石灰岩地区避开溶洞修建水库的方法及其修建的水库结构的制作方法
【专利摘要】本发明通过在石灰岩沟壑沟底其中一侧的坡部开设与沟顶齐平的平基面，在平基面上开设向下凹陷的水库基坑，对水库基坑的库墙和库底整平之后检查水库基坑内和集雨面积内的溶洞口，并对检查出的溶洞口进行封闭，但是沟底靠近水库基坑的溶洞口预留1?5个不封堵，最后对水库基坑的内壁封闭，从而提供了一种石灰岩地区避开溶洞修建水库的方法及其修建的水库结构，为石灰岩地区利用水库进行蓄水提供了切实可行的方案，具有构思巧妙、实施容易、投资少、经济价值高等特点。
【专利说明】
石灰岩地区避开溶洞修建水库的方法及其修建的水库结构
技术领域
[0001]本发明涉及一种石灰岩地区避开溶洞修建水库的方法及其修建的水库结构，主要用于在石灰岩基层上修建水库进行蓄水。
【背景技术】
[0002]目前，水库主要是指在山沟或河流的狭口处建造拦河坝形成的人工湖泊。水库建成后，可起防洪、蓄水灌溉、供水、发电、养鱼等作用。对于缺水地区，修建水库蓄水是最直接有效的农田灌溉解决方案。但是，对于石灰岩地区，由于受到地下水的长期溶蚀，石灰岩里不溶性的碳酸钙与水和二氧化碳反应转化为微溶的碳酸氢钙，长此以往在地下形成溶洞。
[0003]石灰岩地区，地表显见的溶洞口很少，百分之九十以上的溶洞口均位于地表以下
3-30米深处。并且，由于其特殊的形成条件，石灰岩地区的溶洞主要集中在山沟沟底。然而，由于长年的积累，沟底均覆盖有至少10米厚的泥土，溶洞口埋藏在泥土下不易发现。并且，沟底的溶洞口情况复杂，具有数量多、密度大、堵塞困难等特点。因此，石灰岩地区通常是修建水库的禁区，目前并没有基于石灰岩基层修建水库的切实可行的方法，该地区的缺水问题不能得到有效的解决。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题之一在于提供一种石灰岩地区避开溶洞修建水库的方法，用于在石灰岩基层上修建水库，解决石灰岩山沟的蓄水难题。
[0005]本发明解决技术问题之一的技术方案如下:一种石灰岩地区避开溶洞修建水库的方法，包括石灰岩沟壑地貌，该地貌包括泥土层厚度超过5米的沟底和沟底两边的坡部，包括以下步骤，
[0006]步骤一、平基，在其中一个坡部开挖水平的平基面，所述平基面与沟底的顶面齐平；
[0007]步骤二、开挖水库基坑，在平基面上开挖向下凹陷的水库基坑；
[0008]步骤三、整平，对水库基坑的库墙和库底进行整平；
[0009]步骤四、溶洞口封堵，利用地质雷达对库墙和库底进行溶洞口检查，对于洞口掩藏深度小于洞口直径的溶洞口，开挖之后进行混凝土封堵;并通过视觉观察对集雨面积地表显见的溶洞口进行检查，对集雨面积检查出的溶洞口进行混凝土封堵;但是，沟底靠近水库基坑的溶洞口预留1-5个不封堵；
[0010]步骤五、水库基坑内壁封闭，
[0011]如果水库基坑跨越多个石灰岩层，使水库基坑的内壁存在水缝，则在水库基坑的库墙和库底均浇筑混凝土层封闭；
[0012]如果水库基坑的内壁不存在石灰岩层之间的水缝，则对库墙和库底喷水泥砂浆封闭。
[0013]本发明通过在沟底其中一侧的坡部开设与沟顶齐平的平基面，在平基面上开设向下凹陷的水库，在水库内壁覆盖混凝土，从而提供了一种石灰岩地区避开溶洞修建水库的方法，具有以下优点:
[0014]—、直接避开了石灰岩沟底复杂的、大量的溶洞口，并且在坡部开挖平基面使坡部的开挖深度往往大于30米，超过了溶洞口出现的深度，即使坡部有少量的溶洞口，开挖和后续的检查可及时发现并堵塞，避免了大量的溶洞口查找和堵塞工作，为石灰岩地区修建水库蓄水提供了切实可行的方法，可以有效地解决该地区缺水问题；
[0015]二、开挖平基面和水库基坑的过程中，产生大量的石灰石工程弃渣，可作为优质的建筑材料，加工成石灰石碎石后具有现实的经济价值，出售该石灰石碎石获得的收益可补贴水库开挖的支出，极大地降低了水库修建的成本；
[0016]三、这样在石灰岩坡部开挖形成水库，当蓄水超过库容时，溢出的水可以通过沟底疏导;并且，沟底靠近水库的溶洞口预留1-5个，可用于泄洪疏导，避免了溃坝的危险，水库结构牢固安全性高；
[0017]四、石灰岩地区沟底旁边的坡部往往石漠化严重，耕种难度大，这样在坡部开挖水库，大量减少了修建水库占用的耕地；
[0018]五、这样在石灰岩基层开挖水库，水库基坑的内壁均为石灰岩，使水库内壁的混凝土封闭更加牢固可靠；
[0019]六、这样的水库开挖方法还可直接用于废弃矿山整治，有利于提高废弃矿山的经济价值。
[0020]开挖平基面的坡部比另一坡部的坡形缓和。一方面便于平基面的开挖工作，便于提高水库的面积，另一方面有利于获取更广的集雨面积。
[0021 ]在步骤四中，对溶洞口进行封堵时，先将溶洞口加工成上大下小的锥形，然后浇筑混凝土。
[0022]在所述溶洞口浇筑的混凝土厚度与加工后溶洞口上端的直径相等。
[0023]在步骤一中，呈阶梯状开挖平基面，使开挖平基面的坡部形成高于平基面的至少一个台阶。平基面的开挖工作简单易行，阶梯状开挖，不仅便于废弃渣土的运输，而且形成的台阶便于水库的交通和进一步开发利用。
[0024]所述台阶的水平台阶面宽5-10米，在台阶水平台阶面靠近水库基坑的一边设置绿化带，在所述平基面靠近水库基坑的边沿也设置有绿化带。
[0025]所述台阶的高度均小于等于10米，在至少一个台阶竖向台阶面的下端开设有窑洞。这样开挖窑洞，减少了水库综合开发的占地面积。
[0026]本发明还提供了一种利用上述方法修建的水库结构，用于解决石灰岩山沟的蓄水难题。技术方案如下:包括石灰岩沟壑地貌，该地貌包括泥土层厚度超过5米的沟底和沟底两边的坡部，在其中一个坡部的下部开设有水平的平基面，所述平基面与沟底的顶面齐平，在所述平基面上开设向下凹陷的水库基坑，在所述水库基坑的内壁覆盖有封闭层。
[0027]所述封闭层为20-40厘米厚的混凝土层。
[0028]所述封闭层为3-4厘米厚的水泥砂浆层。
[0029]有益效果:本发明通过在石灰岩沟壑沟底其中一侧的坡部开设与沟顶齐平的平基面，在平基面上开设向下凹陷的水库基坑，从而提供了一种石灰岩地区避开溶洞修建水库的方法及其修建的水库结构，为石灰岩地区利用水库进行蓄水提供了切实可行的方案，具有构思巧妙、实施容易、投资少、经济价值高等特点。
【附图说明】
[0030]图1为实施例一的流程示意图。
[0031]图2为修建的水库结构示意图。
[0032]图中标记如下:坡部1、沟底2、泥土层3、平基面4、水库基坑5、台阶6、绿化带7、窑洞8和封闭层9。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图，通过对本发明的【具体实施方式】作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。
[0034]实施例一:
[0035]如图1和图2所示，本实施例包括石灰岩沟壑地貌，该地貌包括泥土层3厚度超过5米的沟底2和沟底2两边的坡部I，具体施工步骤如下，
[0036]步骤一、平基，在其中一个坡部I开挖水平的平基面4，所述平基面4与沟底2的顶面齐平。本实施例优选开挖平基面4的坡部I比另一坡部I的坡形缓和。并且，开挖时呈阶梯状开挖平基面4，使开挖平基面4的坡部I上形成高于平基面4的至少一个台阶6。所述台阶6的水平台阶面宽5-10米，在台阶6水平台阶面靠近水库基坑5的一边设置绿化带7。所述台阶6的高度均小于等于10米，在至少一个台阶6竖向台阶6面的下端开设有窑洞8。所述水平台阶面的宽度和竖向台阶面的高度根据实际施工情况确定，在此不做赘述。
[0037]步骤二、开挖水库基坑，在平基面4上开挖向下凹陷的水库基坑5。在所述平基面4靠近水库基坑5的边沿也设置有绿化带7，并且平基面4上还设有单车道的环湖公路。所述水库基坑5的深度大于等于10米，该水库基坑5靠近沟底2的侧壁呈倾斜面。所述水库基坑5的面积和形状根据实际施工和集雨面积确定，在此不做赘述。
[0038]步骤三、整平，对水库基坑5的库墙和库底进行整平。
[0039]步骤四、溶洞口封堵，利用地质雷达对库墙和库底进行溶洞口检查，对于洞口掩藏深度小于洞口直径的溶洞口，开挖之后进行混凝土封堵。对于洞口掩藏深度大于洞口直径的溶洞口，不予处理。并通过视觉观察对集雨面积地表显见的溶洞口进行检查，对集雨面积检查出的溶洞口进行混凝土封堵。但是，沟底2靠近水库基坑5的溶洞口预留1-5个不封堵。在对溶洞口进行封堵时，先将溶洞口加工成上大下小的锥形，然后浇筑混凝土。并且，在所述溶洞口浇筑的混凝土厚度与加工后溶洞口上端的直径相等。
[0040]步骤五、水库基坑内壁封闭，在水库基坑5内壁覆盖有封闭层9，
[0041]如果水库基坑5跨越多个石灰岩层，使水库基坑5的内壁存在水缝(水缝即石灰岩层之间的泥土层)，则在水库基坑5的库墙和库底均浇筑混凝土层封闭，所述封闭层9由该混凝土层构成。并且，库墙和库底浇筑的混凝土为大于等于200号的混凝土，混凝土层厚20-40厘米，本实施例优选混凝土层厚30厘米。
[0042]如果水库基坑5的内壁不存在石灰岩层之间的水缝，则对库墙和库底喷水泥砂浆封闭，所述封闭层9由水泥砂浆层构成。其中，库墙用1:1的河沙水泥砂浆喷两次，库墙表面的水泥砂浆层总厚度为3-4厘米。其中，库底用1:1的河沙水泥砂浆漫灌一次，库底的水泥砂浆层厚度为3-4厘米。
[0043]实施例二:
[0044]如图2所示，本实施例包括石灰岩沟壑地貌，该地貌包括泥土层3厚度超过5米的沟底2和沟底2两边的坡部I。在其中一个坡部I的下部开设有水平的平基面4，开设平基面4的所述坡部I比另一坡部I的坡形平缓。所述平基面4与沟底2的顶面齐平，在所述平基面4上开设向下凹陷的水库基坑5，在所述水库基坑5的内壁覆盖有封闭层9。当水库基坑5跨越了多个石灰岩层、在水库基坑5的内壁存在水缝(水缝即为石灰岩层之间的泥土层)时，所述封闭层9为20-40厘米厚的混凝土层，本实施例优选混凝土的浇筑厚度为30厘米。并且所述封闭层9由大于等于200号混凝土浇筑而成。当水库内壁不存在水缝时，所述封闭层为3-4厘米厚的水泥砂浆层。并且，库墙的水泥砂浆层由1:1的水泥砂浆喷涂两遍形成，库底的水泥砂浆层由1:1的水泥砂浆漫灌而成。
[0045]如图2所示，在开设平基面4的坡部还开有至少一个台阶6，所述台阶6的水平台阶面均比平基面4高。所述台阶6的水平台阶面宽5-10米，在所述台阶6水平台阶面靠近水库5的一边设有绿化带7。在所述平基面4上靠近水库基坑5的边沿也设有绿化带7。每一所述台阶6的高度均小于等于10米，在至少一个所述台阶6的竖向台阶面下端开设有窑洞8。所述水库基坑5的深度大于等于10米，水库基坑5的面积和形状根据实际情况决定，所述台阶6的数量、高度和宽度，根据实际施工情况决定，在此不做赘述。
【主权项】
1.一种石灰岩地区避开溶洞修建水库的方法，包括石灰岩沟壑地貌，该地貌包括泥土层厚度超过5米的沟底和沟底两边的坡部，其特征在于:包括以下步骤， 步骤一、平基，在其中一个坡部开挖水平的平基面，所述平基面与沟底的顶面齐平； 步骤二、开挖水库基坑，在平基面上开挖向下凹陷的水库基坑； 步骤三、整平，对水库基坑的库墙和库底进行整平； 步骤四、溶洞口封堵，利用地质雷达对库墙和库底进行溶洞口检查，对于洞口掩藏深度小于洞口直径的溶洞口，开挖之后进行混凝土封堵;并通过视觉观察对集雨面积地表显见的溶洞口进行检查，对集雨面积检查出的溶洞口进行混凝土封堵;但是，沟底靠近水库基坑的溶洞口预留1-5个不封堵； 步骤五、水库基坑内壁封闭， 如果水库基坑跨越多个石灰岩层，使水库基坑的内壁存在水缝，则在水库基坑的库墙和库底均浇筑混凝土层封闭； 如果水库基坑的内壁不存在石灰岩层之间的水缝，则对库墙和库底喷水泥砂浆封闭。2.根据权利要求1所述的石灰岩地区避开溶洞修建水库的方法，其特征在于:开挖平基面的坡部比另一坡部的坡形缓和。3.根据权利要求2所述的石灰岩地区避开溶洞修建水库的方法，其特征在于:在步骤四中，对溶洞口进行封堵时，先将溶洞口加工成上大下小的锥形，然后浇筑混凝土。4.根据权利要求3所述的石灰岩地区避开溶洞修建水库的方法，其特征在于:在所述溶洞口浇筑的混凝土厚度与加工后溶洞口上端的直径相等。5.根据权利要求1或2或3或4所述的石灰岩地区避开溶洞修建水库的方法，其特征在于:在步骤一中，呈阶梯状开挖平基面，使开挖平基面的坡部形成高于平基面的至少一个台阶。6.根据权利要求5所述的石灰岩地区避开溶洞修建水库的方法，其特征在于:所述台阶的水平台阶面宽5-10米，在台阶水平台阶面靠近水库基坑的一边设置绿化带，在所述平基面靠近水库基坑的边沿也设置有绿化带。7.根据权利要求6所述的石灰岩地区避开溶洞修建水库的方法，其特征在于:所述台阶的高度均小于等于10米，在至少一个台阶竖向台阶面的下端开设有窑洞。8.—种根据权利要求1-7所述方法修建的水库结构，包括石灰岩沟壑地貌，该地貌包括泥土层厚度超过5米的沟底和沟底两边的坡部，其特征在于:在其中一个坡部的下部开设有水平的平基面，所述平基面与沟底的顶面齐平，在所述平基面上开设向下凹陷的水库基坑，在所述水库基坑的内壁覆盖有封闭层。9.根据权利要求8所述的水库结构，其特征在于:所述封闭层为20-40厘米厚的混凝土层。10.根据权利要求8所述的水库结构，其特征在于:所述封闭层为3-4厘米厚的水泥砂浆层。
【文档编号】E02B3/00GK106012951SQ201610478619
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】李德群
【申请人】李德群