基于橡胶囊止水的地下水库闸门井的制作方法

本发明属水文地质、地下水科学技术领域，尤其涉及一种

基于橡胶囊止水的地下水库闸门井；地下水库是一种水文地质与地下水资源领域中的重要水利工程措施，传统的地下水库坝体虽然能起到有效的拦蓄截流作用，在坝前形成地下水库，但是坝体一旦建成，就会形成永久的不透水墙体，若地下水库中水体一旦出现污染等问题，就需要可人工控制的地下水库闸门，可同时保障地下水库水体的水量和水质问题。

背景技术：

地下水库按工程构筑形式可分为有坝、无坝和混合类型三种。在无完整的隔水边界的储水构造时，需建设拦截地下径流的地下坝体作为地下水库的隔水边界，阻止了地下水库库区内的地下径流的外泄和库区外地下径流的入侵（如海水入侵）。地下水坝体作为地下工程，早期的主要施工方法有：明挖施工法、钢板桩法、排列桩法等。在1976年，日本提出smw工法连续墙技术，并在世界各国广泛应用。该方法是利用专门的多轴搅拌就地钻进切削土体，同时在钻头端将水泥浆液注入土体，经充分搅拌混合后，在水泥土混合未固结前再将h型钢插入搅拌桩体内，形成具有一定强度和刚度的、连续完整无接缝的地下连续墙体。但经验表明，深度超过40m的井孔约有20%井孔比率需要调整，深度越大，需要调整的井孔比率也越大。在我国，高压喷射灌浆技术应用范围较广，采用钻孔将装有特制合金喷嘴的灌浆管下到预定位置，用高压泥浆泵将泥液喷射出来，使土粒在喷射流束作用下，与泥液搅拌混合，形成固结体。上述方法形成的连续坝体，可有效的控制库区内外的水力联系。本次发明提出地下水库闸门设计方案，在有效拦蓄库区内地下水体的基础上，若需排出库区内水体，可通过闸门井控制达到目的。

技术实现要素：

目前传统的地下坝体多采用灌浆帷幕、筑坝等方法，可截断地下潜流，坝体一旦建成，就形成地下水库的永久性不透水边界，可有效的储存地下水资源，但除了水量，环境因素也是决定地下水库兴利与否的关键，一方面，库区水体一旦受到污染，不能得到有效控制，被污染的地下水库就失去了他的意义，另一方面，建立地下水库后若水位过高，会对库区内生物的生长也产生不利影响。综合考虑以上问题，本发明提出一种种可操作性

强的基于橡胶囊止水的地下水库闸门井；实现本发明所采取的技术方案是：一种基于橡胶囊止水的地下水库闸门井，其特征在于：该地下水库闸门井由水泥灌浆坝体、粘土井及闸门井组成，所述水泥灌浆坝体是通过灌浆井，按一定角度（保障各灌浆井间坝体的连续性）向两端进行高压喷射灌浆，在各灌浆井之间形成地下水泥灌浆坝体，在两侧水泥灌浆坝体中间，按一定间隔设置粘土井，所述粘土井是井中注入粘土到井口，使井中原地层中可透水的砂层都被粘土所替代，充分起到隔水的效果，粘土井的井壁上仍设有可透水的砂层段，此时在各粘土井间的间隔处设置闸门井，闸门井中设有橡胶囊，水流是能够经闸门井通过的。

本发明在有效拦蓄库区内地下水体的基础上，若需排出库区内水体，可通过闸门井控制达到目的。

附图说明

图1是本发明的平面布置示意图；

图2本发明中粘土井的平面布置示意图；

图3是本发明中闸门井的剖面结构示意图；

图4是本发明中水流方向与闸门井的工作原理剖面图。

图中，1、水泥灌浆坝体，2、粘土井，3、闸门井，4、橡胶囊，5、粘土，6、水流流入的方向，7、可透水的砂层段，8、灌浆井。

具体实施方式

参照附图，一种基于橡胶囊止水的地下水库闸门井，其特征在于：该地下水库闸门井由水泥灌浆坝体1、粘土井2及闸门井3组成，所述水泥灌浆坝体1是通过灌浆井8，按一定角度（保障各灌浆井间坝体的连续性）向两端进行高压喷射灌浆，在各灌浆井8之间形成地下水泥灌浆坝体1，在两侧水泥灌浆坝体1中间，按一定间隔设置粘土井2，所述粘土井2是井中注入粘土5到井口，使井中原地层中可透水的砂层都被粘土5所替代，充分起到隔水的效果，粘土井2的井壁上仍设有可透水的砂层段7，此时在各粘土井2间的间隔处设置闸门井3，闸门井3中设有橡胶囊4，水流是能够经闸门井3通过的。

本发明是在拟建坝址两端，通过灌浆井8，按一定角度（保障各灌浆井间坝体的连续性）向两端进行高压喷射灌浆，在各灌浆井之间形成地下水泥灌浆坝体1，即不透水墙体，作为地下水库的隔水边界，有效阻止该处地下水库内外的水力联系。

在两端水泥灌浆坝体1中间，根据实际情况，预留一部分空间作为闸门的主体部分。主要包括两部分，首先是粘土井2，其平面布置示意图如图2所示。按一定间隔进行钻探并成井，通过向井中注入粘土到井口，使原地层中可透水的砂层都被粘土所替代，充分起到隔水的效果。但此时在各粘土井间的间隔处，水流是可以通过的。

第二部分是在各粘土井2中间，设置闸门井3，闸门井3工作原理剖面图如图3所示，图中4为橡胶囊，5为粘土，6为水流流入的方向。图4为水流方向闸门井工作原理剖面图，图中7表示可透水的砂层段。

其工作原理为在井中可透水的砂层位置放入带有控制阀的橡胶囊4，在闸门关闭状态下，即橡胶囊4中充满水体，使其填充闸门井中砂层段，可透水的砂层处的橡胶囊即阻断地下水库区内外水体的水力联系。6表示地下水流动方向，因为各井间可能会存在一定距离，会有极少水流通过，但不足以影响地下水库的水量和水质要求。

一旦水体污染等现象发生需要开闸放水时，可通过控制橡胶囊阀门，排出橡胶囊内的水体，橡胶囊所占体积减小，闸门井周围砂层可透水，各粘土井之间恢复了水流的可流动性，库区内的水体可通过此处，排泄到库区外部，这样闸门井中橡胶囊的充水与否就可以起到地下水库闸门开关的作用。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种基于橡胶囊止水的地下水库闸门井，其特征在于：该地下水库闸门井是通过灌浆井（8），按一定角度向两端进行高压喷射灌浆，在各灌浆井（8）之间形成地下水泥灌浆坝体（1），在两侧水泥灌浆坝体（1）中间，按一定间隔设置粘土井（2），所述粘土井（2）是井中注入粘土（5）到井口，使井中原地层中可透水的砂层都被粘土（5）所替代，充分起到隔水的效果，粘土井（2）的井壁上仍设有可透水的砂层段（7），在各粘土井（2）间的间隔处设置闸门井（3），闸门井（3）中设有橡胶囊（4）。本发明在有效拦蓄库区内地下水体的基础上，若需排出库区内水体，可通过闸门井控制达到目的。

技术研发人员：陈学群;田婵娟;宋玉田;刘丹;李成光;管清花;李福林;辛光明
受保护的技术使用者：山东省水利科学研究院
技术研发日：2018.06.27
技术公布日：2018.11.06