一种水库周边低洼地带岩溶暗河上的地基基础保护方法技术

本发明专利技术公开了一种水库周边低洼地带岩溶暗河上的地基基础保护方法，水库蓄水后，岩溶暗河地下水位升高，造成建筑物基础下部地下水位整体抬升，对建筑物地基产生岩溶塌陷、地基不均匀沉降、地基浮托力的工程地质问题；通过在建筑物基础下部岩溶暗河处布置减压排水井，将岩溶暗河系统的地下水以自流的形式溢出，然后通过地表明渠排走，这样可以降低场区岩溶承压水头压力，降低其对岩溶暗河顶部粘土层的浮托力，避免出现突涌而破坏地基基础；库水位骤降时，岩溶暗河系统内的地下水位骤降，此时地基基础下部的溶洞一部分处于真空状态下，引起地面岩溶塌陷、地基不均匀沉降的工程地质问题，此时通过减压井补给空气可以解决上述工程地质问题。地质问题。地质问题。

【技术实现步骤摘要】
一种水库周边低洼地带岩溶暗河上的地基基础保护方法


[0001]本专利技术属于水利水电工程地质勘察
，具体涉及一种水库周边低洼地带岩溶暗河上的地基基础保护方法。

技术介绍

[0002]岩溶在我国分布极为广泛，全国岩溶区面积约344万平方公里，占国土面积的三分之一，尤其在西南地区，溶洞、溶蚀洼地、地下暗河等岩溶地貌更为发育。当建筑物地基基础位于岩溶区时，存在岩溶塌陷、地基不均匀沉降、地基浮托力、岩溶水倒灌、场地浸没等工程地质问题，影响建筑物地基基础稳定性及场地安全。
[0003]目前，岩溶区主要采用填垫法、加固法、桩基法等措施对建筑物地基基础进行处理，可以解决溶蚀裂隙、溶洞等岩溶地基不均匀沉降、岩溶塌陷等问题。但是针对岩溶暗河，填垫法、加固法、桩基法等封闭处理措施实施极为困难，而且地基浮托力、岩溶水倒灌、场地浸没等工程地质问题亦无法得到解决。
[0004]因此，需要提出一种新的水库周边低洼地带岩溶暗河上的地基基础保护方法，以解决上述技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种水库周边低洼地带岩溶暗河上的地基基础保护方法，能够岩溶地区岩溶塌陷、地基不均匀沉降、地基浮托力、岩溶水倒灌、场地浸没工程地质问题的同时，保证经济、高效的完成岩溶区地基基础保护工作。
[0006]为解决上述问题，本专利技术提供的技术方案如下：
[0007]本专利技术实施例提供一种水库周边低洼地带岩溶暗河上的地基基础保护方法，其包括：
[0008]步骤S1，对工程区进行岩溶调查，查清建筑物地基基础处岩溶暗河的分布位置、特征以及水库蓄水前后建筑物基础下部岩溶暗河系统的地下水位变化情况。
[0009]步骤S2，在工程区中的建筑物基础下部岩溶暗河处设置多个减压井，减压井的数量根据查明的岩溶通道流量进行确定。
[0010]步骤S3，在减压井周边布置地表明渠，减压井井口高度高于地表明渠底部，避免水由地表明渠倒灌入减压井内，地表明渠设置预设纵坡，便于岩溶暗河承压力水头自流溢出后，通过地表明渠排入地表河流中。
[0011]步骤S4，与岩溶暗河连通的水库蓄水后，通过减压井降低岩溶暗河承受压力水头，避免击穿岩溶暗河顶部的粘土层造成突涌，同时削减库水位变动产生的脉动压力，起到调节地下水压力作用；水库水位骤降时，通过减压井对建筑物基础下部的溶洞补给空气，避免抽真空对岩溶暗河顶部粘土层形成不均匀沉降或地面塌陷，而破坏地基基础，实现对岩溶暗河地基基础的保护。
[0012]步骤S5，在工程区四周布置土石坝堤防，防止水库蓄水后，高水位期间岩溶暗河承
压力水头经岩溶暗河倒灌浸没工程区内。
[0013]根据本专利技术一可选实施例，步骤S4具体包括：当岩溶暗河系统在山区洼地接受大气降水入渗补给后向地表河流排泄，水库蓄水至深度H1＝61m时，建筑物地基基础处的承压水头高出粘土层底面，此时压力水头对建筑物地基基础产生浮托力作用，导致工程区内岩溶暗河顶部的粘土层击穿形成突涌，引起地基基础凸起、开裂造成破坏情况下，通过在建筑物基础下部岩溶暗河处布置减压排水井，将岩溶暗河系统的地下水以自流的形式溢出，然后通过地表明渠排走，这样可以降低场区岩溶承压水头压力，降低其对岩溶暗河顶部粘土层的浮托力，避免出现突涌而破坏地基基础的情况。
[0014]根据本专利技术一可选实施例，步骤S4具体包括：当库水位骤降至深度H2＝40m时，岩溶暗河系统内的地下水位骤降，此时建筑物地基基础下部的溶洞一部分处于真空状态下，建筑物地基基础在真空压缩作用下，岩溶暗河上部粘土层出现地基不均匀沉降，且库水位在运行过程中，不断的处于升降状态，地下水位对地基会产生交替的脉动压力，造成地基浮托力、岩溶塌陷的工程地质情况下，通过减压井对建筑物基础下部的溶洞补给空气，避免抽真空对岩溶暗河顶部粘土层形成不均匀沉降或地面塌陷，而破坏地基基础，实现对岩溶暗河地基基础的保护。
[0015]根据本专利技术一可选实施例，步骤S2采用冲击钻成孔工艺制备减压井，并打穿岩溶溶洞顶板，确保成井位置位于岩溶暗河系统上；其中，减压井包括井口部分和通孔部分，通孔部分一端与井口部分连通，另一端穿过粘土层与岩溶暗河的岩溶溶洞连通；位于粘土层中的通孔部分的直径为80cm，采用壁厚1cm钢管护筒进行护壁，位于岩溶溶洞中的通孔部分的直径为60cm；井口部分的截面形状为U型，井口部分两侧宽度为210cm，高度为160cm，井口部分的侧壁厚度为30cm，底部厚度为20cm，井口部分的底部还设置有10cm厚的砂垫层。
[0016]根据本专利技术一可选实施例，步骤S2中的减压井的数量为14个。
[0017]根据本专利技术一可选实施例，步骤S3中的减压井周边布置的地表明渠的渠道截面尺寸宽高比设置为1:1，预设纵坡为0.2％，采用C20混凝土现浇，每隔5m设置一道P型橡胶止水，以保证减压井井口高出排水渠底部30cm，以免倒灌入减压井，这样岩溶暗河系统地下水承压自流后通过地表明渠排出，以降低岩溶暗河的压力水头，减小浮托力对地基的破坏。
[0018]根据本专利技术一可选实施例，步骤S5具体包括：建筑物四周布置土石坝堤防用于保护场区的整体安全，土石坝堤防顶高于高水位3～5m，土石坝堤防的防水面和背水面坡比设置为1:2，堤防采用黏土填筑，压实度≥0.9，每填筑30cm分层碾压夯实，地基承载力150kPa，防止水库蓄水后岩溶承压水倒灌浸没工程区。
[0019]有益效果：本专利技术实施例提供了一种水库周边低洼地带岩溶暗河上的地基基础保护方法，水库蓄水后，岩溶暗河地下水位升高，造成建筑物基础下部地下水位整体抬升，对建筑物地基产生岩溶塌陷、地基不均匀沉降、地基浮托力、岩溶水倒灌、场地浸没等工程地质问题。通过在建筑物基础下部岩溶暗河处布置减压排水井，将岩溶暗河系统的地下水以自流的形式溢出，然后通过地表明渠排走，这样可以降低场区岩溶承压水头压力，降低其对岩溶暗河顶部粘土层的浮托力，避免出现突涌而破坏地基基础。库水位骤降时，岩溶暗河系统内的地下水位骤降，此时地基基础下部的溶洞一部分处于真空状态下，引起地面岩溶塌陷、地基不均匀沉降等工程地质问题，此时通过减压井补给空气可以解决上述工程地质问题。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本申请实施例提供的一种库水位抬升后建筑物地基下部岩溶暗河系统地下水位分布示意图。
[0022]图2为本申请实施例提供的一种库水位骤降时建筑物地基下部岩溶暗河系统地下水位分布示意图。
[0023]图3为本申请实施例提供的一种减压井结构示意图。
[0024]图4为本申请实施例提供的一种减压井断面图。
[0025]图5为本申请实施例提供的一种减压井排水后建筑物地基下部岩溶暗河地下水位分布示意图。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水库周边低洼地带岩溶暗河上的地基基础保护方法，其特征在于，包括：步骤S1，对工程区进行岩溶调查，查清建筑物地基基础处岩溶暗河的分布位置、特征以及水库蓄水前后建筑物基础下部岩溶暗河系统的地下水位变化情况；步骤S2，在工程区中的建筑物基础下部岩溶暗河处设置多个减压井，减压井的数量根据查明的岩溶通道流量进行确定；步骤S3，在减压井周边布置地表明渠，减压井井口高度高于地表明渠底部，避免水由地表明渠倒灌入减压井内，地表明渠设置预设纵坡，便于岩溶暗河承压力水头自流溢出后，通过地表明渠排入地表河流中；步骤S4，与岩溶暗河连通的水库蓄水后，通过减压井降低岩溶暗河承受压力水头，避免击穿岩溶暗河顶部的粘土层造成突涌，同时削减库水位变动产生的脉动压力，起到调节地下水压力作用；水库水位骤降时，通过减压井对建筑物基础下部的溶洞补给空气，避免抽真空对岩溶暗河顶部粘土层形成不均匀沉降或地面塌陷，而破坏地基基础，实现对岩溶暗河地基基础的保护；步骤S5，在工程区四周布置土石坝堤防，防止水库蓄水后，高水位期间岩溶暗河承压力水头经岩溶暗河倒灌浸没工程区内。2.根据权利要求1所述的一种水库周边低洼地带岩溶暗河上的地基基础保护方法，其特征在于，步骤S4具体包括：当岩溶暗河系统在山区洼地接受大气降水入渗补给后向地表河流排泄，水库蓄水至深度H1＝61m时，建筑物地基基础处的承压水头高出粘土层底面，此时压力水头对建筑物地基基础产生浮托力作用，导致工程区内岩溶暗河顶部的粘土层击穿形成突涌，引起地基基础凸起、开裂造成破坏情况下，通过在建筑物基础下部岩溶暗河处布置减压排水井，将岩溶暗河系统的地下水以自流的形式溢出，然后通过地表明渠排走，这样可以降低场区岩溶承压水头压力，降低其对岩溶暗河顶部粘土层的浮托力，避免出现突涌而破坏地基基础的情况。3.根据权利要求1所述的一种水库周边低洼地带岩溶暗河上的地基基础保护方法，其特征在于，步骤S4具体包括：当库水位骤降至深度H2＝40m时，岩溶暗河系统内的地下水位骤降，此时建筑物地基基础下部的溶洞一部分处于真空状态下，建筑物地基基础在真空压缩...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建军，李会中，罗玉华，肖云华，刘国栋，王团乐，刘冲平，彭伟，王晓欣，郝喜明，施炎，许琦，白伟，井发坤，刘铁峰，
申请(专利权)人：长江三峡勘测研究院有限公司武汉，
类型：发明
国别省市：