CN108755615A - 一种地下水库半圆弧旋转闸门井 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种地下水库半圆弧旋转闸门井,其特征在于:该地下水库半圆弧旋转闸门井由水泥灌浆坝体(1)、粘土井(2)及旋转式闸门井(3)组成,在两侧水泥灌浆坝体(1)中间,按一定间隔设置粘土井(2),在各粘土井(2)间的间隔处设置闸门井(3),闸门井(3)内设置半圆弧旋转闸门(4),半圆弧旋转闸门(4)两侧的粘土井(2)上相对设有有圆弧面(8),圆弧面(8)与半圆弧旋转闸门(4)相吻合,且半圆弧旋转闸门(4)能沿圆弧面(8)转动。本发明可有效拦蓄库区内地下水体的基础上,若需排出库区内水体,可通过闸门井控制达到目的。
Description
技术领域
本发明属水文地质、地下水科学领域,尤其涉及一种地下水库半圆弧旋转闸门井,地下水库是一种水文地质与地下水资源领域中的重要水利工程措施,传统的地下水库坝体虽然能起到有效的拦蓄截流作用,在坝前形成地下水库,但是坝体一旦建成,就会形成永久的不透水墙体,若地下水库中水体一旦出现污染等问题,就需要可人工控制的地下水库闸门,可同时保障地下水库水体的水量和水质问题。
背景技术
地下水库按工程构筑形式可分为有坝、无坝和混合类型三种。在无完整的隔水边界的储水构造时,需建设拦截地下径流的地下坝体作为地下水库的隔水边界,阻止了地下水库库区内的地下径流的外泄和库区外地下径流的入侵(如海水入侵)。地下水坝体作为地下工程,早期的主要施工方法有:明挖施工法、钢板桩法、排列桩法等。在1976年,日本提出SMW工法连续墙技术,并在世界各国广泛应用。该方法是利用专门的多轴搅拌就地钻进切削土体,同时在钻头端将水泥浆液注入土体,经充分搅拌混合后,在水泥土混合未固结前再将H型钢插入搅拌桩体内,形成具有一定强度和刚度的、连续完整无接缝的地下连续墙体。但经验表明,深度超过40m的井孔约有20%井孔比率需要调整,深度越大,需要调整的井孔比率也越大。在我国,高压喷射灌浆技术应用范围较广,采用钻孔将装有特制合金喷嘴的灌浆管下到预定位置,用高压泥浆泵将泥液喷射出来,使土粒在喷射流束作用下,与泥液搅拌混合,形成固结体。上述方法形成的连续坝体,可有效的控制库区内外的水力联系。本发明提出地下水库闸门设计方案,在有效拦蓄库区内地下水体的基础上,若需排出库区内水体,可通过闸门井控制达到目的。
发明内容
目前传统的地下坝体多采用灌浆帷幕、筑坝等方法,可截断地下潜流,坝体一旦建成,就形成地下水库的永久性不透水边界,可有效的储存地下水资源,但除了水量,环境因素也是决定地下水库兴利与否的关键,一方面,库区水体一旦受到污染,不能得到有效控制,被污染的地下水库就失去了他的意义,另一方面,建立地下水库后若水位过高,会对库区内生物的生长也产生不利影响。综合考虑以上问题,本发明提出可操作性强的一种地下水库半圆弧旋转闸门井,实现本发明所采取的技术方案是:一种地下水库半圆弧旋转闸门井,由水泥灌浆坝体、粘土井及旋转式闸门井组成,所述水泥灌浆坝体是通过灌浆井,按一定角度(保障各灌浆井间坝体的连续性)向两端进行高压喷射灌浆,在各灌浆井之间形成地下坝体,在两侧水泥灌浆坝体中间,按一定间隔设置粘土井,所述粘土井是井中注入粘土到井口,使井中原地层中可透水的砂层都被粘土所替代,充分起到隔水的效果,粘土井2的井壁上仍设有可透水的砂层段,但此时在各粘土井间的间隔处,水流是能够通过,在各粘土井之间设置闸门井,闸门井内设置半圆弧旋转闸门,半圆弧旋转闸门两侧的粘土井上相对设有有圆弧面,圆弧面与半圆弧旋转闸门相吻合,且半圆弧旋转闸门能沿圆弧面转动。
本发明提出地下水库闸门设计方案,在有效拦蓄库区内地下水体的基础上,若需排出库区内水体,可通过闸门井控制达到目的。
附图说明
图1是本发明地下水库闸门平面布置图;
图2是本发明 粘土井平面布置示意图;
图3是本发明闸门井工作原理剖面图;
图4 是本发明水流方向闸门井关闭状态工作原理剖面图;
图5 是本发明水流方向闸门井开启状态工作原理剖面图。
图中,1、水泥灌浆坝体,2、粘土井,3、旋转式闸门井, 4、半圆弧旋转闸门,5、粘土,6、水流流入的方向,7、灌浆井,8、圆弧面,9、可透水的沙层段。
具体实施方式
参照附图,一种地下水库半圆弧旋转闸门井,由水泥灌浆坝体1、粘土井2及旋转式闸门井3组成,所述水泥灌浆坝体1是通过灌浆井7,按一定角度向两端进行高压喷射灌浆,在各灌浆井7之间形成地下的水泥灌浆坝体1,在两侧水泥灌浆坝体1中间,按一定间隔设置粘土井2,所述粘土井2是井中注入粘土5到井口,使井中原地层中可透水的砂层都被粘土5所替代,充分起到隔水的效果,粘土井2的井壁上仍设有可透水的砂层段9,但此时在各粘土井2间的间隔处,水流是能够通过,在各粘土井2间的间隔处设置闸门井3,闸门井3内设置半圆弧旋转闸门4,半圆弧旋转闸门4两侧的粘土井2上相对设有有圆弧面8,圆弧面8与半圆弧旋转闸门4相吻合,且半圆弧旋转闸门4能沿圆弧面8转动。
本发明是在拟建坝址两端,通过灌浆井7,按一定角度(保障各灌浆井间坝体的连续性)向两端进行高压喷射灌浆,在各灌浆井7之间形成水泥灌浆坝体1,即不透水墙体,作为地下水库的隔水边界,有效阻止该处地下水库内外的水力联系。在两端水泥灌浆坝体1中间,根据实际情况,预留一部分空间作为闸门的主体部分。主要包括两部分,首先是粘土井2,按一定间隔进行钻探并成井,通过向井中注入粘土到井口,使原地层中可透水的砂层都被粘土所替代,充分起到隔水的效果。但此时在各粘土井间的间隔处,水流是可以通过的。第二部分是在粘土井2之间,设置闸门井3,闸门井3工作原理剖面图如图3所示,图中4为半圆弧旋转闸门,5表示被粘土替换的砂层位置,6表示水流流入的方向,9是可透水的沙层段。图4、图5为水流方向闸门井关闭、开启不同状态下工作原理剖面图。图4、图5中2为粘土井,4为半圆弧旋转闸门。
本发明的工作原理如下:
为在井中可透水的砂层位置放入带有旋转功能半圆弧钢板闸门4。在闸门关闭状态下,如图4所示,半圆弧旋转闸门4旋转至含水砂层位置,使其封闭闸门井3中砂层段,可透水的砂层处被半圆弧闸门4封闭,成功阻断地下水库区内外水体的水力联系。在半圆弧闸门4开启状态下,如图5所示当半圆弧旋转闸门4旋转至两侧粘土井位置时,半圆弧旋转闸门4打开联通通道,地下水库区内外水体的发生水力联系。6表示地下水流动方向,因为各井间可能会存在一定距离,会有极少水流通过,但不足以影响地下水库的水量和水质要求。
Claims (1)
1.一种地下水库半圆弧旋转闸门井,其特征在于:该地下水库半圆弧旋转闸门井由水泥灌浆坝体(1)、粘土井(2)及旋转式闸门井(3)组成,所述水泥灌浆坝体(1)是通过灌浆井(7),按一定角度向两端进行高压喷射灌浆,在各灌浆井(7)之间形成地下的水泥灌浆坝体(1),在两侧水泥灌浆坝体(1)中间,按一定间隔设置粘土井(2),所述粘土井(2)是井中注入粘土(5)到井口,使井中原地层中可透水的砂层都被粘土(5)所替代,充分起到隔水的效果,粘土井(2)的井壁上仍设有可透水的砂层段(9),在各粘土井(2)间的间隔处设置闸门井(3), 闸门井(3)内设置半圆弧旋转闸门(4),半圆弧旋转闸门(4)两侧的粘土井(2)上相对设有有圆弧面(8),圆弧面(8)与半圆弧旋转闸门(4)相吻合,且半圆弧旋转闸门(4)能沿圆弧面(8)转动。
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姚登峰: "高压灌浆结合粘土井柱在土坝加固中的应用", 安徽水利水电职业技术学院学报, vol. 10, no. 3, pages 53 - 55 * |
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