gòu)頂面高程以上的危巖體；

2）開挖混凝土基座基坑：開挖混凝土基座基坑至設(shè)計高程，并清除或治理所述混凝土基座基坑邊坡不穩(wěn)定巖體；

3）施工混凝土基座：在開挖好的混凝土基座基坑內(nèi)施工混凝土基座，并注意養(yǎng)護(hù)混凝土，防止開裂；

4）施工混凝土梁：采用預(yù)制或現(xiàn)澆方法施工混凝土梁；當(dāng)采用預(yù)制方法施工混凝土梁時，混凝土梁采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土制作，混凝土梁安裝到位后，用細(xì)石混凝土灌注混凝土梁與混凝土基座間的縫隙；當(dāng)采用現(xiàn)澆方法施工混凝土梁時，注意養(yǎng)護(hù)混凝土，防止開裂；

5）施工下層混凝土板：在已施工的混凝土梁頂面施工下層混凝土板，并注意養(yǎng)護(hù)混凝土，防止開裂；

6）施工下層止水：在已施工的混凝土基座與下層混凝土板之間的施工縫ⅱ和在下層混凝土板內(nèi)的施工縫ⅰ內(nèi)填充止水材料；

7）施工上層混凝土板：在已施工的下層混凝土板頂面施工上層混凝土板，并注意養(yǎng)護(hù)混凝土，防止開裂；

8）施工上層止水：在已施工的混凝土基座與上層混凝土板之間的施工縫ⅱ和在上層混凝土板內(nèi)的施工縫ⅰ內(nèi)填充止水材料。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明的拱形梁板封堵結(jié)構(gòu)，混凝土梁為拱形，可把庫水和泥沙自重等荷載轉(zhuǎn)化為壓力傳遞到周圍巖體上，有效減少封堵結(jié)構(gòu)承受的拉力，從而減少混凝土梁的工程量，經(jīng)濟(jì)性好。

通過在混凝土板與混凝土基座間設(shè)置施工縫ⅱ，施工縫ⅱ內(nèi)填充止水材料，不僅滿足防滲要求，更有利于減少混凝土板的應(yīng)力，從而減少混凝土板的工程量，經(jīng)濟(jì)性好。

通過將混凝土板設(shè)置為上層混凝土板和下層混凝土板的雙層結(jié)構(gòu)，且設(shè)置在上層混凝土板和下層混凝土板內(nèi)的施工縫ⅰ錯位布置不重合，使得封堵結(jié)構(gòu)的防滲性能更好，使用壽命更長。

附圖說明

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進(jìn)行說明：

圖1為本發(fā)明巖溶漏斗水庫實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，具體的，省略了泄洪建筑物、取水建筑物和放空建筑物；

圖2為本實(shí)施例巖溶漏斗水庫的斷面圖；

圖3為拱形梁板封堵結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3的a-a剖視圖；

圖5為混凝土基座與混凝土梁的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為混凝土面板堆石封堵結(jié)構(gòu)建造方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對本發(fā)明的限定。

如圖1所示，為本發(fā)明巖溶漏斗水庫實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例的巖溶漏斗水庫，包括如上用于封堵巖溶漏斗的天然排水通道的拱形梁板封堵結(jié)構(gòu)2，拱形梁板封堵結(jié)構(gòu)與位于其上部的巖溶漏斗的周邊巖體1之間形成用于儲水并經(jīng)防滲漏處理的儲水區(qū)3。儲水區(qū)3內(nèi)設(shè)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儲水區(qū)的放空建筑物；放空建筑物設(shè)置在儲水區(qū)的底部，泄洪建筑物設(shè)置在儲水區(qū)的上部，取水建筑物設(shè)置在儲水區(qū)的中部。本實(shí)施例的泄洪建筑物的進(jìn)水口底面高程等于或略低于儲水區(qū)的正常水位高程；放空建筑物的進(jìn)水口底面高程等于或略低于儲水區(qū)的死水位高程；取水建筑物上連接設(shè)有輸水管道，且取水建筑物的取水口高程位于儲水區(qū)的死水位高程與正常水位高程之間。

本實(shí)施例的拱形梁板封堵結(jié)構(gòu)，包括沿巖溶漏斗的天然排水通道的內(nèi)壁環(huán)繞一周設(shè)置的混凝土基座4，混凝土基座4內(nèi)設(shè)有用于封堵巖溶漏斗的天然排水通道的混凝土板，混凝土板的下方設(shè)有用于支撐混凝土板的混凝土梁5，混凝土梁5間隔設(shè)置為至少一根，混凝土梁5的兩端設(shè)置在混凝土基座4上。本實(shí)施例的混凝土梁5間隔設(shè)置為3根，混凝土梁5呈拱形，混凝土板的結(jié)構(gòu)形狀與混凝土梁5匹配。混凝土基座4的底面和外側(cè)面均與巖溶漏斗的周邊巖體1接觸。

進(jìn)一步，混凝土板包括上層混凝土板6和位于上層混凝土板6下方的下層混凝土板7。本實(shí)施例的上層混凝土板6和下層混凝土板7內(nèi)均設(shè)有施工縫ⅰ，施工縫ⅰ內(nèi)填充設(shè)有止水材料。且設(shè)置在上層混凝土板6的施工縫ⅰ和設(shè)置在下層混凝土板7的施工縫ⅰ呈錯位設(shè)置。另外，混凝土板與混凝土基座4之間設(shè)有施工縫ⅱ，施工縫ⅱ內(nèi)填充設(shè)有止水材料。通過在混凝土板與混凝土基座4間設(shè)置施工縫ⅱ，施工縫ⅱ內(nèi)填充止水材料，不僅滿足防滲要求，更有利于減少混凝土板的應(yīng)力，從而減少混凝土板的工程量，經(jīng)濟(jì)性好。通過將混凝土板設(shè)置為上層混凝土板6和下層混凝土板7的雙層結(jié)構(gòu)，且設(shè)置在上層混凝土板和下層混凝土板內(nèi)的施工縫ⅰ錯位布置不重合，使得封堵結(jié)構(gòu)的防滲性能更好，使用壽命更長。

進(jìn)一步，混凝土基座4上設(shè)有用于設(shè)置混凝土梁5的槽，混凝土梁5的兩端分別設(shè)置在槽內(nèi)。當(dāng)混凝土梁5采用預(yù)制方法施工制作時，可將預(yù)制的混凝土梁5的兩端直接安裝在槽內(nèi)實(shí)現(xiàn)定位；當(dāng)混凝土梁5采用現(xiàn)澆方法施工制作時，可直接在對應(yīng)的兩個槽之間現(xiàn)澆制作混凝土梁5。具體的，混凝土梁5采用鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土制成，本實(shí)施例的混凝土梁5采用鋼筋混凝土制成；混凝土基座4采用鋼筋混凝土制成；混凝土板采用鋼筋混凝土或?yàn)r青混凝土制成，本實(shí)施例的混凝土板采用鋼筋混凝土制成。

本實(shí)施例的拱形梁板封堵結(jié)構(gòu)，混凝土梁為拱形，可把庫水和泥沙自重等荷載轉(zhuǎn)化為壓力傳遞到周圍巖體上，有效減少封堵結(jié)構(gòu)承受的拉力，從而減少混凝土梁的工程量，經(jīng)濟(jì)性好

本實(shí)施例還提出了一種拱形梁板封堵結(jié)構(gòu)施工方法，包括如下步驟：

1）清除或治理危巖體：清除或治理拱形梁板封堵結(jié)構(gòu)2頂面高程以上的危巖體；

2）開挖混凝土基座基坑：開挖混凝土基座基坑至設(shè)計高程，并清除或治理混凝土基座基坑邊坡不穩(wěn)定巖體；

3）施工混凝土基座：在開挖好的混凝土基座基坑內(nèi)施工混凝土基座4，并注意養(yǎng)護(hù)混凝土，防止開裂；

4）施工混凝土梁：采用預(yù)制或現(xiàn)澆方法施工混凝土梁；當(dāng)采用預(yù)制方法施工混凝土梁時，混凝土梁采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土制作，混凝土梁安裝到位后，用細(xì)石混凝土灌注混凝土梁與混凝土基座間的縫隙；當(dāng)采用現(xiàn)澆方法施工混凝土梁時，注意養(yǎng)護(hù)混凝土，防止開裂；本實(shí)施例的混凝土梁5采用現(xiàn)澆的方式施工制作，并采用鋼筋混凝土制成；

5）施工下層混凝土板：在已施工的混凝土梁5頂面施工下層混凝土板6，并注意養(yǎng)護(hù)混凝土，防止開裂；

6）施工下層止水：在已施工的混凝土基座與下層混凝土板之間的施工縫ⅱ和在下層混凝土板內(nèi)的施工縫ⅰ內(nèi)填充止水材料；

7）施工上層混凝土板：在已施工的下層混凝土板頂面施工上層混凝土板7，并注意養(yǎng)護(hù)混凝土，防止開裂；

8）施工上層止水：在已施工的混凝土基座與上層混凝土板之間的施工縫ⅱ和在上層混凝土板內(nèi)的施工縫ⅰ內(nèi)填充止水材料。

本實(shí)施例的巖溶漏斗水庫，采用拱形梁板封堵結(jié)構(gòu)封堵巖溶漏斗天然排水通道，并在拱形梁板封堵結(jié)構(gòu)和位于其上部的巖溶漏斗的周邊巖體之間形成用于儲水并經(jīng)防滲漏處理的儲水區(qū)，使得巖溶漏斗具備了儲存地表水形成水庫的條件；放空建筑物可以放空水庫，以便檢修庫區(qū)的各類建筑物；泄洪建筑物可以及時排走多余來水，以確保水庫安全運(yùn)行；取水建筑物可與輸水管道連接，取水用于生產(chǎn)、生活；另外，由于巖溶漏斗周邊的污染源有限、水土流失問題不嚴(yán)重，因此，巖溶漏斗水庫的泥沙淤積問題不突出，水庫水質(zhì)也較好。

以上所述實(shí)施例僅是為充分說明本發(fā)明而所舉的較佳的實(shí)施例，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明基礎(chǔ)上所作的等同替代或變換，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。