專利名稱：一種既有巖溶隧道泄水防突與水文地質(zhì)環(huán)境保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于土木工程類，涉及一種既有巖溶隧道泄水防突與水文地質(zhì)環(huán)境保護(hù)方法。
背景技術(shù)：
我國巖溶區(qū)分布廣泛,面積約占全國面積的1/3,主要分布在西南、中南部。據(jù)統(tǒng)計，在西南、中南的17座中長隧道(長度在2 3km)中，有近50%的隧道曾發(fā)生過較大規(guī)模的巖溶突水、突泥災(zāi)害。特別是隨著“西部大開發(fā)”戰(zhàn)略的實施，分布在巖溶區(qū)的隧道里程越來越多，運營隧道突水已成為一個亟待解決的問題。目前在巖溶突水與防治研究領(lǐng)域，人們主要致力于隧道施工過程中突水災(zāi)害的機(jī)理分析和防治方面，對于既有隧道突水災(zāi)害的研究開展的工作還較少。既有巖溶隧道防突水的一般治理技術(shù)就是采用打開泄水通道，直接排放，但是這樣會導(dǎo)致地下水大量排泄，造成地表陷坑、地下水位下降、地表生物量減少，水文地質(zhì)環(huán)境破壞導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境災(zāi)難。針對以上現(xiàn)有處治方法存在的不足，提出一種方法 既能達(dá)到排水泄壓的目的，防止在水壓力過大時造成突水事故，又不至于造成水的超量排放，防止發(fā)生水文地質(zhì)環(huán)境事故，這就顯得非常必要了。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠同步實現(xiàn)巖溶隧道突水防治和水文地質(zhì)環(huán)境保護(hù)目的的既有巖溶隧道泄水防突方法。本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的，一種既有巖溶隧道泄水防突與水文地質(zhì)環(huán)境保護(hù)方法，該保護(hù)方法根據(jù)水流在泄水通道閘門上產(chǎn)生的水壓力大小和拉動閘門的彈簧系統(tǒng)拉力大小的動態(tài)平衡，來控制閘門開閉大小調(diào)節(jié)水流量，進(jìn)而實現(xiàn)對作用于閘門水壓力的動態(tài)調(diào)節(jié)，包括第一步為閘門的制作，該閘門采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，閘門為長方形，尺寸由泄水洞尺寸決定，且輪廓大于泄水洞過水?dāng)嗝孑喞?；第二步根?jù)閘門面積和閘門在泄水洞內(nèi)的動作范圍開挖閘門運動所需要的空間；第三步安裝閘門門軸和控制閘門開閉的彈簧及閘門外側(cè)的橡膠密封系統(tǒng)，進(jìn)一步，根據(jù)作用于泄水通道內(nèi)閘門上水壓力的數(shù)值來調(diào)節(jié)閘門開閉和開度大??；當(dāng)水壓力值小于閾值范圍的下限時，為了防止水的超量排放，閘門關(guān)閉，當(dāng)水壓力大于閾值范圍的下限時，說明水壓力逐漸增大，此時閘門打開一定程度，控制水壓力的增大，當(dāng)水壓力增加越大時，閘門開度越大直至全部打開，控制水壓力超過閾值上限；閘門開度的變化實現(xiàn)了泄水通道內(nèi)水流量的動態(tài)調(diào)節(jié)，從而避免巖溶水的超量排放或者排放量不足。進(jìn)一步，所述保護(hù)方法需要首先確定突水危險處的突水壓力閾值范圍，閾值范圍包括水壓力上限和下限，當(dāng)突水危險處水壓力值增大超過閾值上限時，閘門系統(tǒng)全部打開使水壓力值降低，當(dāng)突水危險處水壓力值降低超過閾值下限時，閘門系統(tǒng)全部關(guān)閉使水壓力值升高，當(dāng)突水危險處水壓力值處于閾值范圍時，隨水壓力的增大或減小，閘門開度減小或增大，從而實現(xiàn)對突水危險處水壓力的動態(tài)調(diào)節(jié)。進(jìn)一步，具體確定水壓力閾值上下限的方法(I)水壓力閾值下限的確定。根據(jù)泄水洞常年監(jiān)測結(jié)果判斷，泄水洞常年監(jiān)測結(jié)果的最低水壓力作為閾值下限，根據(jù)該值確定的泄水洞流量不會造成地下水的超量排放；(2)水壓力閾值上限的確定。根據(jù)推導(dǎo)的臨界水壓力公式得到
權(quán)利要求
1.一種既有巖溶隧道泄水防突與水文地質(zhì)環(huán)境保護(hù)方法，其特征在于，該保護(hù)方法根據(jù)水流在泄水通道閘門上產(chǎn)生的水壓力大小和拉動閘門的彈簧系統(tǒng)拉力大小的動態(tài)平衡，來控制閘門開閉大小調(diào)節(jié)水流量，進(jìn)而實現(xiàn)對作用于閘門水壓力的動態(tài)調(diào)節(jié)，包括 第一步為閘門的制作，該閘門采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，閘門為長方形，尺寸由泄水洞尺寸決定，且輪廓大于泄水洞過水?dāng)嗝孑喞? 第二步根據(jù)閘門面積和閘門在泄水洞內(nèi)的動作范圍開挖閘門運動所需要的空間； 第三步安裝閘門門軸和控制閘門開閉的彈簧及閘門外側(cè)的橡膠密封系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的既有巖溶隧道泄水防突與水文地質(zhì)環(huán)境保護(hù)方法，其特征在于，根據(jù)作用于泄水通道內(nèi)閘門上水壓力的數(shù)值來調(diào)節(jié)閘門開閉和開度大?。划?dāng)水壓力值小于閾值范圍的下限時，為了防止水的超量排放，閘門關(guān)閉，當(dāng)水壓力大于閾值范圍的下限時，說明水壓力逐漸增大，此時閘門打開一定程度，控制水壓力的增大，當(dāng)水壓力增加越大時，閘門開度越大直至全部打開，控制水壓力超過閾值上限；閘門開度的變化實現(xiàn)了泄水通道內(nèi)水流量的動態(tài)調(diào)節(jié)，從而避免巖溶水的超量排放或者排放量不足。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的既有巖溶隧道泄水防突與水文地質(zhì)環(huán)境保護(hù)方法，其特征在于，所述保護(hù)方法需要首先確定突水危險處的突水壓力閾值范圍，閾值范圍包括水壓力上限和下限，當(dāng)突水危險處水壓力值增大超過閾值上限時，閘門系統(tǒng)全部打開使水壓力值降低，當(dāng)突水危險處水壓力值降低超過閾值下限時，閘門系統(tǒng)全部關(guān)閉使水壓力值升高，當(dāng)突水危險處水壓力值處于閾值范圍時，隨水壓力的增大或減小，閘門開度減小或增大，從而實現(xiàn)對突水危險處水壓力的動態(tài)調(diào)節(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的既有巖溶隧道泄水防突與水文地質(zhì)環(huán)境保護(hù)方法，其特征在于，具體確定水壓力閾值上下限的方法 (1)水壓力閾值下限的確定。根據(jù)泄水洞常年監(jiān)測結(jié)果判斷，泄水洞常年監(jiān)測結(jié)果的最低水壓力作為閾值下限，根據(jù)該值確定的泄水洞流量不會造成地下水的超量排放； (2)水壓力閾值上限的確定。根據(jù)推導(dǎo)的臨界水壓力公式得到
全文摘要
本發(fā)明公開了一種環(huán)境友好型既有巖溶隧道泄水防突技術(shù)，該保護(hù)方法根據(jù)水流在泄水通道閘門上產(chǎn)生的水壓力大小和拉動閘門的彈簧系統(tǒng)拉力大小的動態(tài)平衡，來控制閘門開閉大小調(diào)節(jié)水流量，進(jìn)而實現(xiàn)對作用于閘門水壓力的動態(tài)調(diào)節(jié)，包括第一步為閘門的制作；第二步根據(jù)閘門面積和閘門在泄水洞內(nèi)的動作范圍開挖閘門運動所需要的空間；第三步安裝閘門門軸和控制閘門開閉的彈簧及閘門外側(cè)的橡膠密封系統(tǒng)。通過在開挖的泄水通道內(nèi)設(shè)置水壓力控制系統(tǒng)，利用控制地下水排放量來控制突水危險處的水壓力區(qū)間范圍，水壓力處于控制范圍時既不會造成隧道所在區(qū)域水的超量排放，又不會造成隧道突水危險，在不影響原有水文地質(zhì)環(huán)境的條件下實現(xiàn)對隧道突水的治理。
文檔編號E02B8/04GK102808652SQ20121029533
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月20日
發(fā)明者劉元雪, 單長兵, 紀(jì)秋林, 徐光偉, 張裕, 譚儀忠, 李忠友 申請人:劉元雪