[发明专利]一种平原水库水平防渗层膜下水气分离式外排综合系统

说明书

本发明提供了一种平原水库水平防渗层膜下水气分离式外排综合系统，包括膜下集水集气系统、库内坝脚水气分离系统和坝址排水排气系统，所述的膜下集水集气系统从库内中心向外侧倾斜设置，膜下集水集气系统包括交错分布的集水通道和集气通道；所述的库内坝脚水气分离系统包括沿着坝内脚线设置的蓄气通道和蓄水通道，蓄气通道与集气通道连接，蓄水通道和集水通道连接。本发明结构设计合理，优化了膜下排水排气的方案，使得膜下的气/水通过“集、蓄、排”系统实现分离式排出，解决了平原水库膜下排气砂沟积水影响孔隙气体外排、逆止阀失效无法排气和逆止阀破坏土工膜水平防渗层完整性等诸多难题。

技术领域

本发明属于水气排出系统技术领域，具体地说是一种平原水库水平防渗层膜下水气分离式外排综合系统。

背景技术

在建设平原水库时，当库区没有不透水地层或因不透水层深而难以完全垂直截渗时，往往采用整个库底进行水平防渗的方案，即库盘防渗方案；库盘防渗材料常采用土工膜或复合土工膜。而当库盘面积较大、地下水位埋深适中时，由于库区地下水位升高、土工膜缺陷渗漏等原因，使得膜下非饱和土体中的气体集聚、上升，在膜下形成有压气体而使土工膜产生鼓胀变形，压力过大甚至会出现气爆等破坏，进一步加剧渗漏，影响水库防渗安全。

目前，一般是通过在膜下布置排气砂沟和逆止阀来排出膜下孔隙气体，以防治气胀问题。现场观测和试验研究表明：一方面渗漏水进入膜下砂层后，原设有的排气砂沟不仅是排气通道，还是地下水聚集的场所，渗漏水侵占排气砂沟，产生水阻，渗漏水体封闭气体空间使之难以排出。另一方面水下易产生泥沙颗粒堵塞和生物堵塞，降低了逆止阀使用寿命，并可能导致逆止阀失效；另外逆止阀维修困难，还破坏了水库水平防渗层的完整性等。

另外，通过我们多年的研究发现，平原水库水平防渗层膜下孔隙气体聚集鼓胀的现象较为复杂，不单纯仅是孔隙气体的问题，也存在孔隙气、孔隙水混合体，以往仅从排气的角度解决平原水库水平防渗层膜下气胀的问题是不全面的。为此，提出了平原水库水平防渗层膜下水、气统筹处理的科学方案，并研发了平原水库水平防渗膜下水气分离式外排综合系统。

发明内容

本发明提供一种平原水库水平防渗层膜下水气分离式外排综合系统，用以解决膜下水气通路不顺畅的问题，达到有效排出膜下水气、减小膜下气压和保证防渗系统稳定运行的有益效果。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种平原水库水平防渗层膜下水气分离式外排综合系统，包括膜下集水集气系统、库内坝脚水气分离系统和坝址排水排气系统，所述的膜下集水集气系统从库内中心向外侧倾斜设置，膜下集水集气系统包括交错分布的集水通道和集气通道；所述的库内坝脚水气分离系统包括沿着坝内脚线设置的蓄气通道和蓄水通道，蓄气通道与集气通道连接，蓄水通道和集水通道连接；所述的坝址排水排气系统包括沿库内坝坡坡脚至坡顶倾斜设置的排气通道和从库内坝基由坝内坡坡脚伸向坝外坡坡脚的排水通道，排气通道与蓄气通道连接，排水通道与蓄水通道连接。

进一步的，所述的膜下集水集气系统包括盲沟、集水通道、土工布和砂层,盲沟内设有收集液体的集水通道，盲沟和集水通道均从库中心向四周围坝方向倾斜设置；盲沟内设有土工布，土工布与集水通道之间通过回填粗砂设置砂层。

进一步的，所述的集水通道包括不透气的集水管和塑料排水带,盲沟内下部设有集水管，集水管外侧与倾斜设置的塑料排水带一端密封连接，塑料排水带另一端置于周边土体内，土工布与集水管外侧之间通过回填粗砂设置砂层。

进一步的，所述的集水通道外侧设有一层土工布，该处土工布与集水通道外侧的土工布之间通过回填粗砂设置砂层。

进一步的，可替换方案的，所述的集水通道为软式透水管，盲沟内下部设有软式透水管，软式透水管外周包裹有作为滤膜使用的土工布。

进一步的，可替换方案的，所述的集水通道为对称式葫芦型的集水管，集水管上设有通孔且其外侧包裹有土工布。