[发明专利]一种调节平原水库联合防渗截污系统与方法

说明书

本发明涉及水利工程领域，应用于引调水工程，具体为一种调节平原水库联合防渗截污系统与方法，包括库盆和坝体，所述系统包括水平防渗子系统和垂直防渗子系统；所述水平防渗子系统采用全库盆铺设复合土工膜方式，所述复合土工膜与所述坝体相连；所述垂直防渗子系统采用在坝体坝脚布置壁状水泥土搅拌桩，所述水泥土搅拌桩沿围坝形成闭合垂直连体搅拌桩；所述垂直连体搅拌桩顶部回填高塑性黏土，所述垂直连体搅拌桩通过高塑性黏土与坝体连接，形成封闭区。

技术领域

本发明涉及水利工程领域，更具体地，应用于引调水工程，涉及一种调节平原水库联合防渗截污系统与方法。

背景技术

引调水工程在水量水质方面主要存在两个问题，一是在运输过程中尽可能减少水量损失，水量损失最主要的部分是渗漏，除了输水渠槽、涵管部分的渗漏外，还有调节水库的渗漏。二是在调水过程中，尽可能保证水质。输水过程对水质有影响的因素有受污染的地下水和与水接触的受污染的土壤、淤泥等。由于渠槽、涵管基本采用混凝土结构保护，所以在水的运输过程中最可能受到污染的部位是调节水库。

平原水库围坝普遍较低，围坝的选型常常采用土石坝，填筑黏土材料进行防渗。除了在水库库盆铺设土工膜等水平防渗措施以外，一些工程还需要采取垂直防渗措施。常用的垂直防渗措施如深层搅拌桩、垂直连体搅拌桩、薄混凝土墙、垂直铺塑等。

平原水库具有库盆面积大、围坝长度长等特点，现有平原水库防渗技术方案一般采用黏土水平铺盖、土工膜水平防渗、垂直连体搅拌桩、防渗帷幕等防渗型式。采用土工膜全库盆防渗具有材料易得、便于大面积施工、缩短工期等优点，但在高地下水扬压力作用下，土工膜可能引起浮起或胀破等失稳破坏问题。采用垂直防渗措施时，刚性垂直连体搅拌桩需要与坝体或土工膜连接，连接处可能出现应力集中、变形不协调等问题。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种调节平原水库联合防渗截污系统与方法，用于解决平原水库水平和垂直防渗截污的问题。

本发明采取的技术方案是一种调节平原水库联合防渗截污系统，应用于引调水工程，包括库盆和坝体：

所述系统包括水平防渗子系统和垂直防渗子系统；

所述水平防渗子系统采用全库盆铺设复合土工膜方式，所述复合土工膜与所述坝体相连；所述垂直防渗子系统采用在坝体坝脚布置壁状水泥土搅拌桩，所述水泥土搅拌桩沿围坝形成闭合垂直连体搅拌桩；所述垂直连体搅拌桩顶部回填高塑性黏土，所述垂直连体搅拌桩通过高塑性黏土与坝体连接，形成封闭区。

本发明通过水平和垂直两个维度，形成一个防渗截污的封闭区，实现水库的防渗和截污。其中水泥土搅拌桩与坝体通过高塑性黏土进行柔性连接，避免出现较大应力。再通过全库盆铺设土工膜将水平防渗与坝体防渗结合起来，同时也避免土工膜撕裂，实现了水平防渗、垂直防渗和坝体防渗的紧密结合。

由于土壤、地下水污染的存在对水库的防渗要求更高，水平和垂直两道防渗屏障可大大减少库内外地下水交换，有效隔离污染物传播，从而实现截污功能。

在库盆水平防渗子系统中自上而下依次为混凝土层、上垫层、上土工布、土工膜、下土工布、下垫层、支持层；

所述混凝土层用于防冲和压重，厚度为20-30cm；

所述上垫层和下垫层采用粗砂铺设，厚度为8-15cm；

所述支持层用于库底布置排水排气。

在库盆铺设的复合土工膜采用两布一膜的型式，其中上土工布、土工膜和下土工布构成两布一膜。土工膜和土工布规格应根据具体工程按照相关规范选取。

混凝土层作为防冲层，当库区地下水位较高，可能出现顶起土工膜的情况时，还应该增加混凝土层的厚度，作为压重层。