专利名称：一种既有岩溶隧道泄水防突与水文地质环境保护方法
技术领域：
本发明属于土木工程类，涉及一种既有岩溶隧道泄水防突与水文地质环境保护方法。
背景技术：
我国岩溶区分布广泛,面积约占全国面积的1/3,主要分布在西南、中南部。据统计，在西南、中南的17座中长隧道(长度在2 3km)中，有近50%的隧道曾发生过较大规模的岩溶突水、突泥灾害。特别是随着“西部大开发”战略的实施，分布在岩溶区的隧道里程越来越多，运营隧道突水已成为一个亟待解决的问题。目前在岩溶突水与防治研究领域，人们主要致力于隧道施工过程中突水灾害的机理分析和防治方面，对于既有隧道突水灾害的研究开展的工作还较少。既有岩溶隧道防突水的一般治理技术就是采用打开泄水通道，直接排放，但是这样会导致地下水大量排泄，造成地表陷坑、地下水位下降、地表生物量减少，水文地质环境破坏导致生态环境灾难。针对以上现有处治方法存在的不足，提出一种方法 既能达到排水泄压的目的，防止在水压力过大时造成突水事故，又不至于造成水的超量排放，防止发生水文地质环境事故，这就显得非常必要了。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够同步实现岩溶隧道突水防治和水文地质环境保护目的的既有岩溶隧道泄水防突方法。本发明实施例是这样实现的，一种既有岩溶隧道泄水防突与水文地质环境保护方法，该保护方法根据水流在泄水通道闸门上产生的水压力大小和拉动闸门的弹簧系统拉力大小的动态平衡，来控制闸门开闭大小调节水流量，进而实现对作用于闸门水压力的动态调节，包括第一步为闸门的制作，该闸门采用钢筋混凝土结构，闸门为长方形，尺寸由泄水洞尺寸决定，且轮廓大于泄水洞过水断面轮廓；第二步根据闸门面积和闸门在泄水洞内的动作范围开挖闸门运动所需要的空间；第三步安装闸门门轴和控制闸门开闭的弹簧及闸门外侧的橡胶密封系统，进一步，根据作用于泄水通道内闸门上水压力的数值来调节闸门开闭和开度大小；当水压力值小于阈值范围的下限时，为了防止水的超量排放，闸门关闭，当水压力大于阈值范围的下限时，说明水压力逐渐增大，此时闸门打开一定程度，控制水压力的增大，当水压力增加越大时，闸门开度越大直至全部打开，控制水压力超过阈值上限；闸门开度的变化实现了泄水通道内水流量的动态调节，从而避免岩溶水的超量排放或者排放量不足。进一步，所述保护方法需要首先确定突水危险处的突水压力阈值范围，阈值范围包括水压力上限和下限，当突水危险处水压力值增大超过阈值上限时，闸门系统全部打开使水压力值降低，当突水危险处水压力值降低超过阈值下限时，闸门系统全部关闭使水压力值升高，当突水危险处水压力值处于阈值范围时，随水压力的增大或减小，闸门开度减小或增大，从而实现对突水危险处水压力的动态调节。进一步，具体确定水压力阈值上下限的方法(I)水压力阈值下限的确定。根据泄水洞常年监测结果判断，泄水洞常年监测结果的最低水压力作为阈值下限，根据该值确定的泄水洞流量不会造成地下水的超量排放；(2)水压力阈值上限的确定。根据推导的临界水压力公式得到
权利要求
1.一种既有岩溶隧道泄水防突与水文地质环境保护方法，其特征在于，该保护方法根据水流在泄水通道闸门上产生的水压力大小和拉动闸门的弹簧系统拉力大小的动态平衡，来控制闸门开闭大小调节水流量，进而实现对作用于闸门水压力的动态调节，包括 第一步为闸门的制作，该闸门采用钢筋混凝土结构，闸门为长方形，尺寸由泄水洞尺寸决定，且轮廓大于泄水洞过水断面轮廓； 第二步根据闸门面积和闸门在泄水洞内的动作范围开挖闸门运动所需要的空间； 第三步安装闸门门轴和控制闸门开闭的弹簧及闸门外侧的橡胶密封系统。
2.根据权利要求I所述的既有岩溶隧道泄水防突与水文地质环境保护方法，其特征在于，根据作用于泄水通道内闸门上水压力的数值来调节闸门开闭和开度大小；当水压力值小于阈值范围的下限时，为了防止水的超量排放，闸门关闭，当水压力大于阈值范围的下限时，说明水压力逐渐增大，此时闸门打开一定程度，控制水压力的增大，当水压力增加越大时，闸门开度越大直至全部打开，控制水压力超过阈值上限；闸门开度的变化实现了泄水通道内水流量的动态调节，从而避免岩溶水的超量排放或者排放量不足。
3.根据权利要求I所述的既有岩溶隧道泄水防突与水文地质环境保护方法，其特征在于，所述保护方法需要首先确定突水危险处的突水压力阈值范围，阈值范围包括水压力上限和下限，当突水危险处水压力值增大超过阈值上限时，闸门系统全部打开使水压力值降低，当突水危险处水压力值降低超过阈值下限时，闸门系统全部关闭使水压力值升高，当突水危险处水压力值处于阈值范围时，随水压力的增大或减小，闸门开度减小或增大，从而实现对突水危险处水压力的动态调节。
4.根据权利要求3所述的既有岩溶隧道泄水防突与水文地质环境保护方法，其特征在于，具体确定水压力阈值上下限的方法 (1)水压力阈值下限的确定。根据泄水洞常年监测结果判断，泄水洞常年监测结果的最低水压力作为阈值下限，根据该值确定的泄水洞流量不会造成地下水的超量排放； (2)水压力阈值上限的确定。根据推导的临界水压力公式得到
全文摘要
本发明公开了一种环境友好型既有岩溶隧道泄水防突技术，该保护方法根据水流在泄水通道闸门上产生的水压力大小和拉动闸门的弹簧系统拉力大小的动态平衡，来控制闸门开闭大小调节水流量，进而实现对作用于闸门水压力的动态调节，包括第一步为闸门的制作；第二步根据闸门面积和闸门在泄水洞内的动作范围开挖闸门运动所需要的空间；第三步安装闸门门轴和控制闸门开闭的弹簧及闸门外侧的橡胶密封系统。通过在开挖的泄水通道内设置水压力控制系统，利用控制地下水排放量来控制突水危险处的水压力区间范围，水压力处于控制范围时既不会造成隧道所在区域水的超量排放，又不会造成隧道突水危险，在不影响原有水文地质环境的条件下实现对隧道突水的治理。
文档编号E02B8/04GK102808652SQ20121029533
公开日2012年12月5日 申请日期2012年8月20日 优先权日2012年8月20日
发明者刘元雪, 单长兵, 纪秋林, 徐光伟, 张裕, 谭仪忠, 李忠友 申请人:刘元雪