[发明专利]一种地下水封洞库渗流场智能调控系统及调控方法

说明书

本发明公开了地下水封洞库渗流场智能调控系统及调控方法。所述调控系统包括水幕巷道，水平施工巷道，以及斜坡施工巷道；所述水幕巷道与所述斜坡施工巷道通过隔水墙隔开，所述水幕巷道连通有兼做排水孔和补水孔的水平水幕孔和铅直水幕孔；所述水幕巷道、水平施工巷道以及洞库内均设有潜水泵和水位压力计，各水位压力计的水位信号经信号电缆传输到信号采集与控制模块，所述信号采集与控制模块通过信号电缆控制各潜水泵动作。本发明的调控系统可充分利用天然地下水资源，从而降低供水成本。

技术领域

本发明涉及一种地下水封洞库渗流场智能调控系统，属于地下水封洞库渗流场控制领域。

背景技术

现有技术条件下，地下水封洞库采用水幕系统提供的水力条件实现对储存在洞穴内的液体（石油、液化天然气等）和气体（天然气、压缩空气等）进行密封、防止其外渗的目的。水幕系统包括水幕巷道、水幕孔、施工期供水管道及仪器设备等。水幕系统在施工期采用供水管道及仪器设备对每个水幕孔进行供水保压，压力大小采用水幕孔所在位置处水幕系统施工前的天然地下水压力。

根据各个水封洞库工程的具体水封条件，对于降雨量少的干旱地区的水封洞库，水幕系统在运行期一般采用接入市政供水管网的方法通过专门的供水管道和相应的仪器设备来实现对每个孔的保水孔压目的；对于降雨量丰沛地区的水封洞库，则采用堵头将水幕巷道和施工巷道分隔开来，进而利用丰富的天然降水入渗所恢复的地下水位来保证水幕孔所需要的压力。

无论是在施工期，还是在运行期，上述水封洞库所利用水幕系统的运行方式对水封洞库工程而言，都存在以下问题：

1）为了保证水封洞库所需的水封压力，水幕巷道设计高程一般较低，且对水幕孔采用不低于天然地下水位的压力进行补水保压，其结果是水幕孔内运行压力高（即高压运行方式），较高的补水压力带来的后果是水封洞库在施工期和运行期的涌水量大，抽水量大、地面水处理设施规模大、长期运行水处理成本高；

2）即使在降雨丰沛的地区，在干旱季节也需要对水幕系统进行补水保压，保压所需的补水量一般采用城市市政管网进行供水，以保证补水的可靠性，在这种情况下，需要大量资金购买自来水从而带来经济性不佳的问题；

3）水幕系统运行过程中仅仅考虑其补水作用，未利用其所具备的排水降压功能，故工程施工完成后，水幕巷道入口处一般都用混凝土堵头进行全截面封堵，水幕系统中的水平或铅直水幕孔压力由恢复地下水位控制，不具备人工干预调整条件；

4）抽排系统的水泵只布置在水封洞库内，水泵所需的扬程高，运行耗电量大；

5）所有洞库内的渗水均需要进入污水处理站进行处理，污水处理站规模大，造价高。

发明内容

为克服现有水幕系统运行方式的不合理性及排水系统设计的不完善性所带来的供水成本和水处理成本高的缺点，本发明旨在提供一种地下水封洞库渗流场智能调控系统，该智能调控系统可充分利用天然地下水资源，从而降低供水成本。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种地下水封洞库渗流场智能调控系统，其结构特点是，包括位于洞库上方的控制地下水位处的水幕巷道，位于洞库一侧的水平施工巷道，以及从地面向地下延伸至与所述水平施工巷道连通的斜坡施工巷道；所述控制地下水位位于初始地下水位线下方，所述水幕巷道与所述斜坡施工巷道通过隔水墙隔开，所述水幕巷道连通有兼做排水孔和补水孔的水平水幕孔和铅直水幕孔；

所述水幕巷道内设有第一潜水泵和第一水位压力计，所述水平施工巷道内设有第二潜水泵和第二水位压力计，所述洞库内设有第三潜水泵和第三水位压力计；各水位压力计的水位信号经信号电缆传输到信号采集与控制模块，所述信号采集与控制模块通过信号电缆控制各潜水泵动作；