一種疏導(dǎo)地下工程對地下水阻隔作用的結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型設(shè)及一種疏導(dǎo)地下工程對地下水阻隔作用的結(jié)構(gòu)，適用于所有明挖和 暗挖施工的地下工程，在水利、交通、建筑、市政、地下軌道等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)大型地下結(jié)構(gòu)工程經(jīng)過一些相對較薄的含水層，且地下結(jié)構(gòu)走向與地下水流動 方向呈大角度相交時，可能阻礙地下水的流動，引起一定區(qū)域范圍內(nèi)的滲流場發(fā)生變化，主 要表現(xiàn)為地下結(jié)構(gòu)迎水面的水位塞高、背水面的地下水水位降低W及影響范圍內(nèi)的側(cè)向徑 流總量的減小，并最終由此可誘發(fā)一系列次生工程及環(huán)境問題，例如：（1)上游水位塞高， 將對結(jié)構(gòu)抗浮考慮不周的附近工程造成不利影響，下游水位降低引起±中有效應(yīng)力增加， 從而造成地表沉降問題；（2)地下結(jié)構(gòu)附近局部水力梯度增大引起±體滲透破壞問題；（3) 由于側(cè)向徑流量和地下水流速減小，也會引起上游的水質(zhì)惡化，下游水資源枯竭，進(jìn)而會引 起居民供水問題、生態(tài)問題W及地下水的污染問題等等。
[0003] 日本的"地下水流動保全措施"是目前國際上較早和較為全面的地下工程對滲流 場阻隔作用的導(dǎo)流措施，且在日本國內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，但該系統(tǒng)安裝和實施起來相對目前 國內(nèi)技術(shù)水平存在一定困難，同時也缺乏相應(yīng)便捷的監(jiān)測和檢修措施，不便于相關(guān)經(jīng)驗總 結(jié)和技術(shù)水平提高，并且一些技術(shù)參數(shù)（如導(dǎo)流子系統(tǒng)間距和尺寸等）的確定方法也存在 不足，不便于實際應(yīng)用。
[0004] 因此，迫切需要一種能夠適合當(dāng)前國內(nèi)施工技術(shù)水平的，地下結(jié)構(gòu)對地下滲流場 阻隔的疏導(dǎo)方案，來調(diào)整各種地下結(jié)構(gòu)物的阻水特性，達(dá)到保護(hù)地下水環(huán)境的目的。 【實用新型內(nèi)容】 陽〇化]鑒于此，本實用新型提出適合于當(dāng)前國內(nèi)地下工程施工技術(shù)水平的一種疏導(dǎo)地下 工程對滲流場阻隔的結(jié)構(gòu)措施，可對各種地下結(jié)構(gòu)物的阻水特性進(jìn)行調(diào)整，從而保護(hù)地下 水滲流環(huán)境，適合于明挖和暗挖施工地下工程的安裝。
[0006] 一種疏導(dǎo)地下工程對地下水阻隔作用的結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括導(dǎo)流子系統(tǒng)和水 位自動監(jiān)測子系統(tǒng)；導(dǎo)流子系統(tǒng)包括由泄水孔、導(dǎo)流管、涵養(yǎng)孔和過濾網(wǎng)；水位自動監(jiān)測子 系統(tǒng)，包括探頭、數(shù)據(jù)傳感器和表盤組成；導(dǎo)流管中設(shè)有潛水累；
[0007] 其中導(dǎo)流管一端為泄水孔，另一端為涵養(yǎng)孔；泄水孔和涵養(yǎng)孔外設(shè)有過濾網(wǎng)。
[0008] 進(jìn)一步，泄水孔和涵養(yǎng)孔均設(shè)有檢修孔和檢修口。
[0009] 進(jìn)一步，所述結(jié)構(gòu)，其特征在于：
[0010] 導(dǎo)流子系統(tǒng)η的個數(shù)為：
[0011]
U)
[0012] L一一地下水自然條件下滲流路徑長度，Β-一地下工程有效堵水的長度；
[0013] 導(dǎo)流子系統(tǒng)直徑d為如下公式確定，其中泄水孔、導(dǎo)流管和涵養(yǎng)孔均按等徑考慮；
[0014]
l2)
[0015] A-地下工程修建前所在位置處的過水?dāng)嗝婷娣e；Κ-地下工程修建前所在位置處 的平均滲透系數(shù)；丫 W-水的重度；μ -水的動力粘滯系數(shù)。
[0016] 應(yīng)用所述結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于：
[0017] ①通過水位自動監(jiān)測系統(tǒng)實時監(jiān)測的地下結(jié)構(gòu)兩側(cè)的水位，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)來分析 導(dǎo)流效果，若兩側(cè)的水位差符合要求，則導(dǎo)流效果正常；若兩側(cè)水位差不符合要求，則通過 啟動潛水累來增強(qiáng)導(dǎo)流效果，直至兩側(cè)水位差滿足要求為止；
[0018] ②定期通過檢修口檢查相關(guān)設(shè)備，若泄水孔和涵養(yǎng)孔的濾網(wǎng)出現(xiàn)堵塞情況，壓力 傳感器出現(xiàn)損壞情況應(yīng)及時更換；應(yīng)定期啟動潛水累進(jìn)行清洗導(dǎo)流管，防止導(dǎo)流管的渺塞。
[0019] 本實用新型所采用的技術(shù)方案是：地下工程對滲流場阻隔的一種導(dǎo)流措施，包括： (1)導(dǎo)流子系統(tǒng)，由泄水孔、導(dǎo)流管、涵養(yǎng)孔、過濾網(wǎng)和潛水累（必要時）等組成；似水位 自動監(jiān)測子系統(tǒng)，由探頭、數(shù)據(jù)線和表盤組成；（3)檢修子系統(tǒng)，由檢修孔和檢修口組成。
[0020] 有益效果
[0021] 本實用新型優(yōu)點(diǎn)是：可W通過調(diào)整各種地下結(jié)構(gòu)的阻水特性，改善滲流場狀況，并 最終達(dá)到保護(hù)地下水環(huán)境的目的，和目前日本的"地下水流動保全系統(tǒng)"相比，在技術(shù)參數(shù) 確定、設(shè)備安裝、監(jiān)測和檢修等方面均有較大改進(jìn)，在很大程度上保證了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性 和可靠性，并且占用地下空間資源較少，更加符合國內(nèi)施工技術(shù)水平現(xiàn)狀和相關(guān)政策要求， 適用于明挖和暗挖施工的地下工程。
【附圖說明】
[0022] 下面結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)一步說明。
[0023] 圖1是泄水孔一涵養(yǎng)孔地下水流動的導(dǎo)流結(jié)構(gòu)
[0024] 其中：1-隔水層，2-含水層，3-上游水位線，4-下游水位線，5-地下結(jié)構(gòu)，6-地下 空間，7-過濾網(wǎng)，8-泄水孔，9-導(dǎo)流管，10-涵養(yǎng)孔，11-水位自動監(jiān)測儀探頭，12-水位自動 監(jiān)測儀傳感器，13-水位自動監(jiān)測儀表板，14-檢修孔，15-檢修口，16-潛水累，17-潛水累 工作時的密閉裝置。
[0025] 圖2是導(dǎo)流子系統(tǒng)對地下水流動規(guī)律的影響示意圖
[00%] 圖3是地下工程修建前地下水背景流動情況（圖中虛線為擬修建的地下工程位 置，下同）
[0027] 圖4是地下工程修建后無疏導(dǎo)措施條件下地下水位分布圖
[002引圖5是設(shè)置導(dǎo)流子系統(tǒng)后與地下工程施工前的水位對比情況（η > 6的情況）
[0029] 圖6是設(shè)置導(dǎo)流子系統(tǒng)后與地下工程施工前的水位對比情況（η = 3的情況）
【具體實施方式】
[0030] 系統(tǒng)的【具體實施方式】：
[0031] (1)導(dǎo)流子系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)的確定
[0032] 為研究地下結(jié)構(gòu)修建對地下水流動阻隔的影響，引入一個反映過水能力的物理 量，即單位水力梯度下徑流量Qeq。
[0033] 地下工程建設(shè)前，地下水自然的過水能力Qeql為 W34] Qeql= A · K (1)
[0035] 式中：Qeql-地下工程修建前所在位置處的過水能力（m3/d) ;A-地下工程修建前 所在位置處的過水?dāng)嗝婷娣e（m2) ;Κ-地下工程修建前所在位置處的平均滲透系數(shù)（m/d)。
[0036] 地下工程修建后，安裝η個導(dǎo)流子系統(tǒng)后，地下結(jié)構(gòu)段內(nèi)過水能力Qpq2為
[0039] 式中：Qeq2-地下工程修建前所在位置處的過水能力（m3/d) ;Kpe-各導(dǎo)流系數(shù)的等 效滲透系數(shù)（m/d) ;d-導(dǎo)流子系統(tǒng)的直徑（泄水孔、導(dǎo)流管和涵養(yǎng)孔均按等徑考慮）（m); 丫W(wǎng)-水的重度（kN/W) ; μ-水的動力粘滯系數(shù)（kPa · d)
[0040] 為使地下工程修建后與修建前的過水能力相等，貝U 陽 OW Qeq2=Qeql (4) 陽Ο創(chuàng) 由式（1)~（4)可W得到
[0043]