[发明专利]一种地下水封洞库水幕系统结构动态设计方法

权利要求书

1.一种地下水封洞库水幕系统结构动态设计方法，其特征在于，按照如下步骤实现：

步骤S1：根据工程地质勘察信息，通过工程类比法或数值仿真法确定水幕系统结构的初步设计参数；

步骤S2：设置全方位水文监测网，以获取现场水幕系统效率检测过程中的水文动态信息以及地表水体、地下水流场与水幕系统的水力联系；

步骤S3：检测单水幕孔注水-回落关系，根据检测过程中注水阶段的注水量与回落阶段压力随时间变化关系，并基于完整井/非完整井中抽水与注水所对应的水压力-水流量匹配关系，获取水幕孔试段岩体渗透系数；

步骤S4：检测分区多水幕孔水力效率，根据所获取的水幕孔水压力异常特征信息确定低效率水幕孔，检测并记录检测过程中主洞室的渗水量及渗水位置；

步骤S5：对于所述低效率水幕孔，根据其低效率方向，在所述低效率水幕孔与其它已有水幕孔中间增补新的水幕孔；

步骤S6：增补完新的水幕孔之后，继续进行所述步骤S4和所述步骤S5，直到所有的低效率水幕孔都消除为止；

步骤S7：对水幕巷道与水幕孔全部注入预设压力阈值的水，进行水幕系统全面水力效率检测，检测水幕孔及水幕巷道整体的水力传导效率，检测现有水幕系统结构的水封性能；

步骤S8：对于全面水力效率检测中发现的主洞室渗水点，从主洞室内部对其进行注浆处理；

其中，在所述步骤S5中，按照如下方式增补新的水幕孔：

(1)对于连续排列的低效率水幕孔，在各个低效率水幕孔的中间位置增补水幕孔；

(2)对于非连续排列单个低效率水幕孔，根据所述步骤S4获取的所述水幕孔水压力异常特征信息，确定在水幕孔一侧或两侧增补水幕孔。

2.根据权利要求1所述的一种地下水封洞库水幕系统结构动态设计方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述初步设计参数包括：水幕巷道的埋深、长度、方位、间距、断面形状以及尺寸；水幕孔的直径、方位、长度、埋深以及间距。

3.根据权利要求1所述的一种地下水封洞库水幕系统结构动态设计方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述全方位水文监测网包括：降雨与潮汐水位监测系统、地表钻孔水位监测系统、开挖区渗流量与施工用水量监测系统、水幕巷道钻孔水压力监测系统以及地下水水质监测系统。

4.根据权利要求1所述的一种地下水封洞库水幕系统结构动态设计方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述检测单水幕孔注水-回落关系过程包括：天然状态阶段、注水阶段、回落阶段。

5.根据权利要求4所述的一种地下水封洞库水幕系统结构动态设计方法，其特征在于，在所述天然阶段：关闭进水阀门，令所述水幕孔恢复至无外界水动力扰动状态，将通过设置于栓塞上的水位自动记录探头所测得的压力值作为该水幕孔的初始水压力，并按照第一预设时间阈值保持稳定；

在所述注水阶段：打开进水阀门，同时，调节进水阀门与出水阀门，将水幕孔内剩余气体排出，以稳定的注水压力向水幕孔内注水，且注水压力为：

P＝P₀+ΔP

其中，P₀为水幕孔初始水压力，ΔP为附加压力，0.2MPa≤ΔP≤1.0MPa，并按照第二预设时间阈值注水；

在所述回落阶段：关闭进水阀门，通过设置于栓塞上的水位自动记录探头获取并记录水幕孔内压力变化值，且回落时间持续第三预设时间阈值。

6.根据权利要求1所述的一种地下水封洞库水幕系统结构动态设计方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述检测分区多水幕孔水力效率包括：天然水力状态阶段、第1次供水阶段、第2次供水阶段以及低效率水幕孔确定阶段。