CN102839629A - 一种扰动河床防渗治理的方法及结构 - Google Patents

Abstract

本发明属于矿山领域，涉及河床防渗治理结构。防渗治理结构主要是在受扰动的河床上设置四元防渗结构，自下而上分四层，依次铺设：河床加固层、防渗垫层、防渗层及防渗保护层。该设计充分考虑了工程地质、环境特征以及复合土工膜的技术特点，使得扰动河床防渗治理效果好，治理成本更低。

Description

一种扰动河床防渗治理的方法及结构

技术领域

本发明属于矿山领域，涉及河床防渗治理方法，特别涉及一种用于矿山开采后扰动河床的四元防渗方法及结构。

 

背景技术

当要进行“三下”开采时，由于矿山开采所扰动的地层和地表塌陷影响范围将波及到河流流域，工作面开采形成的导水裂隙带和地表塌陷会导致河水倒灌到井下，给工作面生产和安全构成严重威胁，因此需要对扰动河床进行防渗治理工程。目前主要采取的河流防渗措施有人工引渠防渗、防渗膜防渗、注浆防渗、新型信息化防渗、帷幕灌浆、砌石防渗、沥青材料防渗、水泥土防渗、铺设排水管材防渗等。这些防渗方法虽然都能取得一定的防渗效果，但各有利弊，它们仅仅考虑了方法本身的防渗性能，而较少地考虑材料本身的受力及材料的腐蚀保护性问题，因此当河床底部受拉力产生裂缝的情况下，上述方法的防渗效果不佳，并且治理成本较高。

 

发明内容

本发明的目的是为了解决扰动河床防渗问题，提供一种以利用防渗膜为主的四元结构防渗结构及方法。

本发明提供一种用于扰动河床防渗治理的结构，该结构自下而上分四层，依次为：河床加固层、防渗垫层、防渗层、防渗保护层；

所述河床加固层，是通过河床的加固，限制河床因地下采动引起的变形，保证河床的整体性；

所述防渗垫层，位于所述防渗层下侧，可以防止下部破坏物对防渗层的损伤，同时可吸收部分河床局部变形，保证河床的整体性；

所述防渗层，其中防渗膜采用高强防渗土工膜，作为防渗结构的关键层，高强防渗土工膜除了具有防渗功能外，还需具有足够的厚度、强度、耐寒、耐热及耐紫外线老化性能；

所述防渗保护层，位于防渗层上侧，防止防渗层直接与水面接触，有固定防渗层、保护防渗层的功能，同时还起到维护河床生态的效果。

进一步地，所述防渗层中的高强防渗土工膜为“QH-120渠道布”。

进一步地，所述防渗垫层采用袋装砾石，袋装砾石长800mm，宽500mm，厚150mm，砾石袋间用细砂找平；砾石袋采用具有一定强度、抗紫外线老化和耐磨耐腐蚀的涤纶布料制做。

进一步地，所述防渗保护层采用预制混凝土方砖，方砖采用C20细石混凝土预制，内配8号铅丝，铅丝外露120mm，方砖铺装时应将露头铅丝向上弯折，避免刺穿防渗膜，方砖拼接到位后将方砖之间对应的铅丝相互连接拧紧，然后将拧紧后的铅丝接头嵌入砖缝内，缝内用粗砂填实；方砖与防渗膜之间设3mm厚泡沫塑料防护层。

进一步地，所述河床加固层采用单层双向塑料土工格栅。

本发明具有以下有益效果：（1）防渗性能好。 “QH-120渠道布具有良好的防渗性能，并且具有耐拉、耐压、耐磨、耐老化、耐腐蚀等优良特点，使其在含一定程度的矿、石等尖锐材料的物质环境仍能正常使用；（2）对防渗层保护性能好。在防渗层上、下分别有防渗保护层和防渗垫层能从各个方面对防渗层起到保护作用，避免河水的直接冲刷及沙石对其的损害；（3）可以提高河床整体性。四元结构中的河床加固层可以提高河床完整性，减少河床变形，从而使河床防渗工程事半功倍；（4）可维护性强。考虑防渗设施的长期使用要求，设计采用的“QH-120渠道布不仅具有很强的抗老化效果，同时也便于修补；（5）社会效益好。首先，四元结构本身未造成周边环境的破坏，维护了原有的生态系统；其次，施工未采用大型施工设备，不会对河道周边产生施工破坏；最后，治理施工需大量的人工投入，给周边创造了一定的就业机会，有助于维系矿群关系。

 

附图说明

图1是河道四元防渗结构横断面图；

图2是河道土工膜防渗搭接预留回折样图；

图3是河道保护层方砖铺设示意图

图4是河道保护层混凝土方砖详图。

 

具体实施方式

某矿区目前正在启动开采的3229工作面，开采后受扰动的地层和地表塌陷影响范围将波及到金沙河流域，且后续工作面开采都将在金沙河下和附近区域内进行。由于本区第四系地层较薄，大部分地层以基岩为主。工作面开采形成的导水裂隙带和地表塌陷区边缘裂缝贯通，会导致金沙河水倒灌到井下，给工作面生产和安全构成严重威胁，因此采用四元结构对金沙河进行防渗治理。

防渗结构自下而上分四层，依次为：河床加固层、防渗垫层、防渗层、防渗保护层。下面结合图1~ 4对本发明做进一步详细描述：

（1）加固层。加固层主要起加固河床，提高河床完整性功能。设计采用铺设单层双向塑料土工格栅（TGSG30-30）加固河床，提高河床的整体性。塑料土工格栅铺设工艺简单，且便于与土工膜铺设的衔接。

（2）防渗垫层。防渗工程中细砂、中砂是防渗垫层的最佳材料。然而现场无较近砂源，同时考虑本工程河道整形势必产生大量的砾石。本着就地取材，废物利用的原则。设计采用袋装砾石作为防渗垫层、保护层。袋装砾石可以防止尖锐砾石破坏防渗层，同时下部袋装砾石铺设防渗垫层便于河道成型，上部袋装砾石铺设防渗保护层增大了保护层的整体性，提高了防渗保护层的防冲刷性能。

设计袋装砾石长800mm，宽500mm，厚150mm，砾石袋间用细砂找平；砾石袋采用具有一定强度、抗紫外线老化和耐磨耐腐蚀的涤纶布料（型号：100D-150CM）制做。

其位于防渗层下侧，可以防止下部破坏物对防渗层的损伤，同时可吸收部分河床局部变形，保证河床的整体性。

（3）防渗层。采用高强防渗土工膜作为防渗膜，作为防渗结构的关键层，高强防渗土工膜除了具有防渗功能外，还需具有足够的厚度、强度、耐寒、耐热及耐紫外线老化性能。厚度为1.2mm，选定“QH-120渠道布”作为本工程的防渗层。相对普通防渗土工膜，这种材料具有耐拉、耐压、耐磨、耐老化、耐腐蚀等优良特点，使其在含一定程度的矿、石等尖锐材料的物质环境仍能正常使用。防渗膜铺设时（参见图2），应在中心部分设置350mm预留回折长度，并且在两膜连接处焊接接缝应达到100mm，以保证防渗膜的防渗效果。

（4）防渗保护层。位于防渗层上侧，防止防渗层直接与水面接触，有固定防渗层、保护防渗层的功能，同时还起到维护河床生态的效果。采用预制混凝土方砖（600mm×400mm×80mm），方砖采用C20细石混凝土预制，内配8号铅丝，铅丝外露120mm（具体配筋方式见图4（A，B，C）），方砖沿河流向依次铺设，每行方砖错开半块砖长，即300mm（参见图3），除此以外，铺装时应将露头铅丝向上弯折，避免刺穿防渗膜，方砖拼接到位后将方砖之间对应的铅丝相互连接拧紧，然后将拧紧后的铅丝接头嵌入砖缝内，缝内用粗砂填实；方砖与防渗膜之间设3mm厚泡沫塑料防护层。

（5）工程布置。四元结构防渗处理的起点位于三号井新工业场地三号桥，终点至金沙河菜籽湾桥上游30米处，全长3.2公里；同时对金沙河该段流域内的四条支流（王子良沟、朱藏沟、黑岭子沟等）局部进行防渗处理并引入主河道中。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种用于扰动河床防渗治理的结构，其特征在于：该结构自下而上分四层，依次为：河床加固层、防渗垫层、防渗层、防渗保护层；

所述河床加固层，是通过河床的加固，限制河床因地下采动引起的变形，保证河床的整体性；

所述防渗垫层，位于所述防渗层下侧，可以防止下部破坏物对防渗层的损伤，同时可吸收部分河床局部变形，保证河床的整体性；

所述防渗层，其中防渗膜采用高强防渗土工膜，作为防渗结构的关键层，高强防渗土工膜除了具有防渗功能外，还需具有足够的厚度、强度、耐寒、耐热及耐紫外线老化性能；

所述防渗保护层，位于防渗层上侧，防止防渗层直接与水面接触，有固定防渗层、保护防渗层的功能，同时还起到维护河床生态的效果。

2.如权利要求1所述的结构，其特征在于：所述防渗层中的高强防渗土工膜为“QH-120渠道布”。

3.如权利要求1或2所述的结构，其特征在于：所述防渗垫层采用袋装砾石，袋装砾石长800mm，宽500mm，厚150mm，砾石袋间用细砂找平；砾石袋采用具有一定强度、抗紫外线老化和耐磨耐腐蚀的涤纶布料制做。

4.如权利要求1或2所述的结构，其特征在于：所述防渗保护层采用预制混凝土方砖，方砖采用C20细石混凝土预制，内配8号铅丝，铅丝外露120mm，方砖铺装时应将露头铅丝向上弯折，避免刺穿防渗膜，方砖拼接到位后将方砖之间对应的铅丝相互连接拧紧，然后将拧紧后的铅丝接头嵌入砖缝内，缝内用粗砂填实；方砖与防渗膜之间设3mm厚泡沫塑料防护层。

5.如权利要求1或3所述的结构，其特征在于：所述河床加固层采用单层双向塑料土工格栅。

Images