岩溶漏斗水库及其泄洪建筑物和施工方法与流程

本发明属于水利工程技术领域，具体的为一种岩溶漏斗水库及其泄洪建筑物和施工方法。

背景技术：

我国岩溶地貌分布广、面积大，主要分布在碳酸盐岩出露地区，面积约91～130万平方千米。其中以广西、贵州和云南东部所占的面积最大，是世界上最大的岩溶地貌区之一。我国主要的岩溶地貌区同时也是大气降水丰富的地区，但是由于地表储水条件较差，多数降水通过岩溶漏斗等集中进入地下岩溶系统，使得岩溶地貌地区的地表水资源并不丰富，有很多地区甚至存在突出的季节性缺水问题，严重影响当地的经济、社会发展。

随着我国社会发展和技术经济进步，需要在岩溶地区修建水库解决当地季节性缺水问题。大型岩溶漏斗在地形上具有较好的汇水条件，且水质好，若将岩溶漏斗的天然排水通道进行科学封堵，可形成岩溶漏斗水库。作为水库，泄洪建筑物是必须的组成部分。岩溶漏斗水库是一种新型水库，如何设计泄洪建筑物也成为亟待解决的关键技术问题之一。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种岩溶漏斗水库及其泄洪建筑物和施工方法，能够满足水库泄洪的要求。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明首先提出了一种泄洪建筑物，包括设置在岩溶漏斗的周边岩体内的竖井段和设置在岩溶漏斗的周边岩体内壁上的引水段，所述竖井段的上端与所述引水段之间设有无压泄洪隧洞段，所述竖井段的下端与岩溶漏斗的天然排水通道之间设有有压泄洪隧洞段，所述引水段与所述无压泄洪隧洞段之间设有闸门。

进一步，所述引水段的横断面为直墙半圆拱形或圆形，所述闸门为与所述引水段匹配的弧形闸门；所述无压泄洪隧洞段的横断面形状与所述引水段的出水口的横断面相同。

进一步，所述无压泄洪隧洞段的进水口顶面高程不高于所述引水段出水口的顶面高程。

进一步，所述竖井段分别与所述无压泄洪隧洞段和所述有压泄洪隧洞段之间弧线过渡。

进一步，所述有压泄洪隧洞段出水口的底面高程不低于岩溶漏斗的天然排水通道的高程。

本发明还提出了一种岩溶漏斗水库，包括用于封堵岩溶漏斗天然排水通道的封堵建筑物，所述封堵建筑物与位于其上部的岩溶漏斗的周边岩体之间形成用于储水并经防渗漏处理的储水区；所述储水区内设有用于取水的取水建筑物、用于放空储水区的放空建筑物和如上所述泄洪建筑物；所述引水段的进水口位于所述封堵建筑物上方，且所述引水段的进水口高程低于所述储水区的正常水位；所述有压泄洪隧洞段的出水口位于所述封堵建筑物的下方；

所述放空建筑物设置在所述储水区的底部，所述取水建筑物设置在所述储水区的中部。

进一步，所述放空建筑物的进水口底面高程等于或略低于所述储水区的死水位高程。

进一步，所述取水建筑物上连接设有输水管道，且所述取水建筑物的取水口高程位于所述储水区的死水位高程与正常水位高程之间。

本发明还提出了一种如上所述泄洪建筑物的施工方法，包括如下步骤：

1）岩体开挖：在岩溶漏斗的周边岩体内开挖引水段、无压泄洪隧洞段、竖井段和有压泄洪隧洞段，并加固围岩；

2）结构施工：在开挖的洞室内施工引水段、闸门及其启闭设施、无压泄洪隧洞段、竖井段和有压泄洪隧洞段结构，形成所述泄洪建筑物。

进一步，所述步骤1）中，开挖产生的弃渣不得堆填在岩溶漏斗底部；岩体开挖施工不能堵塞岩溶漏斗底部的天然排水通道。

本发明的有益效果在于：

本发明的泄洪建筑物具有以下两点优点：

1）充分利用了岩溶漏斗底部的天然排水通道泄洪水流，使得泄洪建筑物的工程规模小，经济性好；

2）泄水建筑物全部位于岩溶漏斗的侧壁岩体内，不仅与岩溶漏斗水库的其他建筑物不相互干扰，且安全性好。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明岩溶漏斗水库实施例的结构示意图，具体的，省略了取水建筑物和放空建筑物；

图2为图1的断面图；

图3为泄洪建筑物的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

如图1所示，为本发明岩溶漏斗水库实施例的结构示意图。本实施例的岩溶漏斗水库，包括用于封堵岩溶漏斗天然排水通道的封堵建筑物2，封堵建筑物2与位于其上部的岩溶漏斗的周边岩体1之间形成用于储水并经防渗漏处理的储水区3。储水区3内设有用于取水的取水建筑物、用于放空储水区的放空建筑物和用于泄洪的泄洪建筑物4。本实施例的泄洪建筑物，包括设置在岩溶漏斗的周边岩体1内的竖井段5和设置在岩溶漏斗的周边岩体1内壁上的引水段6，竖井段5的上端与引水段6之间设有无压泄洪隧洞段7，竖井段5的下端与岩溶漏斗的天然排水通道10之间设有有压泄洪隧洞段8，引水段6与无压泄洪隧洞段7之间设有闸门9。本实施例的引水段6的进水口位于封堵建筑物2上方，且引水段6的进水口高程低于储水区3的正常水位。有压泄洪隧洞段8的出水口位于封堵建筑物2的下方。

放空建筑物设置在储水区3的底部，取水建筑物设置在储水区3的中部。放空建筑物的进水口底面高程等于或略低于储水区3的死水位高程。取水建筑物上连接设有输水管道，且取水建筑物的取水口高程位于储水区3的死水位高程与正常水位高程之间。

本实施例的岩溶漏斗水库，采用封堵建筑物封堵岩溶漏斗天然排水通道，并在封堵建筑物和位于其上部的岩溶漏斗的周边岩体之间形成用于储水并经防渗漏处理的储水区，使得岩溶漏斗具备了储存地表水形成水库的条件；放空建筑物可以放空水库，以便检修库区的各类建筑物；泄洪建筑物可以及时排走多余来水，以确保水库安全运行；取水建筑物可与输水管道连接，取水用于生产、生活；另外，由于岩溶漏斗周边的污染源有限、水土流失问题不严重，因此，岩溶漏斗水库的泥沙淤积问题不突出，水库水质也较好。

进一步，引水段6的横断面为直墙半圆拱形或圆形，闸门9为与引水段6匹配的弧形闸门，以便泄洪时能够顺利开启。无压泄洪隧洞段7的横断面形状与引水段6的出水口的横断面相同。本实施例的引水段6的横断面为直墙半圆拱形。优选的，无压泄洪隧洞段7的进水口顶面高程不高于引水段出水口的顶面高程，本实施例的无压泄洪隧洞段7的进水口顶面高程低于引水段出水口的顶面高程。

进一步，竖井段5分别与无压泄洪隧洞段7和有压泄洪隧洞段8之间弧线过渡，使水流平顺。有压泄洪隧洞段8出水口的底面高程不低于岩溶漏斗的天然排水通道10的高程，以便于能够将泄洪建筑物被的水全部排走。

本实施例的泄洪建筑物具有以下两点优点：1）充分利用了岩溶漏斗底部的天然排水通道泄洪水流，使得泄洪建筑物的工程规模小，经济性好；2）泄水建筑物全部位于岩溶漏斗的侧壁岩体内，不仅与岩溶漏斗水库的其他建筑物不相互干扰，且安全性好。

本实施例还提出了一种泄洪建筑物施工方法，包括如下步骤：

1）岩体开挖：在岩溶漏斗的周边岩体内开挖引水段、无压泄洪隧洞段、竖井段和有压泄洪隧洞段，并加固围岩；开挖产生的弃渣不得堆填在岩溶漏斗底部；岩体开挖施工不能堵塞岩溶漏斗底部的天然排水通道；

2）结构施工：在开挖的洞室内施工引水段、闸门及其启闭设施、无压泄洪隧洞段、竖井段和有压泄洪隧洞段结构，形成泄洪建筑物。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。