[发明专利]水库分层取水头部的施工工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水库取水技术领域，具体地说是一种水库分层取水头部的施工工艺方法。

背景技术

众所周知，为综合利用水资源而兴建水库，形成了相对静止的人工湖。在太阳辐射和水的理化特性的影响下，形成了一种与天然河流不同的水域环境，从而给水库周围的工农业生产及人民生活与健康带来种种影响，其中水库水质问题是重要方面，它主要包括水温变化，浊水长期化和富营养化三个方面。

在水质变化中，水温是主要因素。水库是个热容量很大的水体，在当地气象、水文及水库运行方式影响下，使深水水库的垂直水温分布随季节变化。在初春至夏末一段时间内，水库面层温度高，深层温度低，沿水深方向形成较大的温度梯度，使水体相应呈现较大的密度梯度。温度高密度小比重小，反之密度大比重大。比重大的低温水沉入下层，而比重小的高温水浮在上层。暖表层和冷底层的形成限制水库中溶解氧的传递，因此不同水深处的不同水温的水质不同，即出现不同水质的水呈水平分层分布。为了满足供水部门对供水水库不同水质的要求，美国和日本分别在上世纪三四十年代便开始研究分层取水问题，而我国是从上世纪六十年代才开始认识到这个问题。

将水库深层取水改为分层取水，是解决水质问题的重要措施之一。目前，国内对分层取水的研究，主要用于农田灌溉、生态、下游水产养殖、旅游和改善环境等，但取水的方式各不相同。而做为城市给水，采用选层取水在我国尚无先例。城市输水工程，工程主要由取水头部、输水隧洞、输水管线、加压泵站、配水站、稳压塔等建筑物组成，由此可见，水库内的取水头部是城市输水工程最重要的环节。

发明内容

本发明的目的是在已经形成水库的基础上提供一种水库分层取水头部的施工工艺方法。

本发明的目的是这样实现的：

①、选择在已建成水库临水面较陡的山体处，在该处的水库岸坡面上设置施工岩坎或围堰挡水，在岩坎或围堰后旱地条件下，向下分层挖掘取水竖井坑，每层挖掘完成后的边坡进行必要的喷锚处理，该竖井坑的深度要低于水库最低取水层的水平面2～5米，同时在井坑的底部锚喷混凝土层；

②、实施钢筋混凝土竖井工程：绑扎钢筋，分层浇筑混凝土，每层高度在2～4米，直至竖井混凝土全部浇筑完成，安装全部闸门；

③、落闸挡水，拆除水上岩坎或围堰，闸门前充水；

④、在所完成竖井的临水侧的外围设置有一在爆破作业时对竖井及闸门进行安全防护的气泡帷幕装置；

⑤、实施竖井前水下岩体开挖工程：水下施工采用浮船法，水上定位后实施爆破，根据地质条件，分层按梯段进行岩体开挖，在保证已成竖井闸门及周边建筑物安全的情况下，合理选择爆破参数及毫秒延时技术，实施水下爆破，梯段深度控制在3～4米范围内，实施水下出渣，水下施工利用浮船及钉爬或抓斗出渣，直至水下岩体挖掘全部完成，实施底部及边坡检验。

本发明所采用的竖井坑呈梯形结构，这样结构稳固，便于施工。

每层挖掘深度为2～4米，这样便于对边坡进行喷锚处理。

挖掘竖井坑的范围要大于取水侧竖井边缘的2～4米。

根据竖井坑底部岩层的地质结构，如果该处岩层完整且坚固，则不需要锚喷混凝土层；如果该处岩层相对破碎、完整性差，则在竖井坑底部增设锚喷混凝土层。

上述的气泡帷幕装置为在竖井上全部闸门前部与爆破作业区之间的底部，设置有一通气管槽，在通气管槽的管槽体上设有至少两排均匀分布的排气小孔；该金属通气管槽通过软管与外部空压机相连通，而金属通气管槽端部则密封。爆破前，将启动空压机，则空压机输出的压缩空气经软管、金属管束及通气孔形成气泡层上升，从而在竖井上全部闸门与爆破作业区之间形成气泡帷幕；在爆破发生时，气泡帷幕将减弱对全部闸门及竖井冲击波。

本发明具有如下优点：

1、本发明在已成水库中建设取水口，取水方式为选分层取水，从而减少了水处理费用。

2、本发明在取水口处采用了竖井及水下明开前庭的施工方法。

3、水下施工采取控制延时毫秒爆破技术，并对临近建筑物及工程竖井新浇混凝土及闸门采取气泡帷幕减震防护措施，使得临近建筑物及竖井等不受任何破坏。

4、竖井施工及前庭采用了喷锚加固技术，从而保证了工程顺利施工及工程质量。

附图说明

图1是本发明的分层取水竖井剖面图。

图2是本发明的取水口平面布置简图；

图3是本发明的洞轴线两侧竖井开挖边坡示意简图；

图4是本发明的迎水侧竖井开挖边坡示意简图；

图5是本发明的边坡喷砼受力图(kN/m)；

图6是本发明的边坡喷砼受力图(kN/m)；