一种采煤沉陷地景观护岸及水底防渗的构建方法技术

本发明专利技术涉及一种采煤沉陷地景观护岸及水底防渗的构建方法，包括：确定采煤沉陷地景观工程建设场地范围，采用概率积分法计算建设场地的地表下沉值W和水平变形值ε，并划分出变形区域；根据水平变形值，确定进行工程建设的临界点；对采煤沉陷地岸坡的迎水侧进行护岸，并砌筑块石驳岸以及生态驳岸，构建采煤沉陷地景观护岸；采用机织有纺土工织布拼接铺设，构建采煤沉陷地水底防渗结构。本发明专利技术系统地解决了采煤沉陷区水利景观设施受采动影响破坏的问题，保证了良好的沉陷区生态修复效果，改善了采煤沉陷地周边人居环境。

【技术实现步骤摘要】
一种采煤沉陷地景观护岸及水底防渗的构建方法
本专利技术涉及沉陷区生态环境治理
，特别是涉及一种采煤沉陷地景观护岸及水底防渗的构建方法，特别适用于受煤矿开采地表变形仍在移动期的沉陷地水体景观构建。
技术介绍
我国生态环境的治理问题日趋重要，伴随着煤炭开采造成土地破坏和沉陷区面积不断增加，矿区环境治理及采煤沉陷区的利用工程需要技术上的不断创新和发展，据不完全统计，截止到2017年底，由于采煤造成的沉陷区土地面积约为170万公顷，并且每年仍以约4万公顷的速度递增，其中居民区周边沉陷土地面积约70余万公顷，严重影响生产和居住环境。目前，全国采煤沉陷区的环境治理主要采用被动治理和利用型，即等到地质环境破坏形成后加以治理，治理方法基本是平(平整)、挖(挖低垫高)、填(用客石、客土回填，或就地挖高填低)、覆(用客土覆盖，采石场多采用客土覆盖形式)；利用则是田(恢复为耕地)、林(林木，客土薄不宜乔木生长的，多种植灌木或草)、湿(湿地或湿地公园)、水(平原水库或整治成含有湖面、陆岸的景观公园)等。唐山市的南湖，徐州贾汪的潘安湖湿地，淮北市的南湖国家城市湿地公园、烈山洪庄村生态农业示范园、龙湖工业园，淮南市潘集农业生态园等，是最近几年煤矿塌陷区治理和利用较典型的范例。在我国东部的平原地区，煤矿开采后经过一段时间地表会沉陷、积水，从而形成水、陆复合的矿区生态环境。山东省的济宁市就是一个采煤沉陷区广泛分布的资源型城市，自上世纪70年代大规模开采以来，采煤塌陷问题越来越严重，塌陷区主要分布在邹城市、兖州市、微山县、任城区境内，土地塌陷总面积达到13518.2km，根据利用开采沉陷学概率积分法得到的预测数据，到2020年济宁市会出现采煤塌陷地43004.76km。通过预测分析可知济宁市采煤塌陷地增长速度较快，平均年增长率为6.2％，采煤塌陷地问题非常严峻。煤矿塌陷地的治理、利用目前多采取以下方式进行：对于下沉量大、塌陷区面积大的，可以建设平原水库；对于下沉量较大、有积水而又不连续、成片的，可以建为景观公园，高处为岸，低处为湖，减少挖、填工程量。但是，根据采煤沉陷区地表移动变形的规律，由于许多煤矿开采的厚度比较大(4～8m)，深度为400～600m，导致沉陷区地表的移动期时间较长，在进行平原水库和河道景观施工的过程中及完工以后，地表仍处于移动期，地表残余变形对在建及建成的水利(护岸及防渗)及景观工程仍然会造成破坏。目前针对地表变形仍在移动期的沉陷地水体景观构建方法，包括相关的护岸、驳岸构建方法和水底防渗处理，还没有成熟的系统技术方法，利用沉陷区进行水利及景观工程建设是一项急需解决的难题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对利用沉陷区进行水利及景观工程建设过程中出现的上述问题，提出一种采煤沉陷地景观护岸及水底防渗的构建方法，以适用于地表变形处于移动期的沉陷地水体景观建设，旨在解决采煤沉陷区水利景观设施受采动影响破坏的问题，保证良好的沉陷区生态修复效果，改善周边人居环境。为实现上述目的，本专利技术提供了一种采煤沉陷地景观护岸及水底防渗的构建方法，包括如下步骤：A、确定采煤沉陷地景观工程建设场地范围，采用概率积分法计算建设场地的地表下沉值W和水平变形值ε，并以地表下沉值W超过10mm的区域为沉陷区的范围，确定工程建设边界范围；B、根据水平变形值，确定利用本技术进行工程建设的临界点，当水平变形值ε≤+2mm/m时，进行大规模的沉陷区景观水利工程建设，当水平变形值ε＞+2mm/m时，不进行沉陷区景观水利工程建设，待沉陷区继续稳定以后再进行相应的工程建设；C、对采煤沉陷地岸坡的迎水侧进行护岸，并砌筑块石驳岸以及生态驳岸，构建采煤沉陷地景观护岸；D、采用机织有纺土工织布拼接铺设，构建采煤沉陷地水底防渗结构。优选地，采用概率积分法计算建设场地的地表下沉值W和水平变形值ε的步骤包括：A、调查收集相关的采煤沉陷地基础资料，所述采煤沉陷地基础资料包括煤层埋藏深度、煤层厚度和倾角、地层结构和岩性、采掘计划、开采方法、矿井设计说明书、采掘工程平面图、井上下对照图、钻孔柱状图；B、调查采煤沉陷地已有塌陷地的位置、范围、塌陷程度及治理与利用情况；C、根据采煤沉陷地的地质采矿条件、采掘计划和时序，根据各煤矿的地表移动参数，利用概率积分法得到的预测数据预测建设场地范围内的地表残余下沉和水平变形的程度，并得到相应的下沉值W和水平变形值ε。优选地，在采煤沉陷地岸坡的迎水侧进行护岸的步骤包括：A、在常水位以下设置坡比为1:2～1:5，采用格宾石笼进行护坡，格宾石笼下敷设碎石垫层及土工布，其中，平均每块土工布较正常敷设方法预留的宽度多出10mm+ε×B，其中，ε为地表水平变形值，单位为mm/m，B为土工布宽度，单位为m；B、在坡脚处设置格宾石笼护脚，平常水位处设置格宾石笼平台，进行土工合成材料上的保护层施工时，从坡脚处开始铺设，并沿边坡向上推进；C、在格宾石笼平台以上设置坡比范围为1:5～1:8，采用草皮护坡，堤防背水侧坡比为1:2～1:5顺接至现状地面，并采用草皮护坡。优选地，所述格宾石笼的厚度为0.5～1m；所述碎石垫层的厚度为0.2～0.5m；所述土工布的规格为250g/m3；所述格宾石笼护脚的宽度为1.0m，深度为1.0～1.5m；所述格宾石笼平台的宽度为1.0～5.0m。优选地，砌筑块石驳岸的步骤包括：A、在块石砌筑前，清除杂质，放出基础的轴线和边线，放置基础皮数杆，在所述皮数杆上标明退台及分层砌石高度，并且在皮数杆之间拉线，之后砌筑阶段梯形基础，并定出立线和卧线；B、砌筑第一层石块时，在基础上坐浆，依次砌角石、面石、填腹石，其中，在砌填腹石时，根据石块自然形状交错放置，再将细石混凝土填在空隙中；C、砌筑第二层以上石块时，每砌一石块先铺好砂浆，当石块往上砌时，压到要求的厚度并铺满整个灰缝，阶梯基础上阶梯的石块至少压砌下阶梯的1/2，相邻阶梯的毛石相互交错缝搭接砌筑；D、块石驳岸砌筑完成后，在块石砌体的外漏部分，采用1:2的水泥砂浆进行勾缝，并且驳岸每间隔10～20m设一道沉降缝兼伸缩缝，缝内填沥青木板或闭孔泡沫板，驳岸内间隔设置泄水孔。优选地，块石的转角及交接处同时砌筑，且块石每天砌筑高度不超过1.2m，外露面的灰缝厚度不大于40mm，两个分层高度间的错缝不小于80mm。优选地，所述生态驳岸包括草坡驳岸、景石驳岸以及木桩驳岸；所述木桩驳岸施工时，木桩内侧设置碎石笼返滤层，碎石笼内侧与土坡结合部设置一层土工布，并采用脱水植物纤维和麻绳编制而成的防侵蚀被作为一次性植被护岸。优选地，所述机织有纺土工织布为经聚丙烯加碳黑处理并由单一纤维单股编制而成的透水织布。优选地，所述机织有纺土工织布在拼接时采用自然搭接，自然搭接的宽度为500mm+ε×B以上；其中ε为地表水平变形值，单位为mm/m；B为机织有纺土工织布宽度值，单位为m。优选地，采用机织有纺土工织布拼接铺设的步骤包括：A、铺设前疏排沉陷区内积水、清除淤泥和腐质土层，将地面或边坡整平，铺设方向与地表下沉等值线方向平行；B、机织有纺土工织布上侧有土壤或石料保护时，施设锚定沟渠，机织有纺土工织布两端自然搭接重叠300mm+ε×B以上，在施工上机织有纺土工织布滤材放置时与土壤密切结合，其中ε为地表水平变形值，单位为mm本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采煤沉陷地景观护岸及水底防渗的构建方法，其特征在于：包括如下步骤：A、确定采煤沉陷地景观工程建设场地范围，采用概率积分法计算建设场地的地表下沉值W和水平变形值ε，并以地表下沉值W超过10mm的区域为沉陷区的范围，确定工程建设边界范围；B、根据水平变形值，确定进行工程建设的临界点，当水平变形值ε≤+2mm/m时，进行大规模的沉陷区景观水利工程建设，当水平变形值ε＞+2mm/m时，不进行沉陷区景观水利工程建设，待沉陷区继续稳定以后再进行相应的工程建设；C、对采煤沉陷地岸坡的迎水侧进行护岸，并砌筑块石驳岸以及生态驳岸，构建采煤沉陷地景观护岸；D、采用机织有纺土工织布拼接铺设，构建采煤沉陷地水底防渗结构。

【技术特征摘要】
1.一种采煤沉陷地景观护岸及水底防渗的构建方法，其特征在于：包括如下步骤：A、确定采煤沉陷地景观工程建设场地范围，采用概率积分法计算建设场地的地表下沉值W和水平变形值ε，并以地表下沉值W超过10mm的区域为沉陷区的范围，确定工程建设边界范围；B、根据水平变形值，确定进行工程建设的临界点，当水平变形值ε≤+2mm/m时，进行大规模的沉陷区景观水利工程建设，当水平变形值ε＞+2mm/m时，不进行沉陷区景观水利工程建设，待沉陷区继续稳定以后再进行相应的工程建设；C、对采煤沉陷地岸坡的迎水侧进行护岸，并砌筑块石驳岸以及生态驳岸，构建采煤沉陷地景观护岸；D、采用机织有纺土工织布拼接铺设，构建采煤沉陷地水底防渗结构。2.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于：采用概率积分法计算建设场地的地表下沉值W和水平变形值ε的步骤包括：A、调查收集相关的采煤沉陷地基础资料，所述采煤沉陷地基础资料包括煤层埋藏深度、煤层厚度和倾角、地层结构和岩性、采掘计划、开采方法、矿井设计说明书、采掘工程平面图、井上下对照图、钻孔柱状图；B、调查采煤沉陷地已有塌陷地的位置、范围、塌陷程度及治理与利用情况；C、根据采煤沉陷地的地质采矿条件、采掘计划和时序，根据各煤矿的地表移动参数，利用概率积分法得到的预测数据预测建设场地范围内的地表残余下沉和水平变形的程度，并得到相应的下沉值W和水平变形值ε。3.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于：在采煤沉陷地岸坡的迎水侧进行护岸的步骤包括：A、在常水位以下设置坡比为1:2～1:5，采用格宾石笼进行护坡，格宾石笼下敷设碎石垫层及土工布，其中，平均每块土工布较正常敷设方法预留的宽度多出10mm+ε×B，其中，ε为地表水平变形值，单位为mm/m，B为土工布宽度，单位为m；B、在坡脚处设置格宾石笼护脚，平常水位处设置格宾石笼平台，进行土工合成材料上的保护层施工时，从坡脚处开始铺设，并沿边坡向上推进；C、在格宾石笼平台以上设置坡比范围为1:5～1:8，采用草皮护坡，堤防背水侧坡比为1:2～1:5顺接至现状地面，并采用草皮护坡。4.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于：所述格宾石笼的厚度为0.5～1m；所述碎石垫层的厚度为0.2～0.5m；所述土工布的规格为250g/m3；所述格宾石笼护脚的宽度为1.0m，深度为1.0～1.5m；所述格宾石笼平台的宽度为1.0～5.0m。5.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于：砌筑...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢小忠，孙凯华，汤永明，贺肖强，付涛，逯永明，张云海，
申请(专利权)人：北京东方园林环境股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11