一种用于料渣场底部垂直洞穴的封堵排水结构及方法与流程

本发明涉及水利水电，尤其是涉及一种用于料渣场底部垂直洞穴的封堵排水结构及方法。

背景技术：

1、当前，全国各地都在大力兴建抽水蓄能电站，在水利水电工程的建设过程中，会选取低洼或者较平缓的地形作为施工过程中的料渣场，以堆放料渣。然而在筹备选址修建水电站工程的过程中会发现，适宜修建料渣场的低洼或者较平缓的地形处往往会碰到垂直洞穴等复杂的地质情况，比如，在我国西南地区，岩溶落水洞等天然洞穴发育广泛；在我国北方地区，则普遍存在由废弃矿井、人工取水井等组成的各类人工垂向洞穴。这些洞穴的存在对工程的兴建会产生严重的阻碍作用与安全隐患。选用这些场址进行存储施工用料或者堆放施工弃渣时都普遍面临三个最基本的问题：一是如何对垂直洞穴进行封堵处理从而保证料渣场地的地基承载安全问题；二是如何解决料渣场内料渣堆自身排水的问题；三是如何使封堵排水结构解决不同高度的料渣场等场地的堆渣堆料和封堵排水的要求。因此，如何提供一种简单可行、经济适用性强的用于料渣场底部垂直洞穴的封堵排水结构及方法是相关专业人员亟待解决的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的缺陷，本申请提供一种用于料渣场底部垂直洞穴的封堵排水结构，以解决现有技术中修建带有垂直洞穴料渣场时，封堵垂直洞穴带来的安全隐患以及料渣堆的排水问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于料渣场底部垂直洞穴的封堵排水结构，包括覆盖体，所述覆盖体设置于垂直洞穴的洞口与地表之间，所述覆盖体为上窄下宽的多面体，所述覆盖体的底面能覆盖住所述垂直洞穴的洞口，所述覆盖体的体内垂直贯穿设置有排水管，所述排水管的上端的高度高于料渣体的高度，所述覆盖体的体内倾斜设置有多个排水孔，所述排水孔的入口设置于覆盖体的侧面，所述排水孔的出口设置于覆盖体的底面，所述出口和排水管的下端均暴露在所述垂直洞穴的洞口范围内，在垂直洞穴的洞口与地表之间设置有扩挖槽，所述扩挖槽为多面体形，所述扩挖槽的底面积大于或等于覆盖体的底面积，所述扩挖槽的顶面积大于覆盖体的顶面积，所述扩挖槽的高度等于覆盖体的高度，所述覆盖体设置于所述扩挖槽内，在所述扩挖槽位于覆盖体表面和地表之间设置有地基回填层，料渣体内的水或气体可穿过所述地基回填层至所述入口，通过所述排水孔排入至所述垂直洞穴内。

3、在一种实施方案中，在所述扩挖槽的侧壁和底面上设置有多个注浆锚杆，所述注浆锚杆的一端插入围岩内，另一端插入覆盖体和/或地基回填层内。

4、在一种实施方案中，所述覆盖体的形状为梯型，所述覆盖体的高度为垂直洞穴的洞口最大直径的1～2倍，所述覆盖体8的底面最大宽度为1～2倍的垂直洞穴的洞口最大直径，所述覆盖体的顶面面积为底面面积的1/4～1/9。

5、在一种实施方案中，所述覆盖体的中轴线与所述垂直洞穴的中轴线重合，多个所述排水孔关于覆盖体的中轴线对称设置，所述覆盖体为钢筋砼覆盖体。

6、在一种实施方案中，所述排水管的横截面面积为覆盖体的顶面面积的1/2～1/4，所述排水管的上端的高度高于地表的高度3～6米，所述排水管为铸铁管，所述排水孔的直径小于或等于排水管直径的1/10，所述排水孔与地表面的夹角大于45°。

7、在一种实施方案中，所述地基回填层包括网片层、网片保护层、土石渣保护层、大石块层、小碎石层，所述网片层包括多个网片，多个网片铺设在楔形覆盖体的表面，在所述网片层上铺设所述网片保护层，在所述网片保护层上铺设所述土石渣保护层，在所述土石渣保护层上铺设所述大石块层，所述大石块层上铺设所述小碎石层至与所述地表平齐。

8、在一种实施方案中，在所述排水管的上端进口处可拆卸连接有过滤管，所述过滤管内设置有过滤填充体。

9、在一种实施方案中，所述过滤管通过螺旋连接管件与所述排水管连接，所述螺旋连接管件的内壁设置有内螺纹，排水管的外壁和过滤管的外壁均设置有与内螺纹相匹配的外螺纹。

10、在一种实施方案中，还包括延伸管，所述延伸管的外壁设置有与所述内螺纹相匹配的外螺纹。

11、本发明还提供一种料渣场底部垂直洞穴的封堵排水方法,采用上述的封堵结构，其特征在于，包括以下步骤：

12、s1、对垂直洞穴进行勘测调查，统计垂直洞穴的洞口平面尺寸，对覆盖体进行设计；

13、s2、对垂直洞穴周围进行扩挖形成扩挖槽；

14、s3、浇筑施工覆盖体；

15、s4、在覆盖体表面铺设地基回填层至与地表齐平；

16、s5、在料渣体周围挖设排水沟，以收集料渣体表面的雨水。

17、与现有技术相比，本申请中的有益效果为：

18、(1)本发明利用料渣场底部垂直洞穴进行排水，既满足所在场地堆放料渣的需求，在解决了场地自然排水的前提下又能保证了垂直洞穴结构的稳定，同时取消了传统类似料渣场需要的排水暗涵、盲沟等消耗较大施工资源的排水设施；(2)本发明中用于料渣场底部垂直洞穴封堵排水方法简化了传统的施工流程、缩短了施工工期、减少了工程量，解决了工程兴建过程中由于垂直洞穴的存在而造成的施工难点，充分利用了施工场地；(3)堵排水方法方法相对简单且结构受力性好并能够满足不同高度大小等级的堆渣堆料和封堵排水的要求，优化了场地排水措施、降低了工程投资，极大提高了料渣场的安全可靠性与绿色环保性并符合文明施工的要求。

技术特征：

1.一种用于料渣场底部垂直洞穴的封堵排水结构，其特征在于，包括覆盖体，所述覆盖体设置于垂直洞穴的洞口与地表之间，所述覆盖体为上窄下宽的多面体，所述覆盖体的底面能覆盖住所述垂直洞穴的洞口，所述覆盖体的体内垂直贯穿设置有排水管，所述排水管的上端的高度高于料渣体的高度，所述覆盖体的体内倾斜设置有多个排水孔，所述排水孔的入口设置于覆盖体的侧面，所述排水孔的出口设置于覆盖体的底面，所述出口和排水管的下端均暴露在所述垂直洞穴的洞口范围内，在垂直洞穴的洞口与地表之间设置有扩挖槽，所述扩挖槽为多面体形，所述扩挖槽的底面积大于或等于覆盖体的底面积，所述扩挖槽的顶面积大于覆盖体的顶面积，所述扩挖槽的高度等于覆盖体的高度，所述覆盖体设置于所述扩挖槽内，在所述扩挖槽位于覆盖体表面和地表之间设置有地基回填层，料渣体内的水或气体可穿过所述地基回填层至所述入口，通过所述排水孔排入至所述垂直洞穴内。

2.根据权利要求1所述的用于料渣场底部垂直洞穴的封堵排水结构，其特征在于，在所述扩挖槽的侧壁和底面上设置有多个注浆锚杆，所述注浆锚杆的一端插入围岩内，另一端插入覆盖体和/或地基回填层内。

3.根据权利要求1所述的用于料渣场底部垂直洞穴的封堵排水结构，其特征在于，所述覆盖体的形状为梯型，所述覆盖体的高度为垂直洞穴的洞口最大直径的1～2倍，所述覆盖体8的底面最大宽度为1～2倍的垂直洞穴的洞口最大直径，所述覆盖体的顶面面积为底面面积的1/4～1/9。

4.根据权利要求3所述的用于料渣场底部垂直洞穴的封堵排水结构，其特征在于，所述覆盖体的中轴线与所述垂直洞穴的中轴线重合，多个所述排水孔关于覆盖体的中轴线对称设置，所述覆盖体为钢筋砼覆盖体。

5.根据权利要求1所述的用于料渣场底部垂直洞穴的封堵排水结构，其特征在于，所述排水管的横截面面积为覆盖体的顶面面积的1/2～1/4，所述排水管的上端的高度高于地表的高度3～6米，所述排水管为铸铁管，所述排水孔的直径小于或等于排水管直径的1/10，所述排水孔与地表面的夹角大于45°。

6.根据权利要求1所述的用于料渣场底部垂直洞穴的封堵排水结构，其特征在于，所述地基回填层包括网片层、网片保护层、土石渣保护层、大石块层、小碎石层，所述网片层包括多个网片，多个网片铺设在楔形覆盖体的表面，在所述网片层上铺设所述网片保护层，在所述网片保护层上铺设所述土石渣保护层，在所述土石渣保护层上铺设所述大石块层，所述大石块层上铺设所述小碎石层至与所述地表平齐。

7.根据权利要求1所述的用于料渣场底部垂直洞穴的封堵排水结构，其特征在于，在所述排水管的上端进口处可拆卸连接有过滤管，所述过滤管内设置有过滤填充体。

8.根据权利要求7所述的用于料渣场底部垂直洞穴的封堵排水结构，其特征在于，所述过滤管通过螺旋连接管件与所述排水管连接，所述螺旋连接管件的内壁设置有内螺纹，排水管的外壁和过滤管的外壁均设置有与内螺纹相匹配的外螺纹。

9.根据权利要求8所述的用于料渣场底部垂直洞穴的封堵排水结构，其特征在于，还包括延伸管，所述延伸管的外壁设置有与所述内螺纹相匹配的外螺纹。

10.一种料渣场底部垂直洞穴的封堵排水方法,采用如权利要求1-9任一项所述的封堵结构，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种用于料渣场底部垂直洞穴的封堵排水结构及方法，在封堵结构中设计了能覆盖垂直洞穴洞口的上窄下宽的覆盖体，在覆盖体内设置了排水管和多个排水孔，排水孔的出口和排水管的下端均暴露在垂直洞穴的洞口范围内，满足所在场地堆放料渣的需求，垂直洞穴的洞口与地表之间设置了可以放置覆盖体的扩挖槽，在解决了场地自然排水的前提下又能保证了垂直洞穴结构的稳定，同时取消了传统类似料渣场需要的排水暗涵、盲沟等消耗较大施工资源的排水设施，优化了场地排水措施、降低了工程投资，极大提高了料渣场的安全可靠性与绿色环保性并符合文明施工的要求。

技术研发人员：汪振坤
受保护的技术使用者：上海勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15