申请/专利权人：中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司

申请日：2018-12-10

公开（公告）日：2024-03-26

公开（公告）号：CN109469042B

主分类号：E02D3/00

分类号：E02D3/00;E02D19/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.26#授权;2019.04.09#实质审查的生效;2019.03.15#公开

摘要：本发明提供了一种防渗堆场场区溶洞处理结构，包括钢筋混凝土盖板；所述钢筋混凝土盖板盖在混凝土垫层上，混凝土垫层压在强化层中，在混凝土垫层底部有溶洞且混凝土垫层面积大于溶洞的顶部开口；所述钢筋混凝土盖板和强化层顶面覆有防渗系统；有HDPE管穿过防渗系统、钢筋混凝土盖板、混凝土垫层探入至溶洞中；有地下水导排管从强化层中横穿。本发明可以通过溶洞和地下水导排系统对地下水进行排泄，有效的解决了传统溶洞填埋处理技术不能排放地下水的问题，避免了地下水水位过高对防渗系统的破坏。

主权项：1.一种防渗堆场场区溶洞处理结构，包括钢筋混凝土盖板8，其特征在于：所述钢筋混凝土盖板8盖在混凝土垫层7上，混凝土垫层7压在强化层3中，在混凝土垫层7底部有溶洞5且混凝土垫层7面积大于溶洞5的顶部开口；所述钢筋混凝土盖板8和强化层3顶面覆有防渗系统4；有HDPE管15穿过防渗系统4、钢筋混凝土盖板8、混凝土垫层7探入至溶洞5中；有地下水导排管9从强化层3中横穿；所述溶洞5分为浅埋溶洞和隐伏溶洞两种类型，当溶洞5为浅埋溶洞时，溶洞5中填有回填砂砾料6；所述地下水导排管9、土工布10、回填碎石11、回填黏土12组成地下水导排系统，其中地下水导排管9从回填碎石11填充部分穿过。

全文数据：一种防渗堆场场区溶洞处理结构技术领域本发明涉及一种防渗堆场场区溶洞处理结构。背景技术溶洞是石灰岩地区地下水长期溶蚀所形成的复杂地下空间，在建设工程遭遇溶洞时，如果不对其及时进行处理，会增加整个工程的风险，甚至发生工程事故。现有的溶洞处理技术主要是填埋，只是针对不同的溶洞类型，采取的填埋材料和填埋技术不同。1传统处理方法：大开挖施工或往溶洞灌注水泥浆或混凝土，该方法一般工期较长、费用较高且无法确保溶洞的充分填充。2利用工程废弃土填充溶洞：利用工程废弃土制备成气泡混合土作为地下溶洞的填充材料，具体步骤包括：地质勘察、塌孔保护、钻孔、钻孔冲洗、制备气泡混合土、注浆作业等。该方法可以保证溶洞的充分填充。3对不同类型的溶洞采用不同材料的填充方法：先对溶洞进行分类，根据不同的溶洞类型采用不同的填充方法。具体步骤包括：对小型溶洞采用回填粘土钻孔固壁的方法；对中型溶洞采用片石黏土堵洞筑壁法，对于大型溶洞采用片石水泥土造浆法。该方法针对不同类型的溶洞采用不同的处理方法，有利于节约材料，缩短施工周期，提高施工效率。现有的的溶洞填埋处理技术，不能满足防渗堆场场区溶洞处理要求。首先，现有的的溶洞填埋处理技术将溶洞通道完全封堵后，地下水不能再通过溶洞进行排泄，如果地下水水位过高将对防渗堆场的防渗系统产生巨大的顶托力，造成防渗系统的破坏；其次，现有的溶洞填埋处理技术不能满足防渗堆场防渗系统铺设的平整度要求；最后现有的溶洞填埋处理技术不能完全避免溶洞回填物质在外力作用下的不均匀沉降，一旦发生不均匀沉降必然造成防渗系统的破坏。发明内容为解决上述技术问题，本发明提供了一种防渗堆场场区溶洞处理结构，该防渗堆场场区溶洞处理结构能顺利排泄地下水，能满足防渗堆场防渗系统铺设的平整度要求，且能避免溶洞在外力作用下的不均匀沉降对防渗系统造成破坏。本发明通过以下技术方案得以实现。本发明提供的一种防渗堆场场区溶洞处理结构，包括钢筋混凝土盖板；所述钢筋混凝土盖板盖在混凝土垫层上，混凝土垫层压在强化层中，在混凝土垫层底部有溶洞且混凝土垫层面积大于溶洞的顶部开口；所述钢筋混凝土盖板和强化层顶面覆有防渗系统；有HDPE管穿过防渗系统、钢筋混凝土盖板、混凝土垫层探入至溶洞中；有地下水导排管从强化层中横穿。所述溶洞分为浅埋溶洞和隐伏溶洞两种类型，当溶洞为浅埋溶洞时，溶洞中填有回填砂砾料。所述回填砂砾料在溶洞中压实度不低于0.93。所述混凝土垫层为C15混凝土，厚度为10cm。所述防渗系统为多层，从底部往上依次为基础层、黏土保护层、GCL土毯、光面HDPE膜、保护层土工布。所述GCL土毯规格为4800gm2，保护层土工布为长丝无纺土工布、规格为600gm2。所述光面HDPE膜规格为2.0mm，光面HDPE膜在HDPE管穿过部位进行局部搭接并采用单焊缝挤出焊接，搭接长度在水平方向不小于0.5m，竖直方向不小于0.7m。所述HDPE管为Ф160的HDPE管。所述地下水导排管、土工布、回填碎石、回填黏土组成地下水导排系统，其中地下水导排管从回填碎石填充部分穿过。本发明的有益效果在于：可以通过溶洞和地下水导排系统对地下水进行排泄，有效的解决了传统溶洞填埋处理技术不能排放地下水的问题，避免了地下水水位过高对防渗系统的破坏；通过在溶洞顶部覆盖层表面设置钢筋混凝土盖板，有效的解决了现有溶洞填埋处理技术不能满足防渗堆场防渗系统铺设平整度要求的问题，能够避免溶洞回填物质在外力作用下产生的不均匀沉降对防渗系统的破坏；管穿膜技术的应用，对管穿膜这一防渗系统薄弱部位进行了补强，可以有效的避免渗滤液等污水在此处的渗漏，对防渗堆场具有极大的使用价值。附图说明图1是本发明应用于浅埋溶洞的结构示意图；图2是本发明应用于隐伏溶洞的结构示意图；图3是图1和图2中A-A面剖视图；图4是图1和图2中HDPE管的细部结构示意图。图中：1-基岩，2-地层分界线，3-强化层，4-防渗系统，5-溶洞，6-回填砂砾料，7-混凝土垫层，8-钢筋混凝土盖板，9-地下水导排管，10-土工布，11-回填碎石，12-回填黏土，13-盲沟，14-光面HDPE膜，15-HDPE管，16-焊缝。具体实施方式下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。如图1至图4所示的一种防渗堆场场区溶洞处理结构，包括钢筋混凝土盖板8；所述钢筋混凝土盖板8盖在混凝土垫层7上，混凝土垫层7压在强化层3中，在混凝土垫层7底部有溶洞5且混凝土垫层7面积大于溶洞5的顶部开口；所述钢筋混凝土盖板8和强化层3顶面覆有防渗系统4；有HDPE管15穿过防渗系统4、钢筋混凝土盖板8、混凝土垫层7探入至溶洞5中；有地下水导排管9从强化层3中横穿。所述溶洞5分为浅埋溶洞和隐伏溶洞两种类型，当溶洞5为浅埋溶洞时，溶洞5中填有回填砂砾料6。所述回填砂砾料6在溶洞5中压实度不低于0.93。所述混凝土垫层7为C15混凝土，厚度为10cm。所述防渗系统4为多层，从底部往上依次为基础层、黏土保护层、GCL土毯、光面HDPE膜14、保护层土工布。所述GCL土毯规格为4800gm2，保护层土工布为长丝无纺土工布、规格为600gm2。所述光面HDPE膜14规格为2.0mm，光面HDPE膜14在HDPE管15穿过部位进行局部搭接并采用单焊缝16挤出焊接，搭接长度在水平方向不小于0.5m，竖直方向不小于0.7m。所述HDPE管15为Ф160的HDPE管SDR13.6。所述地下水导排管9、土工布10、回填碎石11、回填黏土12组成地下水导排系统，其中地下水导排管9从回填碎石11填充部分穿过。更一般的，本发明主要分为如下几个部分：a.溶洞结构及处理措施、b.地下水导排系统、c.防渗系统、d.管穿膜系统。其中：溶洞结构及处理措施分为浅埋溶洞结构及处理措施和隐伏溶洞结构及处理措施。其中，浅埋溶洞结构及处理措施由基岩1、地层分界线2、强化层3、防渗系统4、溶洞5、回填砂砾料6、混凝土垫层7和钢筋混凝土盖板8组成；隐伏溶洞结构及处理措施基岩1、地层分界线2、中分化层强化层3、防渗系统4、溶洞5、混凝土垫层7和钢筋混凝土盖板8组成。地下水导排系统由地下水导排管9、土工布10、回填碎石11、回填黏土12组成。管穿膜系统由光面HDPE膜14、HDPE管15和焊缝16组成。操作时，可按照如下步骤：1对溶洞5浅埋溶洞或隐伏溶洞顶部地层上表面一定范围进行覆盖层清除，对浅埋溶洞填充回填砂砾料6，在覆盖层或回填砂砾料6的基础上依次施工混凝土垫层7和钢筋混凝土盖板8；2对地下水导排盲沟13进行放坡开挖，开挖完毕后依次进行土工布10铺设、底层碎石11回填、地下水导排管9铺设、上层碎石11回填、土工布10缝合、回填黏土12填充，其中，溶洞5上部地下水导排系统在溶洞处理措施实施时预设，实施顺序同上所述；3在溶洞5处理措施和地下水导排系统实施完毕的基础上，进行防渗系统4的施工，施工顺序依次为基础层碾压、黏土保护层铺设与碾压、GCL土毯铺设、光面HDPE膜14铺设与焊接和保护层土工布铺设；4管穿膜系统中HDPE管15在溶洞5处理措施实施时预埋，光面HDPE膜14与DPE管15的焊接在防渗系统中光面HDPE膜14铺设时实施。另外，在具体实施时，还应注意：1钢筋混凝土盖板7应采用C25混凝土和Ф16HRB300钢筋，覆盖范围应大于溶洞5边线约1m；钢筋混凝土盖板7的标号、尺寸和钢筋的规格、间距可根据实际地质条件和溶洞5的情况经结构计算确定或调整；2地下水导排管9主管采用Ф315HDPE花管SDR13.6，支管采用Ф200HDPE花管SDR13.6；管周方向上每45度开一Ф20孔，管长方向每12cm开一Ф20孔，开孔采用梅花形布置；3回填碎石11采用直径3～5cm碎石，压实度不低于0.93；4回填黏土12压实度不低于0.93，以免发生不均匀沉降；5盲沟13横断面为倒梯形，底部宽度为0.6m，顶部宽度为2.1m，高为1.5m，开挖边坡坡度为1:0.5；6防渗系统4基础层压实度不低于0.93，以免发生不均匀沉降；7防渗系统4黏土保护层厚度不小于60cm，压实度不低于0.93，以免发生不均匀沉降。

权利要求：1.一种防渗堆场场区溶洞处理结构，包括钢筋混凝土盖板8，其特征在于：所述钢筋混凝土盖板8盖在混凝土垫层7上，混凝土垫层7压在强化层3中，在混凝土垫层7底部有溶洞5且混凝土垫层7面积大于溶洞5的顶部开口；所述钢筋混凝土盖板8和强化层3顶面覆有防渗系统4；有HDPE管15穿过防渗系统4、钢筋混凝土盖板8、混凝土垫层7探入至溶洞5中；有地下水导排管9从强化层3中横穿。2.如权利要求1所述的防渗堆场场区溶洞处理结构，其特征在于：所述溶洞5分为浅埋溶洞和隐伏溶洞两种类型，当溶洞5为浅埋溶洞时，溶洞5中填有回填砂砾料6。3.如权利要求2所述的防渗堆场场区溶洞处理结构，其特征在于：所述回填砂砾料6在溶洞5中压实度不低于0.93。4.如权利要求1所述的防渗堆场场区溶洞处理结构，其特征在于：所述混凝土垫层7为C15混凝土，厚度为10cm。5.如权利要求1所述的防渗堆场场区溶洞处理结构，其特征在于：所述防渗系统4为多层，从底部往上依次为基础层、黏土保护层、GCL土毯、光面HDPE膜14、保护层土工布。6.如权利要求5所述的防渗堆场场区溶洞处理结构，其特征在于：所述GCL土毯规格为4800gm2，保护层土工布为长丝无纺土工布、规格为600gm2。7.如权利要求5所述的防渗堆场场区溶洞处理结构，其特征在于：所述光面HDPE膜14规格为2.0mm，光面HDPE膜14在HDPE管15穿过部位进行局部搭接并采用单焊缝16挤出焊接，搭接长度在水平方向不小于0.5m，竖直方向不小于0.7m。8.如权利要求1所述的防渗堆场场区溶洞处理结构，其特征在于：所述HDPE管15为Ф160的HDPE管。9.如权利要求1所述的防渗堆场场区溶洞处理结构，其特征在于：所述地下水导排管9、土工布10、回填碎石11、回填黏土12组成地下水导排系统，其中地下水导排管9从回填碎石11填充部分穿过。

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