一種巖溶水導水裝置及導水方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種建筑工程產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，具體涉及一種巖溶水導水裝置及導水方法。
【背景技術(shù)】
[0002]大型地下溶洞在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事上有廣泛用途。巖溶區(qū)，地表徑流少，而地下水十分豐富，是理想的供水水源。華北的許多地區(qū)，巖溶水已成為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要水源。
[0003]我國石灰?guī)r分布廣泛，巖溶區(qū)的奇峰異洞與大泉，是寶貴的旅游資源。濟南泉城世界著名，孕育滋養(yǎng)了文明與發(fā)展；山西自北向南沿太行山脈的名泉有晉祠泉，娘關(guān)泉，洪山泉等，是山西盆地的工農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要支柱；廣西桂林山水甲天下，奇特巖溶景觀；云南的路南石林，壯觀與氣勢，讓游人流連忘返。
[0004]巖溶威脅采礦安全、增大采礦成本，水量大，分布不均勻，蓄水、飲水工程的滲漏給修建水利工程帶來復雜的問題。巖溶區(qū)的漏斗、落水洞、溶洞、溶蝕裂隙等，?？蓪е碌鼗?、水庫滲漏、巖溶涌水等危害，在基本建設(shè)中，地下施工、隧道施工困難重重，國內(nèi)各工程實例中為保證地下工程的施工質(zhì)量，使得結(jié)構(gòu)的承載力和變形能滿足要求，對于巖溶工程地質(zhì)問題的處理主要有清除填堵法、梁跨越法、強夯法、灌注法、深基礎(chǔ)法、旋噴加固法等等。這些方法的目的是對周圍的巖溶硐室進行封閉、加固處理，降低建成后運營風險，結(jié)果不僅造成了工程材料的大量浪費，而且阻礙了溶洞、土洞進一步發(fā)展，隔斷巖溶水上下游之間聯(lián)系，還給巖溶水本身造成了一定的破壞和污染。
[0005]進入21世紀，建筑工業(yè)化是建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢，地上建筑產(chǎn)業(yè)化發(fā)展已經(jīng)取得了很大進步；地下建筑產(chǎn)業(yè)化由于巖土體地層差異性較大，受力機理不明確等因素，發(fā)展進度緩慢。
[0006]因此，在推動地下建筑產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的基礎(chǔ)上，解決地下工程巖溶地質(zhì)問題，保證其利用價值和優(yōu)勢發(fā)揮，是目前建筑業(yè)亟需解決的一個難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種預(yù)制組裝的巖溶水導水裝置及導水方法。
[0008]為了達成上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0009]一種巖溶水導水裝置，包括集水機構(gòu)、導水機構(gòu)和排水機構(gòu)，集水機構(gòu)設(shè)置在地下建筑物的一側(cè)，導水機構(gòu)的一端與集水機構(gòu)相連通，另一端與排水機構(gòu)相連通，導水機構(gòu)設(shè)置在地下建筑物的下方，排水機構(gòu)設(shè)置在巖溶水通道下游。
[0010]進一步地，集水機構(gòu)豎直設(shè)置在地下建筑物的一側(cè)，集水機構(gòu)頂端設(shè)置在巖溶水包氣帶和季節(jié)變化帶之間，其底端與所述導水機構(gòu)的底端相平齊。
[0011]進一步地，導水機構(gòu)水平設(shè)置在地下建筑物的下方。
[0012]進一步地，排水機構(gòu)豎直設(shè)置在地下建筑物另一側(cè)的下方，排水機構(gòu)設(shè)置在巖溶水季節(jié)變化帶和飽水帶之間。
[0013]進一步地，排水機構(gòu)的頂端與所述導水機構(gòu)的頂端相平齊。
[0014]進一步地，集水機構(gòu)的頂端設(shè)有開口，側(cè)壁上開設(shè)有集水孔，底端封閉，內(nèi)部填充有石灰?guī)r塊。
[0015]進一步地，排水機構(gòu)的頂端設(shè)有開口，側(cè)壁上開設(shè)有排水孔，底端封閉，內(nèi)部填充有石灰?guī)r塊。
[0016]進一步地，導水機構(gòu)包括多個混凝土管單元，多個混凝土管單元依次串聯(lián)組裝，每個混凝土管單元的左右兩端開口，一端有凹形企口，另一端有凸形企口，其側(cè)壁上開設(shè)進水孔，在導水機構(gòu)內(nèi)部填充有石灰?guī)r塊。
[0017]進一步地，在所述導水機構(gòu)、集水機構(gòu)和排水機構(gòu)的外圍設(shè)置有反濾層。
[0018]本發(fā)明的工作原理是:在地下建筑物臨近巖溶水通道上游，其側(cè)壁外設(shè)定距離設(shè)置集水機構(gòu)，通過集水機構(gòu)匯聚巖溶水，并將其引入到距離地下建筑物底部設(shè)定距離的導水機構(gòu)內(nèi)導流，最后匯聚到地下建筑物臨近巖溶水通道下游、從地下建筑物另一側(cè)下方的排水機構(gòu)內(nèi)排出，有效地將巖溶水避開了地下建筑物。
[0019]巖溶水導水裝置的導水方法，具體步驟如下:
[0020]I)工廠預(yù)制頂端開口，側(cè)壁上設(shè)有集水孔的集水機構(gòu)，工廠預(yù)制頂端開口，側(cè)壁上設(shè)有排水孔的排水機構(gòu)；工廠預(yù)制多個側(cè)壁上設(shè)有進水孔的混凝土管單元；
[0021]2)在地下建筑物施工之前，根據(jù)地下建筑物的設(shè)置位置，在其一側(cè)的下方在巖溶水季節(jié)變化帶和飽水帶之間設(shè)置排水機構(gòu)；
[0022]3)排水機構(gòu)的頂端一側(cè)連接混凝土管單元，多個混凝土管單元依次連接，最后一個混凝土管單元的末端設(shè)置在地下建筑物的另一側(cè)壁下方；
[0023]4)在最后一個混凝土管單元的末端連接集水機構(gòu)，集水機構(gòu)的頂部設(shè)置在巖溶水包氣帶和季節(jié)變化帶之間。
[0024]本發(fā)明的有益效果是:
[0025]I)本發(fā)明創(chuàng)造設(shè)計簡單，施工控制方便，充分利用了地形和巖溶水天然通道，易于大面積推廣應(yīng)用；
[0026]2)本發(fā)明創(chuàng)造可以有效解決地下建筑物開挖期間巖溶地質(zhì)問題，降低運營期間巖溶水對地下建筑物側(cè)壁沖擊、侵蝕作用；保證巖溶水上下游之間聯(lián)系，經(jīng)濟效益和社會效益明顯；
[0027]3)通過將集水機構(gòu)設(shè)置在地下建筑物的一側(cè)，有效地攔截巖溶水上游的水，通過與集水機構(gòu)相連通的導水機構(gòu)進行導水，排水機構(gòu)將導水機構(gòu)內(nèi)的水成功導入到巖溶水下游，節(jié)省了抽取這個水的能源，實現(xiàn)高效導水；
[0028]4)集水機構(gòu)、導水機構(gòu)及排水機構(gòu)采用預(yù)制鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，均為工廠預(yù)制，現(xiàn)場組裝，制作尺寸標準化、精確化，質(zhì)量易于保證；內(nèi)部填充石灰?guī)r塊，取材方便。整體裝置利于推動地下工程產(chǎn)業(yè)化模式發(fā)展；
[0029]5)通過整個裝置的設(shè)計，不需要將巖溶水提升到地面，不會破壞巖溶水通道結(jié)構(gòu)，將對巖溶水的污染降到了最低。
【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明創(chuàng)造實施橫剖面示意圖；
[0031]圖2為預(yù)制組裝式巖溶水導水裝置示意圖；
[0032]圖3為預(yù)制混凝土管單元示意圖。
[0033]其中，I一集水機構(gòu)；2—導水機構(gòu)；3—排水機構(gòu)；4一集水孔；5—進水孔；6—排水孔；7—凹形企口 ；8—凸形企口，9一地下建筑物，10—包氣帶，11 一季節(jié)變化帶，12—飽水帶。
【具體實施方式】
[0034]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述。
[0035]實施例1
[0036]如圖1-3所示，一種巖溶水導水裝置，包括集水機構(gòu)1、導水機構(gòu)2和排水機構(gòu)3，集水機構(gòu)I豎直設(shè)置在地下建筑物9的一側(cè)，或者，集水機構(gòu)相對水平方向向遠離地下建筑物方向傾斜0°?15°，其頂端設(shè)置在巖溶水包氣帶10和季節(jié)變化帶11之間，其底端與所述導水機構(gòu)的底端相平齊，導水機構(gòu)的一端與集水機構(gòu)相連通，另一端與排水機構(gòu)相連通，導水機構(gòu)2水平設(shè)置在地下建筑物的下方，排水機構(gòu)豎直設(shè)置在巖溶水通道下游，或者，排水機構(gòu)相對水平方向傾斜向遠離導水機構(gòu)方向傾斜0°?15° ;排水機構(gòu)3豎直設(shè)置在地下建筑物9另一側(cè)的下方，其設(shè)置在巖溶水季節(jié)變化帶11和飽水帶12之間。
[0037]排水機構(gòu)3的頂端與所述導水機構(gòu)2的頂端相平齊。
[0038]集水機構(gòu)I的頂端設(shè)有開口，側(cè)壁上開設(shè)有集水孔4，底端封閉，內(nèi)部填充有石灰?guī)r塊，包氣帶內(nèi)巖溶水垂直向下運動，滲入集水機構(gòu)，季節(jié)變化帶11內(nèi)巖溶水水平運動，滲入集水機構(gòu)；巖溶水垂直和水平運動向集水裝置底部匯聚。
[0039]導水機構(gòu)2距離地下建筑物底部設(shè)定的距離，與地下建筑物平行布置，其包括多個混凝土管單元，多個混凝土管單元依次串聯(lián)組裝，每個混凝土管單元的左右兩端開口，一端有凹形企口 7，另一端有凸形企口 8，凹凸企口的尺寸相匹配，其側(cè)壁上開設(shè)進水孔5，進水孔沿著混凝土管單元的軸方向設(shè)置，進水孔為長方形。在導水機構(gòu)內(nèi)部填充有石灰?guī)r塊，集水機構(gòu)內(nèi)匯聚巖溶水進入導水機構(gòu)導流，飽水帶內(nèi)承壓巖溶水向上滲入導水機構(gòu)導流。
[0040]排水機構(gòu)3的頂端設(shè)有開口，側(cè)壁上開設(shè)有排水孔6，底端封閉，內(nèi)部填充有石灰?guī)r塊，導水機構(gòu)內(nèi)巖溶水導流進入排水機構(gòu)匯聚，最后排入季節(jié)變化帶和飽水帶。
[0041]在導水機構(gòu)2、集水機構(gòu)I和排水機構(gòu)3的外圍均設(shè)置有反濾層，反濾層首選反濾土工布，其作用是防止在滲透壓力下細小顆粒流