專利名稱：平原水庫庫底防滲土工膜的膜下反壓的減壓裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種利用抽真空技術解決平原水庫庫底防滲土工膜的膜下反壓的減
壓裝置。
背景技術：
目前平原水庫迅速發展，廣泛用于礦區供水、城市供水、灌溉等，在我國西北、華北和中原地區都有已完建的平原水庫，我國著名的南水北調工程中也采用了平原水庫。但是平原水庫庫底面積大，且庫底土性多為滲透性強土質，為保證平原水庫良好的蓄、存水功能，必須對平原水庫庫底做全面的防滲，過去常用粘土鋪蓋作為平原水庫庫底的防滲體，不僅浪費土地資源，而且大量提高了工程造價，影響平原水庫的經濟效益及其發展；隨著土工合成材料的技術進步，土工膜防滲加土體壓重作為平原水庫庫底防滲體得到廣泛應用，也促進了平原水庫的發展。但是在平原水庫汛期等地下水位上升時段或庫水位迅速下降時， 庫底大面積的防滲土工膜將承受較大的氣、水壓力頂托，引起土工膜的鼓脹、撕裂、滲漏，為防止防滲土工膜可能導致的破壞，目前常采用膜上壓重和膜下設置排水管并連接排水煙囪穿過防滲土工膜延伸到庫水位以上，以被動的方式釋放防滲土工膜下的高壓力，這樣的減壓裝置不僅不能完全消除平原水庫防滲土工膜承受的壓力，而且排水煙 穿過防滲土工膜時，密封連接部位處理不當將可能使庫底防滲體的整體性受到破壞，影響水庫的正常運行。
發明內容
本發明的目的是提供一種平原水庫庫底防滲土工膜的膜下反壓的減壓裝置，該裝置所要解決的技術問題，是針對當前平原水庫庫底土工膜防滲體下部反壓的減壓技術的局限性，充分利用抽真空技術的主動減壓特點，采用目前軟土地基負壓加固技術中抽真空的成套技術裝置，對現有平原水庫庫底土工膜防滲體下部反壓的減壓管網進行適當的濾管管網改造，形成一套完整的膜下主動減壓裝置，保護平原水庫庫底土工膜防滲體的完整、以保證其防滲功能的良好發揮。包括膜下原有排水管網的濾管改造方法和布置方式，庫底土工膜膜下壓力自動監測和真空泵開啟和關閉的自動控制系統，防滲土工膜的庫岸密封技術， 射流真空泵的設計布置方法。完成上述發明任務的技術方案是，一種平原水庫庫底防滲土工膜的膜下反壓的減壓裝置，在水庫庫底土工膜下面設有減壓管網，其特征在于，該減壓管網由主管與濾管連接組成，所述濾管的管管璧上設置有吸水孔；所述的主管與抽真空裝置連接；該抽真空裝置由離心泵、射流真空腔和循環水箱組成并設置在庫岸上。本發明將現有技術膜下設置排水管的被動的方式釋放方式，改為主動減壓裝置。本發明的進一步改進，有以下優化方案
本膜下反壓的減壓裝置中還設有膜下壓力自動監測和真空泵開啟和關閉的自動控制系統，該自動控制系統中設有膜下壓力傳感器，所述膜下壓力傳感器的輸出接自動控制系統的電腦，該電腦控制所述真空泵的開啟和關閉。
換言之，本發明的平原水庫庫底防滲土工膜的膜下反壓的減壓裝置，其特征包含以下幾個部分
1、改造膜下排水管網為主管、濾管管網，主管、濾管的作用是傳遞真空壓力和將膜下氣、水，通過這兩種管道輸送到膜外抽真空裝置的水箱內。濾管管璧設置吸水孔，濾管上分布均勻的Φ 5mnTΦ6mm孔洞(本申請推薦Φ 5mm)以利吸氣和吸水，濾管外包裹反濾土工布， 主管和濾管一起構成真空吸氣、水管。主管和濾管的加長連接接頭均采用螺紋鋼絲橡膠軟管制成的兩通接頭連接，長度在300mm左右，兩通接頭采用的螺紋鋼絲橡膠軟管應能適應地面的不均勻變形情況，連接處必須密封，同時用10號或12號鐵絲扎牢；主管和濾管相互連接應采用三通和四通連接，三通和四通均用76mm鋼管或U-PVC管制成，三通和四通與各管的連接應由兩通接頭連接。主管和濾管布置型式采用條狀、梳子狀或其它合適的形狀，其結構示意圖如圖1所示；
2、膜下壓力自動監測和真空泵開啟和關閉的自動控制系統。膜下壓力采用高精度壓力傳感器及其自動監測設施自動監測，真空泵開啟和關閉的自動控制系統根據膜下壓力監測結果對真空泵進行開啟和關閉的自動控制。所述的自動控制系統中可以設有存儲器和信息傳送機構，系統自動保存膜下壓力監測結果和真空泵開啟狀態信息并可采用GSM手機短信方式發送到水庫管理部門；
3、所述的抽真空裝置設置在庫岸密封系統中，該庫岸密封系統和抽氣系統。庫岸密封系統由雙層針刺無紡土工布和防滲土工膜以及密封體組成；抽氣系統采用抽真空裝置， 抽真空裝置一般由離心泵，射流真空腔和循環水箱組成，抽真空裝置設置數量按8000 IOOOOmVl套抽真空裝置的原則進行設置。抽真空裝置按設計位置布置安裝在排水溝內，整個抽真空裝置的安裝高程在允許的情況下應盡量降低，尤其是循環水箱，有利于抽出的氣和水的排出。庫岸密封系統和抽氣系統安裝結構示意如圖2所示。本發明所述主管為076mmPVC管，濾管為管璧上分布均勻的Φ5πιπι孔洞的 0 76mmPVC管，外裹反濾土工布，或為Φ76mm的透水波紋軟管，能夠承受的壓力不應小于 400kPa ；所述膜下壓力自動監測和真空泵開啟和關閉的自動控制系統中壓力監測設施為鋼弦式壓力計及其自動監控系統，真空泵開啟和關閉設施為根據膜下壓力監測結果進行控制的自動控制設施；所述真空泵為射流真空泵，其泵后空載真空度不小于96kPa。本發明利用抽真空技術的主動減壓特點，采用成熟的抽真空的成套技術裝置，設計了包括膜下壓力自動監測和報警技術，根據膜下壓力的真空泵開啟和關閉的自動控制技術、真空壓力傳遞裝置、庫岸密封系統和抽氣系統，形成一套平原水庫庫底土工膜防滲技術的膜下反壓主動減壓裝置，本發明裝置及技術可以較好地保護平原水庫庫底土工膜防滲體的完整，使其防滲功能得到良好的發揮。本發明針對目前平原水庫庫底土工膜防滲體存在的上述不足，發明一種利用庫底膜下排水管裝置改裝成排水濾管，并通過主管連接在庫岸的抽真空裝置上，配以適當的膜下壓力自動監測設施，根據監測到的膜下反壓情況，自動開啟抽真空裝置，以抽真空技術主動對膜下壓力進行減壓，排出形成壓力的氣和水，該裝置既能消除膜下反壓，又使庫底土工膜防滲體的完整性得到充分保護。本發明具有以下效果結合土工膜庫底防滲工程特點，采用現有成熟的抽真空技術，并對其進行改造，利用其主動減壓特點，主動減小平原水庫庫底土工膜防滲體膜下反壓壓力，可以更好地保護平原水庫庫底土工膜防滲體的完整，同時可以降低工程造價和工程維護費用，為平原水庫建設提供一種具有良好經濟效益的新技術；拓展了抽真空技術在水利和巖土工程的應用領域。
圖1-1、圖1-2分別是膜下主管和濾管布置型式結構示意圖圖1-1的吸水管為條狀分布、圖1-2的吸水管為為梳子狀分布；
圖2、是本發明的庫岸密封系統和抽氣系統結構示意圖。
具體實施例方式為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的內容不僅僅局限于下面的實例。實施例1
如圖1、圖2所示，平原水庫庫底土工膜防滲技術的膜下反壓主動減壓裝置，它包含以下步驟
1、鋪設膜下主管、濾管管網。主管1、濾管2均為076mmPVC管，濾管上分布均勻的 Φ5mm孔洞以利吸氣、吸水，濾管外包裹針刺無紡土工布，主管和濾管一起構成真空預壓法中吸水管，主管和濾管的加長連接接頭均采用螺紋鋼絲橡膠軟管制成的兩通接頭連接，長度在300mm左右，兩通接頭采用的螺紋鋼絲橡膠軟管應能適應地面的不均勻變形情況，連接處必須密封，同時用10號或12號鐵絲扎牢；主管和濾管相互連接應采用三通和四通連接，三通和四通均用76mm鋼管制成，三通和四通與各管的連接應由兩通接頭連接。主管和濾管布置型式采用條狀、梳子狀或其它合適的形狀，其結構示意圖如圖1所示；圖中，出膜 Π 3。圖2中，上游壩坡4，土工膜5，兩布一膜6，壩頂7，庫岸密封體8，排水溝9，抽真空裝置10，下游壩坡11。2、安裝膜下壓力自動監測和真空泵開啟和關閉的自動控制系統，以庫底中心點為基點，設置相互垂直的兩條或多條壓力監測基線，每條監測基線按500 1000m/l個壓力監測點布置膜下壓力監測設施。采用高精度壓力計及其自動監測系統進行膜下壓力自動監測，根據膜下壓力自動監測結果自動對真空泵進行開啟和關閉進行智能控制；
3、鋪設庫底防滲土工膜，攤鋪土工膜上壓重鋪蓋土層；
4、安裝庫岸密封系統，庫岸密封系統由雙層針刺無紡土工布和防滲土工膜以及庫岸密封體組成，主管穿過密封體沿壩頂挖溝引入壩坡下游側排水溝處，如圖2所示；
5、安裝抽氣系統，抽氣系統采用抽真空裝置，抽真空裝置由離心泵，射流真空腔和循環水箱組成。抽真空裝置按設計位置布置安裝在排水溝內，整個抽真空裝置的安裝高程在允許的情況下應盡量降低，尤其是循環水箱，有利于抽出水的排出。庫岸密封系統和抽氣系統安裝結構示意圖如圖2所示。實施例2:
與實施例1基本相同，不同之處在于膜下濾管改為Φ76πιπι的透水波紋軟管，主管和濾管連接的四通、三通為U-PVC四通、三通。
權利要求
1.一種平原水庫庫底防滲土工膜的膜下反壓的減壓裝置，在水庫庫底土工膜下面設有減壓管網，其特征在于，該減壓管網由主管與濾管連接組成，所述濾管的管管璧上設置有吸水孔；所述的主管與抽真空裝置連接；該抽真空裝置由離心泵、射流真空腔和循環水箱組成，并設置在庫岸上。
2.根據權利要求1所述的平原水庫庫底防滲土工膜的膜下反壓的減壓裝置，其特征在于，在所述膜下反壓的減壓裝置中還設有膜下壓力自動監測和真空泵開啟和關閉的自動控制系統，該自動控制系統中設有膜下壓力傳感器，所述膜下壓力傳感器的輸出接自動控制系統的電腦，該電腦控制所述真空泵的開啟和關閉。
3.根據權利要求1所述的平原水庫庫底防滲土工膜的膜下反壓的減壓裝置，其特征在于，所述濾管管璧上吸水孔的設置，采用以下方式濾管上分布均勻的Φ5πιπΓΦ6πιπι孔洞，濾管外包裹反濾土工布。
4.根據權利要求1所述的平原水庫庫底防滲土工膜的膜下反壓的減壓裝置，其特征在于，所述主管和濾管的布置型式，采用條狀、梳子狀或其它合適的形狀。
5.根據權利要求1所述的平原水庫庫底防滲土工膜的膜下反壓的減壓裝置，其特征在于，主管和濾管的加長連接接頭均采用螺紋鋼絲橡膠軟管制成的兩通接頭連接，長度在 300mm左右，兩通接頭采用的螺紋鋼絲橡膠軟管應能適應地面的不均勻變形情況，連接處必須密封，同時用10號或12號鐵絲扎牢；主管和濾管相互連接應采用三通和四通連接，三通和四通均用76mm鋼管或U-PVC管制成，三通和四通與各管的連接應由兩通接頭連接。
6.根據權利要求1所述的平原水庫庫底防滲土工膜的膜下反壓的減壓裝置，其特征在于，所述的自動控制系統中設有存儲器和信息傳送機構，系統自動保存膜下壓力監測結果和真空泵開啟狀態信息并可采用GSM手機短信方式發送到水庫管理部門。
7.根據權利要求1所述的平原水庫庫底防滲土工膜的膜下反壓的減壓裝置，其特征在于，所述的抽真空裝置設置在庫岸密封系統中，該庫岸密封系統由雙層針刺無紡土工布和防滲土工膜以及密封體組成。
8.根據權利要求1所述的平原水庫庫底防滲土工膜的膜下反壓的減壓裝置，其特征在于，所述的抽真空裝置按設計位置布置安裝在排水溝內。
9.根據權利要求廣8之一所述的平原水庫庫底防滲土工膜的膜下反壓的減壓裝置， 其特征在于，抽真空裝置設置數量按8000 10000m2/l套抽真空裝置的原則進行設置。
全文摘要
平原水庫庫底防滲土工膜的膜下反壓的減壓裝置，在水庫庫底土工膜下面設有減壓管網，特征是，減壓管網由主管與濾管連接組成，濾管的管管璧上設置有吸水孔；主管與抽真空裝置連接；抽真空裝置由離心泵、射流真空腔和循環水箱組成，并設置在庫岸上。優化方案中還設有膜下壓力自動監測和真空泵開啟和關閉的自動控制系統，該自動控制系統中設有膜下壓力傳感器，膜下壓力傳感器的輸出接自動控制系統的電腦，電腦控制真空泵的開啟和關閉。本發明可以更好地保護平原水庫庫底土工膜防滲體的完整，同時可以降低工程造價和工程維護費用，為平原水庫建設提供一種具有良好經濟效益的新技術；拓展了抽真空技術在水利和巖土工程的應用領域。
文檔編號E02B3/16GK102535399SQ20121007395
公開日2012年7月4日 申請日期2012年3月20日 優先權日2012年3月20日
發明者何寧, 何斌, 婁斌, 婁炎, 李登華, 汪璋淳, 王國利, 錢亞俊 申請人:水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院