[发明专利]一种防治进水塔周边沉降引起土工膜破坏的设施和方法

权利要求书

1.一种防治进水塔周边沉降引起土工膜破坏的设施，用于进水塔周边库盘防渗结构的防治修复，其特征在于：设施包括灌浆装置、沉降量检测装置和土工膜变形缓冲部件；

库盘防渗结构包括从下至上依次铺设在库盘表面的下垫层、土工膜和上垫层；进水塔底部穿过库盘防渗结构并固设于库盘中；

灌浆装置包括灌浆机、灌浆主管和若干根灌浆支管；灌浆主管竖向设置于进水塔内，灌浆主管顶部伸出进水塔并与灌浆机相连接，若干根灌浆支管呈辐射状布设在灌浆主管底部，每根灌浆支管的灌浆口均指向未沉降前的下垫层；

沉降量检测装置用于检测进水塔周边库盘的沉降量，沉降量检测装置包括超声波收发器和反射板，超声波收发器位置固定地设置于进水塔周边的库盘水体上方，反射板埋设于超声波收发器正下方的下垫层中，并随下垫层进行沉降；超声波收发器向反射板发射超声波，并接收反射板反射回来的超声波，从而计算超声波收发器与反射板之间的距离，进而判断进水塔周边库盘的沉降量；

土工膜变形缓冲部件，用于适应进水塔周边土工膜的竖向变形；

土工膜变形缓冲部件为套装在进水塔外周的波纹管，波纹管顶端与进水塔固定连接，波纹管底端与进水塔外周的土工膜密封粘接；当波纹管处于自然状态时，进水塔周边土工膜处于水平状态。

2.根据权利要求1所述的防治进水塔周边沉降引起土工膜破坏的设施，其特征在于：每根灌浆支管的灌浆口均设置有压力传感器。

3.根据权利要求2所述的防治进水塔周边沉降引起土工膜破坏的设施，其特征在于：还包括计算机，超声波收发器、灌浆机和每个压力传感器均与计算机相连接。

4.根据权利要求1所述的防治进水塔周边沉降引起土工膜破坏的设施，其特征在于：灌浆机内装填的灌浆料为自密实砂浆。

5.根据权利要求1所述的防治进水塔周边沉降引起土工膜破坏的设施，其特征在于：灌浆主管竖向设置在进水塔内，灌浆支管数量为8根，沿灌浆主管底部呈辐射状均匀布设。

6.一种防治进水塔周边沉降引起土工膜破坏的方法，基于权利要求1-5任一项所述的防治进水塔周边沉降引起土工膜破坏的设施，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1，超声波收发器与反射板之间初始距离H₁的测量：水库蓄水前，开启超声波检测装置，测量超声波收发器与反射板之间的初始距离H₁并反馈给计算机；

步骤2，库盘沉降量d值计算：水库蓄水后，超声波检测装置定期监测超声波收发器与反射板之间的实时距离H₂，计算机将实时计算库盘沉降量d，其中d＝H₂-H₁；

步骤3，沉降灌浆防治修复：当库盘沉降量d超过允许值时，计算机自动控制灌浆装置利用灌浆主管通过若干个灌浆支管向土工膜下沉降区域灌注灌浆料；灌浆过程中通过压力传感器实时监测各个灌浆支管灌浆口的灌浆压力；当其中一个灌浆口的灌浆压力陡增时，认为该灌浆口附近的沉降区域已被灌浆料充满，计算机控制灌浆装置结束该灌浆口灌浆；当每个灌浆支管的灌浆口均完成灌浆后，不均匀沉降消除，土工膜获得新下垫层；

步骤4，水库运行过程中，重复步骤2-3，重复对沉降区域进行灌浆处理，直至消除不均匀沉降，确保土工膜下垫层稳定可靠，以满足运行期土工膜安全运行要求。

7.根据权利要求6所述的防治进水塔周边沉降引起土工膜破坏的方法，其特征在于：步骤2中，H₁＝Δt₁*C/2，H₂＝Δt₂*C/2，则d＝(Δt₂-Δt₁)*C/2，其中，Δt₁为沉降前超声波收发器从发射超声波到接收到反射超声波的时间差，Δt₂为沉降后超声波收发器从发射超声波到接收到反射超声波的时间差，C为超声波传播速度。