一种岩溶地区水库的围井结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种岩溶地区水库的围井结构，该围井结构包括：围井井壁、贯穿围井井壁设置的出水中孔、与出水中孔配合设置的拍门；围井井壁围绕消溢洞洞口设置，围井井壁的地基深入水库库底，围井井壁将消溢洞洞口上方的井内区域与井外区域隔离，以形成分离的消溢洞洞内区域和水库库内区域。本实用新型通过在围井井壁上设置出水中孔和与该出水中孔配合设置的拍门，利用围井井壁两侧的水位差自动控制拍门的关闭或者开启，从而即可以实现防止水库内水源通过消溢洞渗漏至地下暗河，又可以达到地下暗河通过消溢洞和贯穿围井井壁设置的出水中孔为水库补给水源的效果，并减少了库底天然防渗层的上下水压差，防止库底天然防渗层被破坏。
【专利说明】
一种岩溶地区水库的围井结构
技术领域
[0001]本实用新型涉及水利水电工程技术领域，具体而言，涉及一种岩溶地区水库的围井结构。
【背景技术】
[0002]目前，岩溶地区具有许多可以利用的有利条件，如地下蕴藏丰富的喀斯特水资源；地下洞穴中富集石油、天然气、砂矿及矿泉资源；各种奇特的地貌现象常是很好的旅游资源;喀斯特洞穴曾是人类祖先的栖居地，蕴藏着宝贵的考古资源。然而，由于岩溶地区容易产生消溢洞，从而岩溶地区也存在许多问题，如水库漏水。也就是说，对岩溶地区工程地质研究有利于人们合理开发利用自然资源，同时，也存在一些需要解决的问题，如岩溶地区水库渗漏问题普遍存在，由于水库与地下暗河之间形成的消溢洞，当地下暗河水位低于水库时，水库中水量将通过消溢洞渗漏至地下暗河，导致水库水量流失的问题，因而，需要对岩溶地区的消溢洞进行防渗处理。
[0003]当前，相关技术中提供了一种工程处理岩溶地区消溢洞的防渗结构，该防渗结构主要采用铺盖回填、围井等方式来解决由于消溢洞的产生引起的水库水量渗漏至地下暗河而导致的水库内水量流失的问题，主要处理过程为:首先，工作人员清除消溢洞内的充填物，然后，通过向消溢洞内回填混凝土或其他材料的方式在消溢洞内造建防渗结构;上述岩溶地区消溢洞的防渗结构容易增加库底天然防渗层上下水压差，从而增加库底天然防渗层被击穿的可能性，且当地下暗河水位高或者突然涌水时，将在上述防渗结构上作用一定的水压，此时对防渗结构具有一定的破坏性，另外，对于大型的消溢洞而言，采用铺盖回填、围井的方式来造建防渗结构存在工程量大、投资成本高、施工范围大等问题。
[0004]在实现本实用新型的过程中，
【申请人】发现相关技术中提供的岩溶地区消溢洞的防渗结构容易导致库底天然防渗层被破坏且无法有效利用地下暗河来水，无法满足实际应用的需要。
【实用新型内容】
[0005]有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种岩溶地区水库的围井结构，以实现防止水库内水源通过消溢洞渗漏至地下暗河，并达到地下暗河通过消溢洞和贯穿围井井壁设置的出水中孔为水库补给水源的效果，同时减少了库底天然防渗层的上下水压差，有效防止库底天然防渗层被破坏。
[0006]第一方面，本实用新型实施例提供了一种岩溶地区水库的围井结构，该围井结构包括:围井井壁、贯穿该围井井壁设置的出水中孔、以及与该出水中孔配合设置的拍门；
[0007]上述围井井壁围绕消溢洞洞口设置，上述围井井壁的地基深入水库库底，上述围井井壁将上述消溢洞洞口上方的井内区域与井外区域隔离，以形成分离的消溢洞洞内区域和水库库内区域；
[0008]上述出水中孔用于连通上述消溢洞洞内区域与上述水库库内区域；
[0009]上述拍门在上述消溢洞洞内区域与上述水库库内区域之间形成的水位差的作用下，自动开启或者自动关闭，以控制上述出水中孔导通或闭合。
[0010]结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述拍门包括上悬式拍门，上述上悬式拍门以绕顶部可旋转方式固定安装于上述围井井壁的外侧。
[0011]结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述上悬式拍门包括配重结构，以使上述上悬式拍门在上述围井井壁两侧的水位差符合预设的阈值时自动开启或者自动关闭。
[0012]结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述出水中孔的下缘高于上述水库库内区域的死水水位，上述出水中孔的上缘低于上述水库库内区域的正常蓄水位。
[0013]结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述围井结构还包括:设置于上述水库库内区域的死水水位以下的底部防渗结构；
[0014]其中，上述底部防渗结构的底端与上述围井井壁的地基上表面相连，上述底部防渗结构的侧壁与上述围井井壁的底端相连，并沿上述水库库内区域的库底外延指定的距离设置，用于防止上述水库库内区域的水通过上述水库的库底渗透至地下暗河。
[0015]结合第一方面的第四种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述底部防渗结构包括粘土层，上述粘土层是将上述围井井壁两侧的原始库底泥土挖走一部分后回填粘土并夯实后形成的。
[0016]结合第一方面的第五种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，上述底部防渗结构还包括设置于上述粘土层上表面的反滤层，和/或干砌石护面。
[0017]结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，上述围井结构还包括:出水表孔；
[0018]上述出水表孔贯穿上述围井井壁设于上述围井井壁的顶部，上述出水表孔的下缘高于上述水库库内区域的正常蓄水位，上述出水表孔的上缘低于上述围井结构的井内区域的最尚水位。
[0019]结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，上述围井结构还包括:设置于上述围井井壁外侧，并位于上述出水中孔与上述出水表孔之间的钢爬梯。
[0020]结合第一方面的第八种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第九种可能的实施方式，其中，上述围井结构还包括:设置于上述围井井壁顶部两侧的防护围栏。
[0021]在本实用新型实施例提供的岩溶地区水库的围井结构中，该围井结构包括:围井井壁、贯穿围井井壁设置的出水中孔、以及与出水中孔配合设置的拍门；围井井壁围绕消溢洞洞口设置，围井井壁的地基深入水库库底，围井井壁将消溢洞洞口上方的井内区域与井外区域隔离，以形成分离的消溢洞洞内区域和水库库内区域。本实用新型实施例通过在围井井壁上设置出水中孔和与该出水中孔配合设置的拍门的方式，利用围井井壁两侧的水位差自动控制拍门的关闭或者开启，从而即可以实现防止水库内水源通过消溢洞渗漏至地下暗河，又可以达到地下暗河通过消溢洞和贯穿围井井壁设置的出水中孔为水库补给水源的效果，同时减少了库底天然防渗层的上下水压差，有效防止库底天然防渗层被破坏。
[0022]为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
【附图说明】
[0023]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0024]图1示出了本实用新型实施例所提供的一种岩溶地区水库的围井结构的结构示意图；
[0025]图1a示出了本实用新型实施例所提供的一种岩溶地区水库的围井结构的上悬式拍门打开状态的结构示意图；
[0026]图2示出了本实用新型实施例所提供的另一种岩溶地区水库的围井结构的结构示意图；
[0027]图3示出了本实用新型实施例所提供的又一种岩溶地区水库的围井结构的结构示意图。
【具体实施方式】
[0028]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0029]考虑到相关技术中提供的岩溶地区消溢洞的防渗结构容易导致库底天然防渗层被破坏且无法有效利用地下暗河来水，还存在工程量大、投资成本高、施工范围大等问题，无法满足实际应用的需要。基于此，本实用新型实施例提供了一种岩溶地区水库的围井结构，下面通过实施例进行描述。
[0030]如图1所示的岩溶地区水库的围井结构的结构示意图，该围井结构包括:围井井壁
11、贯穿该围井井壁11设置的出水中孔22、以及与该出水中孔22配合设置的拍门33;
[0031]上述围井井壁11围绕消溢洞洞口设置，上述围井井壁11的地基深入水库库底，上述围井井壁11将上述消溢洞洞口上方的井内区域与井外区域隔离，以形成分离的消溢洞洞内区域和水库库内区域，具体的，可以将围井井壁11内区域作为消溢洞洞内区域，当地下暗河水量大时，通过消溢洞溢出至围井井壁11内区域，对应的，将围井井壁11外区域作为水库库内区域；
[0032]上述出水中孔22用于连通上述消溢洞洞内区域与上述水库库内区域；
[0033]上述拍门33在上述消溢洞洞内区域与上述水库库内区域之间形成的水位差的作用下，自动开启或者自动关闭，以控制上述出水中孔22导通或闭合。
[0034]具体的，在岩溶地区，当处于枯水期时，地下暗河来水量变小，此时，消溢洞洞内的水位低于水库库内的水位，消溢洞洞内与水库库内之间形成一定的水位差，上述拍门33的两侧产生一定的水压差，消溢洞洞内一侧水压小于水库库内一侧的水压，将控制拍门33自动关闭，从而防止水库库内水量渗透至消溢洞洞内，进而避免了水库库内水量通过消溢洞渗透至地下暗河，解决了在枯水期水库库内水量严重流失的问题；
[0035]相对应的，当处于汛期时，地下暗河来水量增大，消溢洞洞内水上涌，此时，消溢洞洞内的水位高于水库库内的水位，消溢洞洞内与水库库内之间形成一定的水位差，上述拍门33的两侧同样产生一定的水压差，消溢洞洞内一侧水压大于水库库内一侧的水压，将控制拍门33自动打开，从而实现消溢洞洞内水量通过上述出水中孔22流入水库库内，进而实现地下暗河通过消溢洞和贯穿围井井壁11设置的出水中孔22为水库补给水源，达到了在汛期有效利用地下暗河的水资源的效果，同时，由于消溢洞洞内水位与水库库内水位的差值小于预设值(如，0.5m)时，拍门33将自动打开而溢水，减少了库底天然防渗层的上下水压差，从而有效防止库底天然防渗层被破坏；
[0036]实际上，上述围井结构可以设计为圆柱形，围井井壁11上可以设置多个出水中孔22，图1为将围井井壁11的截面图，只示出了在围井井壁11上设置两个出水中孔22的情况，并不限制本申请的保护范围，可以根据实际需求在围井井壁11上预留多个出水中孔22，而且出水中孔22的尺寸和位置也可以根据实际情况进行设置，考虑到由于地下暗河来水量的不同，消溢洞洞内的水位高低不同，因此，可以通过在围井井壁11的不同高度设置出水中孔22，从而实现消溢洞洞内水位达到任意数值时均可有效利用地下暗河的水资源；以为岜蒙水库设计的1#围井结构为例，围井结构直径设置为15m，可以在围井井壁11上设置6个出水中孔22，出水中孔22的大小设置为Φ 2.5m。
[0037]在本实用新型提供的实施例中，上述围井结构包括:围井井壁11、贯穿围井井壁11设置的出水中孔22、以及与出水中孔22配合设置的拍门33;围井井壁11围绕消溢洞洞口设置，围井井壁11的地基深入水库库底，围井井壁11将消溢洞洞口上方的井内区域与井外区域隔离，以形成分离的消溢洞洞内区域和水库库内区域。本实用新型实施例通过在围井井壁11上设置出水中孔22和与该出水中孔22配合设置的拍门33的方式，利用围井井壁11两侧的水位差自动控制拍门33的关闭或者开启，从而即可以实现防止水库内水源通过消溢洞渗漏至地下暗河，又可以达到地下暗河通过消溢洞和贯穿围井井壁11设置的出水中孔22为水库补给水源的效果，同时减少了库底天然防渗层的上下水压差，有效防止库底天然防渗层被破坏；即在岩溶地区有效控制库内水量渗漏流失的同时实现了对地下暗河来水的有效利用、以及还有效防止库底天然防渗层被破坏。
[0038]例如，喀斯特地貌是指可溶性岩石受水的溶蚀作用和伴随的机械作用所形成的各种地貌，如石芽、石沟、石林、峰林、落水洞、漏斗、喀斯特洼地、溶洞、地下河等。在喀斯特地貌发育地区，地面往往奇峰林立，地表水系比较缺乏，但地下水系却比较发达，采用上述围井结构既可以防止渗透，有可以充分利用地下水资源。
[0039]进一步的，上述拍门33可以包括上悬式拍门，上述上悬式拍门以绕顶部可旋转方式固定安装于上述围井井壁11的外侧，如图1a所示的上述围井结构的上悬式拍门打开状态时的结构示意图。
[0040]进一步的，上述上悬式拍门可以包括配重结构，以使上述上悬式拍门在上述围井井壁11两侧的水位差符合预设的阈值时自动开启或者自动关闭，其中，根据实际需求进行设计配重结构的相关参数，而实现在不同预设的阈值下自动开启拍门33，如，该预设的阈值可以是0.5m。
[0041]具体的，考虑到各个水库均存在一定的死水水位和正常蓄水位，且各个水库间的死水水位和正常蓄水位存在一定的差异性，基于此，在设计出水中孔22在围井井壁11上的位置时，需根据水库的死水水位和正常蓄水位而定，基于此，上述出水中孔22的下缘高于上述水库库内区域的死水水位，上述出水中孔22的上缘低于上述水库库内区域的正常蓄水位，仍以为岜蒙水库设计的I #围井结构为例，水库库内区域的死水水位为791.510，水库库内区域的正常蓄水位为802.410,因此，需要将出水中孔22设计在水位为791.510至802.410之间。
[0042]进一步的，考虑到可能存在水库库内的水量通过水库库底渗透至地下暗河的情况，或者在造建围井结构之后某一时间段又形成新的消溢洞的情况，因此，在库底的围井井壁11周围指定区域内设置有相应的结构，以进一步防止水库库内水量渗透至地下暗河，基于此，如图2所示，上述围井结构还包括:设置于上述水库库内区域的死水水位以下的底部防渗结构4 4，仍以为岜蒙水库设计的I #围井结构为例，将底部防渗结构4 4设置在水位为791.510以下的位置，优选的，将底部防渗结构44的上表面设置在水位为791.510处；
[0043]其中，上述底部防渗结构44的底端与上述围井井壁11的地基上表面相连，上述底部防渗结构44的侧壁与上述围井井壁11的底端相连，并沿上述水库库内区域的库底外延指定的距离设置，用于防止上述水库库内区域的水通过上述水库的库底渗透至地下暗河。
[0044]具体的，上述底部防渗结构44包括粘土层443，该粘土层443的下表面与围井井壁11的地基上表面相连，上述粘土层443是将上述围井井壁11两侧的原始库底泥土挖走一部分后回填粘土并夯实后形成的。
[0045]进一步的，上述底部防渗结构44还包括设置于上述粘土层443上表面的反滤层442，和/或干砌石护面441，其中，该反滤层442作为中间过渡层，起到反滤的作用；该干砌石护面441用于防冲砂，防止上述粘土层443中的粘土被带走，仍以为岜蒙水库设计的1#围井结构为例，将反滤层442的厚度设计为500mm，将干砌石护面441设计为600mm。
[0046]进一步的，如图3所示，上述围井结构还包括:出水表孔201；
[0047]上述出水表孔201贯穿上述围井井壁11设于上述围井井壁11的顶部，上述出水表孔201的下缘高于上述水库库内区域的正常蓄水位，上述出水表孔201的上缘低于上述围井结构的井内区域的最高水位，仍以为岜蒙水库设计的1#围井结构为例，可以在围井井壁11上设置5个出水表孔201，井内区域的最高水位为803.050，在设计出水中孔22的位置时需要参考围井内区域的最高水位，因此，需要将出水表孔201设计在水位为802.410至803.050之间。
[0048]进一步的，为了便于后续工作人员对围井结构进行检修、维护，基于此，上述围井结构还包括:设置于上述围井井壁11外侧，并位于上述出水中孔22与上述出水表孔201之间的钢爬梯202。
[0049]进一步的，为了提高工作人员在对围井结构进行检修、维护时的安全性，上述围井结构还包括:设置于上述围井井壁11顶部两侧的防护围栏203，该防护围栏203可以采用浆砌砖制作而成，仍以为岜蒙水库设计的1#围井结构为例，可以将防护围栏203的厚度设计为I20mmο
[0050]基于上述分析可知，与相关技术相比，本实用新型实施例提供的岩溶地区水库的围井结构通过在围井井壁11上设置出水中孔22和与该出水中孔22配合设置的拍门33的方式，利用围井井壁11两侧的水位差自动控制拍门33的关闭或者开启，从而即可以实现防止水库内水源通过消溢洞渗漏至地下暗河，又可以达到地下暗河通过消溢洞和贯穿围井井壁11设置的出水中孔22为水库补给水源的效果，同时减少了库底天然防渗层的上下水压差，有效防止库底天然防渗层被破坏；即在岩溶地区有效控制库内水量渗漏流失的同时实现了对地下暗河来水的有效利用、以及还有效防止库底天然防渗层被破坏;进一步的，通过在库底的围井井壁11周围指定区域内设置有底部防渗结构44，可以进一步防止水库库内水量渗透至地下暗河;更进一步的，底部防渗结构44采用三层结构，可以更好的起到防渗且防冲砂的效果。
[0051 ]应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0052]在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0053]在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0054]最后应说明的是:以上所述实施例，仅为本实用新型的【具体实施方式】，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种岩溶地区水库的围井结构，其特征在于，所述围井结构包括:围井井壁、贯穿所述围井井壁设置的出水中孔、以及与所述出水中孔配合设置的拍门； 所述围井井壁围绕消溢洞洞口设置，所述围井井壁的地基深入水库库底，所述围井井壁将所述消溢洞洞口上方的井内区域与井外区域隔离，以形成分离的消溢洞洞内区域和水库库内区域； 所述出水中孔用于连通所述消溢洞洞内区域与所述水库库内区域； 所述拍门在所述消溢洞洞内区域与所述水库库内区域之间形成的水位差的作用下，自动开启或者自动关闭，以控制所述出水中孔导通或闭合。2.根据权利要求1所述的岩溶地区水库的围井结构，其特征在于，所述拍门包括上悬式拍门，所述上悬式拍门以绕顶部可旋转方式固定安装于所述围井井壁的外侧。3.根据权利要求2所述的岩溶地区水库的围井结构，其特征在于，所述上悬式拍门包括配重结构，以使所述上悬式拍门在所述围井井壁两侧的水位差符合预设的阈值时自动开启或者自动关闭。4.根据权利要求1所述的岩溶地区水库的围井结构，其特征在于，所述出水中孔的下缘高于所述水库库内区域的死水水位，所述出水中孔的上缘低于所述水库库内区域的正常蓄水位。5.根据权利要求1所述的岩溶地区水库的围井结构，其特征在于，所述围井结构还包括:设置于所述水库库内区域的死水水位以下的底部防渗结构； 其中，所述底部防渗结构的底端与所述围井井壁的地基上表面相连，所述底部防渗结构的侧壁与所述围井井壁的底端相连，并沿所述水库库内区域的库底外延指定的距离设置，用于防止所述水库库内区域的水通过水库的库底渗透至地下暗河。6.根据权利要求5所述的岩溶地区水库的围井结构，其特征在于，所述底部防渗结构包括粘土层，所述粘土层是将所述围井井壁两侧的原始库底泥土挖走一部分后回填粘土并夯实后形成的。7.根据权利要求6所述的岩溶地区水库的围井结构，其特征在于，所述底部防渗结构还包括设置于所述粘土层上表面的反滤层，和/或干砌石护面。8.根据权利要求1所述的岩溶地区水库的围井结构，其特征在于，所述围井结构还包括:出水表孔； 所述出水表孔贯穿所述围井井壁设于所述围井井壁的顶部，所述出水表孔的下缘高于所述水库库内区域的正常蓄水位，所述出水表孔的上缘低于所述围井结构的井内区域的最高水位。9.根据权利要求1所述的岩溶地区水库的围井结构，其特征在于，所述围井结构还包括:设置于所述围井井壁外侧，并位于所述出水中孔与所述出水表孔之间的钢爬梯。10.根据权利要求9所述的岩溶地区水库的围井结构，其特征在于，所述围井结构还包括:设置于所述围井井壁顶部两侧的防护围栏。
【文档编号】E02B3/10GK205711965SQ201620652519
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】韦海勇, 陈宏明, 陈桂斌, 欧辉明, 梁天津, 甘彬, 陆华南, 唐翔, 黎东晓, 李艳平
【申请人】广西壮族自治区水利电力勘测设计研究院