專利名稱：平原水庫(kù)庫(kù)底防滲土工膜的膜下反壓的減壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用抽真空技術(shù)解決平原水庫(kù)庫(kù)底防滲土工膜的膜下反壓的減
壓裝置。
背景技術(shù)：
目前平原水庫(kù)迅速發(fā)展，廣泛用于礦區(qū)供水、城市供水、灌溉等，在我國(guó)西北、華北和中原地區(qū)都有已完建的平原水庫(kù)，我國(guó)著名的南水北調(diào)工程中也采用了平原水庫(kù)。但是平原水庫(kù)庫(kù)底面積大，且?guī)斓淄列远酁闈B透性強(qiáng)土質(zhì)，為保證平原水庫(kù)良好的蓄、存水功能，必須對(duì)平原水庫(kù)庫(kù)底做全面的防滲，過去常用粘土鋪蓋作為平原水庫(kù)庫(kù)底的防滲體，不僅浪費(fèi)土地資源，而且大量提高了工程造價(jià)，影響平原水庫(kù)的經(jīng)濟(jì)效益及其發(fā)展；隨著土工合成材料的技術(shù)進(jìn)步，土工膜防滲加土體壓重作為平原水庫(kù)庫(kù)底防滲體得到廣泛應(yīng)用，也促進(jìn)了平原水庫(kù)的發(fā)展。但是在平原水庫(kù)汛期等地下水位上升時(shí)段或庫(kù)水位迅速下降時(shí)， 庫(kù)底大面積的防滲土工膜將承受較大的氣、水壓力頂托，引起土工膜的鼓脹、撕裂、滲漏，為防止防滲土工膜可能導(dǎo)致的破壞，目前常采用膜上壓重和膜下設(shè)置排水管并連接排水煙囪穿過防滲土工膜延伸到庫(kù)水位以上，以被動(dòng)的方式釋放防滲土工膜下的高壓力，這樣的減壓裝置不僅不能完全消除平原水庫(kù)防滲土工膜承受的壓力，而且排水煙 穿過防滲土工膜時(shí)，密封連接部位處理不當(dāng)將可能使庫(kù)底防滲體的整體性受到破壞，影響水庫(kù)的正常運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種平原水庫(kù)庫(kù)底防滲土工膜的膜下反壓的減壓裝置，該裝置所要解決的技術(shù)問題，是針對(duì)當(dāng)前平原水庫(kù)庫(kù)底土工膜防滲體下部反壓的減壓技術(shù)的局限性，充分利用抽真空技術(shù)的主動(dòng)減壓特點(diǎn)，采用目前軟土地基負(fù)壓加固技術(shù)中抽真空的成套技術(shù)裝置，對(duì)現(xiàn)有平原水庫(kù)庫(kù)底土工膜防滲體下部反壓的減壓管網(wǎng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)臑V管管網(wǎng)改造，形成一套完整的膜下主動(dòng)減壓裝置，保護(hù)平原水庫(kù)庫(kù)底土工膜防滲體的完整、以保證其防滲功能的良好發(fā)揮。包括膜下原有排水管網(wǎng)的濾管改造方法和布置方式，庫(kù)底土工膜膜下壓力自動(dòng)監(jiān)測(cè)和真空泵開啟和關(guān)閉的自動(dòng)控制系統(tǒng)，防滲土工膜的庫(kù)岸密封技術(shù)， 射流真空泵的設(shè)計(jì)布置方法。完成上述發(fā)明任務(wù)的技術(shù)方案是，一種平原水庫(kù)庫(kù)底防滲土工膜的膜下反壓的減壓裝置，在水庫(kù)庫(kù)底土工膜下面設(shè)有減壓管網(wǎng)，其特征在于，該減壓管網(wǎng)由主管與濾管連接組成，所述濾管的管管璧上設(shè)置有吸水孔；所述的主管與抽真空裝置連接；該抽真空裝置由離心泵、射流真空腔和循環(huán)水箱組成并設(shè)置在庫(kù)岸上。本發(fā)明將現(xiàn)有技術(shù)膜下設(shè)置排水管的被動(dòng)的方式釋放方式，改為主動(dòng)減壓裝置。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，有以下優(yōu)化方案
本膜下反壓的減壓裝置中還設(shè)有膜下壓力自動(dòng)監(jiān)測(cè)和真空泵開啟和關(guān)閉的自動(dòng)控制系統(tǒng)，該自動(dòng)控制系統(tǒng)中設(shè)有膜下壓力傳感器，所述膜下壓力傳感器的輸出接自動(dòng)控制系統(tǒng)的電腦，該電腦控制所述真空泵的開啟和關(guān)閉。
換言之，本發(fā)明的平原水庫(kù)庫(kù)底防滲土工膜的膜下反壓的減壓裝置，其特征包含以下幾個(gè)部分
1、改造膜下排水管網(wǎng)為主管、濾管管網(wǎng)，主管、濾管的作用是傳遞真空壓力和將膜下氣、水，通過這兩種管道輸送到膜外抽真空裝置的水箱內(nèi)。濾管管璧設(shè)置吸水孔，濾管上分布均勻的Φ 5mnTΦ6mm孔洞(本申請(qǐng)推薦Φ 5mm)以利吸氣和吸水，濾管外包裹反濾土工布， 主管和濾管一起構(gòu)成真空吸氣、水管。主管和濾管的加長(zhǎng)連接接頭均采用螺紋鋼絲橡膠軟管制成的兩通接頭連接，長(zhǎng)度在300mm左右，兩通接頭采用的螺紋鋼絲橡膠軟管應(yīng)能適應(yīng)地面的不均勻變形情況，連接處必須密封，同時(shí)用10號(hào)或12號(hào)鐵絲扎牢；主管和濾管相互連接應(yīng)采用三通和四通連接，三通和四通均用76mm鋼管或U-PVC管制成，三通和四通與各管的連接應(yīng)由兩通接頭連接。主管和濾管布置型式采用條狀、梳子狀或其它合適的形狀，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示；
2、膜下壓力自動(dòng)監(jiān)測(cè)和真空泵開啟和關(guān)閉的自動(dòng)控制系統(tǒng)。膜下壓力采用高精度壓力傳感器及其自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)施自動(dòng)監(jiān)測(cè)，真空泵開啟和關(guān)閉的自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)膜下壓力監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)真空泵進(jìn)行開啟和關(guān)閉的自動(dòng)控制。所述的自動(dòng)控制系統(tǒng)中可以設(shè)有存儲(chǔ)器和信息傳送機(jī)構(gòu)，系統(tǒng)自動(dòng)保存膜下壓力監(jiān)測(cè)結(jié)果和真空泵開啟狀態(tài)信息并可采用GSM手機(jī)短信方式發(fā)送到水庫(kù)管理部門；
3、所述的抽真空裝置設(shè)置在庫(kù)岸密封系統(tǒng)中，該庫(kù)岸密封系統(tǒng)和抽氣系統(tǒng)。庫(kù)岸密封系統(tǒng)由雙層針刺無紡?fù)凉げ己头罎B土工膜以及密封體組成；抽氣系統(tǒng)采用抽真空裝置， 抽真空裝置一般由離心泵，射流真空腔和循環(huán)水箱組成，抽真空裝置設(shè)置數(shù)量按8000 IOOOOmVl套抽真空裝置的原則進(jìn)行設(shè)置。抽真空裝置按設(shè)計(jì)位置布置安裝在排水溝內(nèi)，整個(gè)抽真空裝置的安裝高程在允許的情況下應(yīng)盡量降低，尤其是循環(huán)水箱，有利于抽出的氣和水的排出。庫(kù)岸密封系統(tǒng)和抽氣系統(tǒng)安裝結(jié)構(gòu)示意如圖2所示。本發(fā)明所述主管為076mmPVC管，濾管為管璧上分布均勻的Φ5πιπι孔洞的 0 76mmPVC管，外裹反濾土工布，或?yàn)棣?6mm的透水波紋軟管，能夠承受的壓力不應(yīng)小于 400kPa ；所述膜下壓力自動(dòng)監(jiān)測(cè)和真空泵開啟和關(guān)閉的自動(dòng)控制系統(tǒng)中壓力監(jiān)測(cè)設(shè)施為鋼弦式壓力計(jì)及其自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，真空泵開啟和關(guān)閉設(shè)施為根據(jù)膜下壓力監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行控制的自動(dòng)控制設(shè)施；所述真空泵為射流真空泵，其泵后空載真空度不小于96kPa。本發(fā)明利用抽真空技術(shù)的主動(dòng)減壓特點(diǎn)，采用成熟的抽真空的成套技術(shù)裝置，設(shè)計(jì)了包括膜下壓力自動(dòng)監(jiān)測(cè)和報(bào)警技術(shù)，根據(jù)膜下壓力的真空泵開啟和關(guān)閉的自動(dòng)控制技術(shù)、真空壓力傳遞裝置、庫(kù)岸密封系統(tǒng)和抽氣系統(tǒng)，形成一套平原水庫(kù)庫(kù)底土工膜防滲技術(shù)的膜下反壓主動(dòng)減壓裝置，本發(fā)明裝置及技術(shù)可以較好地保護(hù)平原水庫(kù)庫(kù)底土工膜防滲體的完整，使其防滲功能得到良好的發(fā)揮。本發(fā)明針對(duì)目前平原水庫(kù)庫(kù)底土工膜防滲體存在的上述不足，發(fā)明一種利用庫(kù)底膜下排水管裝置改裝成排水濾管，并通過主管連接在庫(kù)岸的抽真空裝置上，配以適當(dāng)?shù)哪は聣毫ψ詣?dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)施，根據(jù)監(jiān)測(cè)到的膜下反壓情況，自動(dòng)開啟抽真空裝置，以抽真空技術(shù)主動(dòng)對(duì)膜下壓力進(jìn)行減壓，排出形成壓力的氣和水，該裝置既能消除膜下反壓，又使庫(kù)底土工膜防滲體的完整性得到充分保護(hù)。本發(fā)明具有以下效果結(jié)合土工膜庫(kù)底防滲工程特點(diǎn)，采用現(xiàn)有成熟的抽真空技術(shù)，并對(duì)其進(jìn)行改造，利用其主動(dòng)減壓特點(diǎn)，主動(dòng)減小平原水庫(kù)庫(kù)底土工膜防滲體膜下反壓壓力，可以更好地保護(hù)平原水庫(kù)庫(kù)底土工膜防滲體的完整，同時(shí)可以降低工程造價(jià)和工程維護(hù)費(fèi)用，為平原水庫(kù)建設(shè)提供一種具有良好經(jīng)濟(jì)效益的新技術(shù)；拓展了抽真空技術(shù)在水利和巖土工程的應(yīng)用領(lǐng)域。


圖1-1、圖1-2分別是膜下主管和濾管布置型式結(jié)構(gòu)示意圖圖1-1的吸水管為條狀分布、圖1-2的吸水管為為梳子狀分布；
圖2、是本發(fā)明的庫(kù)岸密封系統(tǒng)和抽氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)例。實(shí)施例1
如圖1、圖2所示，平原水庫(kù)庫(kù)底土工膜防滲技術(shù)的膜下反壓主動(dòng)減壓裝置，它包含以下步驟
1、鋪設(shè)膜下主管、濾管管網(wǎng)。主管1、濾管2均為076mmPVC管，濾管上分布均勻的 Φ5mm孔洞以利吸氣、吸水，濾管外包裹針刺無紡?fù)凉げ?，主管和濾管一起構(gòu)成真空預(yù)壓法中吸水管，主管和濾管的加長(zhǎng)連接接頭均采用螺紋鋼絲橡膠軟管制成的兩通接頭連接，長(zhǎng)度在300mm左右，兩通接頭采用的螺紋鋼絲橡膠軟管應(yīng)能適應(yīng)地面的不均勻變形情況，連接處必須密封，同時(shí)用10號(hào)或12號(hào)鐵絲扎牢；主管和濾管相互連接應(yīng)采用三通和四通連接，三通和四通均用76mm鋼管制成，三通和四通與各管的連接應(yīng)由兩通接頭連接。主管和濾管布置型式采用條狀、梳子狀或其它合適的形狀，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示；圖中，出膜 Π 3。圖2中，上游壩坡4，土工膜5，兩布一膜6，壩頂7，庫(kù)岸密封體8，排水溝9，抽真空裝置10，下游壩坡11。2、安裝膜下壓力自動(dòng)監(jiān)測(cè)和真空泵開啟和關(guān)閉的自動(dòng)控制系統(tǒng)，以庫(kù)底中心點(diǎn)為基點(diǎn)，設(shè)置相互垂直的兩條或多條壓力監(jiān)測(cè)基線，每條監(jiān)測(cè)基線按500 1000m/l個(gè)壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置膜下壓力監(jiān)測(cè)設(shè)施。采用高精度壓力計(jì)及其自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行膜下壓力自動(dòng)監(jiān)測(cè)，根據(jù)膜下壓力自動(dòng)監(jiān)測(cè)結(jié)果自動(dòng)對(duì)真空泵進(jìn)行開啟和關(guān)閉進(jìn)行智能控制；
3、鋪設(shè)庫(kù)底防滲土工膜，攤鋪土工膜上壓重鋪蓋土層；
4、安裝庫(kù)岸密封系統(tǒng)，庫(kù)岸密封系統(tǒng)由雙層針刺無紡?fù)凉げ己头罎B土工膜以及庫(kù)岸密封體組成，主管穿過密封體沿壩頂挖溝引入壩坡下游側(cè)排水溝處，如圖2所示；
5、安裝抽氣系統(tǒng)，抽氣系統(tǒng)采用抽真空裝置，抽真空裝置由離心泵，射流真空腔和循環(huán)水箱組成。抽真空裝置按設(shè)計(jì)位置布置安裝在排水溝內(nèi)，整個(gè)抽真空裝置的安裝高程在允許的情況下應(yīng)盡量降低，尤其是循環(huán)水箱，有利于抽出水的排出。庫(kù)岸密封系統(tǒng)和抽氣系統(tǒng)安裝結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。實(shí)施例2:
與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于膜下濾管改為Φ76πιπι的透水波紋軟管，主管和濾管連接的四通、三通為U-PVC四通、三通。
權(quán)利要求
1.一種平原水庫(kù)庫(kù)底防滲土工膜的膜下反壓的減壓裝置，在水庫(kù)庫(kù)底土工膜下面設(shè)有減壓管網(wǎng)，其特征在于，該減壓管網(wǎng)由主管與濾管連接組成，所述濾管的管管璧上設(shè)置有吸水孔；所述的主管與抽真空裝置連接；該抽真空裝置由離心泵、射流真空腔和循環(huán)水箱組成，并設(shè)置在庫(kù)岸上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平原水庫(kù)庫(kù)底防滲土工膜的膜下反壓的減壓裝置，其特征在于，在所述膜下反壓的減壓裝置中還設(shè)有膜下壓力自動(dòng)監(jiān)測(cè)和真空泵開啟和關(guān)閉的自動(dòng)控制系統(tǒng)，該自動(dòng)控制系統(tǒng)中設(shè)有膜下壓力傳感器，所述膜下壓力傳感器的輸出接自動(dòng)控制系統(tǒng)的電腦，該電腦控制所述真空泵的開啟和關(guān)閉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平原水庫(kù)庫(kù)底防滲土工膜的膜下反壓的減壓裝置，其特征在于，所述濾管管璧上吸水孔的設(shè)置，采用以下方式濾管上分布均勻的Φ5πιπΓΦ6πιπι孔洞，濾管外包裹反濾土工布。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平原水庫(kù)庫(kù)底防滲土工膜的膜下反壓的減壓裝置，其特征在于，所述主管和濾管的布置型式，采用條狀、梳子狀或其它合適的形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平原水庫(kù)庫(kù)底防滲土工膜的膜下反壓的減壓裝置，其特征在于，主管和濾管的加長(zhǎng)連接接頭均采用螺紋鋼絲橡膠軟管制成的兩通接頭連接，長(zhǎng)度在 300mm左右，兩通接頭采用的螺紋鋼絲橡膠軟管應(yīng)能適應(yīng)地面的不均勻變形情況，連接處必須密封，同時(shí)用10號(hào)或12號(hào)鐵絲扎牢；主管和濾管相互連接應(yīng)采用三通和四通連接，三通和四通均用76mm鋼管或U-PVC管制成，三通和四通與各管的連接應(yīng)由兩通接頭連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平原水庫(kù)庫(kù)底防滲土工膜的膜下反壓的減壓裝置，其特征在于，所述的自動(dòng)控制系統(tǒng)中設(shè)有存儲(chǔ)器和信息傳送機(jī)構(gòu)，系統(tǒng)自動(dòng)保存膜下壓力監(jiān)測(cè)結(jié)果和真空泵開啟狀態(tài)信息并可采用GSM手機(jī)短信方式發(fā)送到水庫(kù)管理部門。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平原水庫(kù)庫(kù)底防滲土工膜的膜下反壓的減壓裝置，其特征在于，所述的抽真空裝置設(shè)置在庫(kù)岸密封系統(tǒng)中，該庫(kù)岸密封系統(tǒng)由雙層針刺無紡?fù)凉げ己头罎B土工膜以及密封體組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平原水庫(kù)庫(kù)底防滲土工膜的膜下反壓的減壓裝置，其特征在于，所述的抽真空裝置按設(shè)計(jì)位置布置安裝在排水溝內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求廣8之一所述的平原水庫(kù)庫(kù)底防滲土工膜的膜下反壓的減壓裝置， 其特征在于，抽真空裝置設(shè)置數(shù)量按8000 10000m2/l套抽真空裝置的原則進(jìn)行設(shè)置。
全文摘要
平原水庫(kù)庫(kù)底防滲土工膜的膜下反壓的減壓裝置，在水庫(kù)庫(kù)底土工膜下面設(shè)有減壓管網(wǎng)，特征是，減壓管網(wǎng)由主管與濾管連接組成，濾管的管管璧上設(shè)置有吸水孔；主管與抽真空裝置連接；抽真空裝置由離心泵、射流真空腔和循環(huán)水箱組成，并設(shè)置在庫(kù)岸上。優(yōu)化方案中還設(shè)有膜下壓力自動(dòng)監(jiān)測(cè)和真空泵開啟和關(guān)閉的自動(dòng)控制系統(tǒng)，該自動(dòng)控制系統(tǒng)中設(shè)有膜下壓力傳感器，膜下壓力傳感器的輸出接自動(dòng)控制系統(tǒng)的電腦，電腦控制真空泵的開啟和關(guān)閉。本發(fā)明可以更好地保護(hù)平原水庫(kù)庫(kù)底土工膜防滲體的完整，同時(shí)可以降低工程造價(jià)和工程維護(hù)費(fèi)用，為平原水庫(kù)建設(shè)提供一種具有良好經(jīng)濟(jì)效益的新技術(shù)；拓展了抽真空技術(shù)在水利和巖土工程的應(yīng)用領(lǐng)域。
文檔編號(hào)E02B3/16GK102535399SQ20121007395
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月20日
發(fā)明者何寧, 何斌, 婁斌, 婁炎, 李登華, 汪璋淳, 王國(guó)利, 錢亞俊 申請(qǐng)人:水利部交通運(yùn)輸部國(guó)家能源局南京水利科學(xué)研究院