一种穹顶式崩坡积层山洞遗址水下保护结构的制作方法

本公开一般地涉及文物保护，特别地涉及一种穹顶式崩坡积层山洞遗址水下保护结构。

背景技术：

1、崩坡积层一般由粒径分布范围很广的天然碎石土构成。由于天然碎石土具有结构连续性差、强度分布不均、水敏感性强等不利特点，赋存于崩坡积层的山洞遗址文物的保护一直是国内外研究者公认的难题。滑坡、地震、水库蓄水等自然因素和人类工程活动都可能对崩坡积层山洞遗址本身的赋存造成不可修复的破坏。尤其是当山洞遗址赋存地层处于水库岸坡时，由于蓄水能够改变山洞遗址赋存岸坡的水文地质环境，对山洞遗址的稳定性有极大影响。基于赋存坡体本身的保护结构，其耐久性受地质体自身结构和水环境的影响很大，因此，在库岸崩坡积层等复杂地质体环境中，对山洞遗址的保护不能过多地依赖于赋存地质体本身，而应该设置综合性的人工保护结构以利于山洞遗址的长久保存。另外，保护工程施工时要充分考虑到施工对遗址本身所带来的影响，尽可能避免施工造成的扰动破坏。

2、目前的技术中，对位于水下崩坡积层库岸的山洞遗址的保护缺少系统性和科学化的方案，不能解决库水渗透造成的赋存地质体失稳、以及在长期潮湿环境下的腐蚀性破坏等问题，难以对山洞遗址进行可靠耐久的封存。另外，很多保护结构施工过程较为繁琐，有时候需要过于依赖边坡基体本身结构，会对山洞遗址及其赋存的边坡基体和造成难以恢复的影响。而且，目前的保护结构在库水压力和渗透力作用下受力不均匀，很容易造成局部结构的失稳或变形，严重影响其安全性和耐久性。

技术实现思路

1、本公开的目的是提供一种水下穹顶保护结构，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。

2、根据本公开的一个方面，提供了一种穹顶式崩坡积层山洞遗址水下保护结构，设置在边坡基体上，该保护结构包括：防渗帷幕，埋设在所述边坡基体内；注浆结石体，设置在所述边坡基体的坡面上，用于加固待防护的山洞遗址；多个穹顶基础，与所述防渗帷幕相接；以及穹顶壳体，设置在多个所述穹顶基础上并且容纳所述注浆结石体。

3、根据本公开的各个实施例的止水防渗帷幕以环形设置，能够有效地防渗，确保崩坡积层山洞遗址基础稳固，提升结构耐久性；穹顶基础位于防渗帷幕上，并且穹顶壳体与穹顶基础相接，在边坡结构上应力传递路径清晰，并能够充分利用组件轴向上较大的抗压强度，有效避免局部失稳，减小结构变形，提升结构使用寿命。而且，整体结构形成的密闭空间可以有效隔绝外部环境，对崩坡积层山洞遗址起到隔离防护作用，防止崩坡积层山洞遗址长期处于潮湿或经受外部恶劣环境变化而造成的破坏。此外，崩坡积层山洞遗址赋存坡体经过注浆加固形成注浆结石体，能够更长久地保存。

4、在一些实施例中，所述防渗帷幕为垂直防渗帷幕并且与多个所述穹顶基础呈预定角度。在这样的实施例中，水下穹顶保护结构能够在利用防渗帷幕的轴向抗压强度的基础上设置在不同角度的边坡基体上。

5、在一些实施例中，多个所述穹顶基础的每个穹顶基础的垂向同所述穹顶壳体相接处的切向一致。在这样的实施例中，既保证了上部穹顶壳体受到充分支撑，也使得保护结构在外荷载作用下的变形得到控制。

6、在一些实施例中，所述穹顶壳体呈椭圆拱形并且为气膜钢筋混凝土壳体。在这样的实施例中，混凝土抗压承载能力较高，拱形壳体结构能够将混凝土抗压能力充分发挥，深水结构中的拱形壳体能够承载足够的水压力。

7、在一些实施例中，多个所述穹顶基础中的各个穹顶基础为梯形变截面形状。在这样的实施例中，采用梯形变截面基础作为上部结构的荷载承担者能够有效地提供上部结构所需的抗压承载力，并且梯形变截面下部界面大于上部界面的特征能够确保结构基底稳固，保证结构安全。

8、在一些实施例中，所述水下穹顶保护结构还包括廊道，所述廊道沿着所述坡面延伸到所述穹顶壳体内。在这样的实施例中，廊道能够作为观光通道，供游客游览山洞遗址，提升经济效益，并且该廊道能够作为穹顶壳体内部检修通道。

9、在一些实施例中，所述廊道呈拱形并且至少部分地位于地下。在这样的实施例中，地下拱形结构较为稳固，提升廊道安全性。

10、在一些实施例中，所述边坡基体的崩坡积层被隔离在所述穹顶壳体和多个所述穹顶基础所形成的密封结构外。在这样的实施例中，该密封结构能够有效地对山洞遗址提供安全保护。

11、在一些实施例中，所述防渗帷幕为椭圆形。在这样的实施例中，止水防渗帷幕便于施工，并且椭圆形的构造可以增大与边坡基体的摩擦力，确保结构基础稳固，提升结构耐久性。

12、在一些实施例中，所述边坡基体为基岩。

13、应当理解，
技术实现要素：
部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

技术特征：

1.一种穹顶式崩坡积层山洞遗址水下保护结构(100)，设置在边坡基体(1)上，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的穹顶式崩坡积层山洞遗址水下保护结构(100)，其特征在于，所述防渗帷幕(2)为垂直防渗帷幕并且与多个所述穹顶基础(3)呈预定角度。

3.根据权利要求2所述的穹顶式崩坡积层山洞遗址水下保护结构(100)，其特征在于，多个所述穹顶基础(3)的每个穹顶基础的垂向同所述穹顶壳体(4)相接处的切向一致。

4.根据权利要求1所述的穹顶式崩坡积层山洞遗址水下保护结构(100)，其特征在于，所述穹顶壳体(4)呈椭圆拱形并且为气膜钢筋混凝土壳体。

5.根据权利要求1所述的穹顶式崩坡积层山洞遗址水下保护结构(100)，其特征在于，多个所述穹顶基础(3)中的各个穹顶基础呈梯形变截面形状。

6.根据权利要求1所述的穹顶式崩坡积层山洞遗址水下保护结构(100)，其特征在于，所述水下保护结构(100)还包括廊道(10)，所述廊道(10)沿着所述坡面延伸到所述穹顶壳体(4)内。

7.根据权利要求6所述的穹顶式崩坡积层山洞遗址水下保护结构(100)，其特征在于，所述廊道(10)呈拱形并且至少部分地位于地下。

8.根据权利要求1所述的穹顶式崩坡积层山洞遗址水下保护结构(100)，其特征在于，所述边坡基体(1)的崩坡积层被隔离在所述穹顶壳体(4)和多个所述穹顶基础(3)所形成的密封结构外。

9.根据权利要求1所述的穹顶式崩坡积层山洞遗址水下保护结构(100)，其特征在于，所述防渗帷幕(2)为椭圆形。

10.根据权利要求1所述的穹顶式崩坡积层山洞遗址水下保护结构(100)，其特征在于，所述边坡基体(1)为基岩。

技术总结
本公开涉及穹顶式崩坡积层山洞遗址水下保护结构。该保护结构设置在边坡基体上并且包括：防渗帷幕，埋设在边坡基体内；注浆结石体，设置在边坡基体的坡面上，用于加固待防护的山洞遗址；多个穹顶基础，与防渗帷幕相接；以及穹顶壳体，设置在多个所述穹顶基础上并且容纳所述注浆结石体。以此方式，能够有效防渗，确保山洞遗址基础稳固，提升结构耐久性；保护结构在边坡结构上的应力传递路径清晰，能够充分利用各部件沿轴向的抗压强度，能够有效避免局部失稳，提升结构使用寿命；整体结构形成的密闭空间可以有效隔绝外部环境，对崩坡积层山洞遗址起到隔离保护作用，防止山洞遗址长期处于潮湿或经受外部恶劣环境变化而造成的破坏。

技术研发人员：吴冠仲,范宣梅,王逢睿,张小兵,李业,王文松,李虓,张生虎,赵敬善,牛文庆
受保护的技术使用者：中铁西北科学研究院有限公司
技术研发日：20230315
技术公布日：2024/1/14