严寒盐碱环境调蓄水库防渗全库盘土工膜及施工方法与流程

本发明涉及水库土工膜施工领域，尤其是涉及严寒盐碱环境调蓄水库防渗全库盘土工膜及施工方法。

背景技术：

1、严寒盐碱环境下的调蓄水库，其防渗体系长期面临高盐碱腐蚀、剧烈冻融循环及水位大幅波动等多重耦合作用，运行环境极为严苛。传统防渗结构多采用单一土工膜或普通混凝土防护板，在极端低温条件下，土体冻胀易导致土工膜受拉破裂、防护板翘曲变形，形成渗漏通道；同时，高盐碱地下水对膜下垫层及混凝土结构具有强腐蚀性，加速材料劣化，大幅缩短工程服役寿命。此外，膜下积聚的气体与渗积水若不能及时排出，会在温度变化时产生气胀或水压顶托，造成土工膜局部鼓起甚至破损，而现有排水系统多依赖被动溢流或人工巡检，缺乏对膜下气压、水质的动态感知与主动调控能力。

2、水面冰胀力对水下土工膜的挤压破坏亦是高寒区水库的共性问题，传统破冰方式能耗高且难以持续覆盖全库盘。

3、因此，亟需一种集防渗、防冻胀、主动加热、动态排气排水及渗漏定位报警于一体的全库盘复合防护体系，以系统解决严寒盐碱环境下调蓄水库长期安全运行的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种解决上述技术问题的严寒盐碱环境调蓄水库防渗全库盘土工膜及施工方法。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种严寒盐碱环境调蓄水库防渗全库盘土工膜的施工方法，包括以下步骤：

3、步骤一、库底预先开挖施工集水井，并与排水井相连通；排水井端部设置排气孔以及井盖，并集成有感应式开盖系统，感应式开盖系统通过气压传感器实时监测排气压力，以驱动井盖开启与闭合；

4、步骤二、坝体上方依次铺设土工膜，土工膜铺设时对膜下局部进行找平处理；

5、步骤三、土工膜铺设完成后，先在土工膜表面覆盖一层素土保护层，随后在素土保护层之上填筑相变保温层，以使素土保护层与相变保温层形成复合材料层；

6、步骤四、复合材料层施工完成后，安装预制混凝土防护板；预制混凝土防护板采用节段预制形式，相邻节段之间通过插销插入插孔连接；每个预制混凝土防护板节段两侧均设有内槽，内槽包括上层支撑件及下层坝下管路加热系统；

7、步骤五、相邻预制混凝土防护板组拼就位后，在预制混凝土防护板顶部边侧的预留凹槽四周安装密封垫，将渗漏监测模块两端的传感器探头分别插入预留凹槽内的通孔中，随后借助拉环将渗漏监测模块装入预留凹槽；

8、步骤六、库底布设若干混凝土块，与预制混凝土防护板连接；水面上方设置漂浮式水面散热系统，漂浮式水面散热系统通过吊绳与混凝土块连接。

9、进一步的，步骤四中，下层坝下管路加热系统包括至少两角钢、连接于相邻两角钢之间的若干电加热管，若干电加热管并联接电后均匀布设并穿过角钢上预留的限位孔，第一电源通过u型支架固定于内槽的底板上，并以顶紧螺栓顶紧固定。

10、进一步的，步骤五中，渗漏监测模块的面板中部设有盖板，盖板上安装第二电源、至少两水浸传感器及通过弹簧卡扣卡接的警示灯；当传感器探头探测到周围存在渗漏水时，将信号传递至水浸传感器，触发警示灯发出声光报警。

11、进一步的，步骤六中，漂浮式水面散热系统包括外部面板和内部自加热面板，外部面板上方安装有太阳能电池，内部自加热面板包括具有相变材料pcm的储能层与电加热元件。

12、进一步的，步骤一中，感应式开盖系统包括在排水井一侧通过第二牛腿支撑安装的电动推杆及控制器，电动推杆顶部通过固定板与井盖连接，固定杆一端固接于排水井井壁，另一端与导向环固定，电动推杆穿设于导向环内。

13、进一步的，步骤一中，集水井通过排水管经三通连接至第一排水支管与第四排水支管，第一排水支管经三通以及弯头连接至第三排水支管和第二排水支管，第四排水支管经三通以及弯头连接至第六排水支管和第五排水支管，根据集水井底部的浊度传感器监测信号切换排水模式。

14、进一步的，当检测到集水井内水质较差时，第四排水支管处的第二电动阀与第二排水支管处的第三电动阀关闭，第一排水支管处的第一电动阀与第五排水支管处的第四电动阀开启，水体沿排水管依次流经第一排水支管和第三排水支管，进入反冲洗过滤器进行过滤处理，净化后的水流经第六排水支管和第五排水支管排入排水井，再通过排水井内依次连通设置的吸水管、第一出水管及第二抽水泵回排至水库；当浊度传感器检测到集水井内水质较好时，第一电动阀与第三电动阀关闭，第二电动阀与第四电动阀开启，水体沿排水管依次流经第四排水支管和第五排水支管直接排入排水井，经由第二抽水泵提升回排至水库。

15、进一步的，当反冲洗过滤器需进行反洗维护时，第一电动阀与第四电动阀关闭，第二电动阀与第三电动阀开启，水流沿排水管依次流经第四排水支管和第六排水支管，以对反冲洗过滤器进行反洗清理，反洗产生的污水沿第三排水支管进入第二排水支管，经由第一牛腿支撑安装于排水井侧壁的第一抽水泵从第二出水管排出。

16、进一步的，集水井通过管道与排水井相连通，管道外壁敷设电热带，并依次包覆岩棉及铝皮，相邻管道之间通过法兰连接。

17、本发明还公开了一种严寒盐碱环境调蓄水库防渗全库盘土工膜，根据严寒盐碱环境调蓄水库防渗全库盘土工膜的施工方法施工获得。

18、本发明的有益效果在于：

19、1、本发明在坝体上依次铺设土工膜、pcm改性黏土复合材料层及预制混凝土防护板，复合材料层内pcm胶囊通过相变潜热释放延缓土体冻结并阻隔水分下渗；防护板节段间通过插销快速连接，内置高阻尼橡胶缓冲柱与电加热系统，非极端低温时由复合材料层被动放热，极寒时启动电加热主动补热，二者协同形成双重防冻胀机制。

20、2、本发明在防护板预留凹槽内安装集成水浸传感器与声光警示灯的渗漏监测模块，探测到渗漏水时立即触发报警以便快速定位，模块出现故障时可快速抽出更换。

21、3、本发明由太阳能外部面板与pcm自加热内部面板构成双层漂浮式加热板，通过吊绳与库底混凝土块锚固，非极端低温时内部面板放热防冰，极寒时外部面板协同供热，梯级互补避免冰胀力破坏土工膜。

22、4、本发明的集水井收集膜下气水并输送至排水井，排水井集成气压传感自动开盖系统实现快速泄压，依据浊度信号切换阀路实现水质分级排放或反冲洗过滤；管道外壁敷设电热带并包覆岩棉保温层与铝皮防护壳，形成动态排气、分级排水与保温防冻一体化的膜下调控系统。

1.严寒盐碱环境调蓄水库防渗全库盘土工膜的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的严寒盐碱环境调蓄水库防渗全库盘土工膜的施工方法，其特征在于：步骤四中，下层坝下管路加热系统(36)包括至少两角钢(42)、连接于相邻两角钢(42)之间的若干电加热管(38)，若干电加热管(38)并联接电后均匀布设并穿过角钢(42)上预留的限位孔，第一电源(41)通过u型支架(39)固定于内槽(35)的底板上，并以顶紧螺栓(40)顶紧固定。

3.根据权利要求1所述的严寒盐碱环境调蓄水库防渗全库盘土工膜的施工方法，其特征在于：步骤五中，渗漏监测模块(44)的面板(45)中部设有盖板(51)，盖板(51)上安装第二电源(48)、至少两水浸传感器(46)及通过弹簧卡扣(49)卡接的警示灯(50)；当传感器探头(47)探测到周围存在渗漏水时，将信号传递至水浸传感器(46)，触发警示灯(50)发出声光报警。

4.根据权利要求1所述的严寒盐碱环境调蓄水库防渗全库盘土工膜的施工方法，其特征在于：步骤六中，漂浮式水面散热系统(5)包括外部面板(59)和内部自加热面板(61)，外部面板(59)上方安装有太阳能电池(60)，内部自加热面板(61)包括具有相变材料pcm的储能层与电加热元件。

5.根据权利要求1所述的严寒盐碱环境调蓄水库防渗全库盘土工膜的施工方法，其特征在于：步骤一中，感应式开盖系统(9)包括在排水井(27)一侧通过第二牛腿支撑(53)安装的电动推杆及控制器(54)，电动推杆顶部通过固定板(57)与井盖(8)连接，固定杆(55)一端固接于排水井(27)井壁，另一端与导向环(56)固定，电动推杆穿设于导向环(56)内。

6.根据权利要求1所述的严寒盐碱环境调蓄水库防渗全库盘土工膜的施工方法，其特征在于：步骤一中，集水井(19)通过排水管(17)经三通(22)连接至第一排水支管(16)与第四排水支管(15)，第一排水支管(16)经三通(22)以及弯头(12)连接至第三排水支管(65)和第二排水支管(13)，第四排水支管(15)经三通(22)以及弯头(12)连接至第六排水支管(64)和第五排水支管(25)，根据集水井(19)底部的浊度传感器(18)监测信号切换排水模式。

7.根据权利要求6所述的严寒盐碱环境调蓄水库防渗全库盘土工膜的施工方法，其特征在于：当检测到集水井(19)内水质较差时，第四排水支管(15)处的第二电动阀(21)与第二排水支管(13)处的第三电动阀(23)关闭，第一排水支管(16)处的第一电动阀(20)与第五排水支管(25)处的第四电动阀(24)开启，水体沿排水管(17)依次流经第一排水支管(16)和第三排水支管(65)，进入反冲洗过滤器(14)进行过滤处理，净化后的水流经第六排水支管(64)和第五排水支管(25)排入排水井(27)，再通过排水井(27)内依次连通设置的吸水管(26)、第一出水管(4)及第二抽水泵(28)回排至水库；当浊度传感器(18)检测到集水井(19)内水质较好时，第一电动阀(20)与第三电动阀(23)关闭，第二电动阀(21)与第四电动阀(24)开启，水体沿排水管(17)依次流经第四排水支管(15)和第五排水支管(25)直接排入排水井(27)，经由第二抽水泵(28)提升回排至水库。

8.根据权利要求6所述的严寒盐碱环境调蓄水库防渗全库盘土工膜的施工方法，其特征在于：当反冲洗过滤器(14)需进行反洗维护时，第一电动阀(20)与第四电动阀(24)关闭，第二电动阀(21)与第三电动阀(23)开启，水流沿排水管(17)依次流经第四排水支管(15)和第六排水支管(64)，以对反冲洗过滤器(14)进行反洗清理，反洗产生的污水沿第三排水支管(65)进入第二排水支管(13)，经由第一牛腿支撑(11)安装于排水井(27)侧壁的第一抽水泵(10)从第二出水管(29)排出。

9.根据权利要求1所述的严寒盐碱环境调蓄水库防渗全库盘土工膜的施工方法，其特征在于：集水井(19)通过管道(70)与排水井(27)相连通，管道(70)外壁敷设电热带(69)，并依次包覆岩棉(68)及铝皮(67)，相邻管道(70)之间通过法兰(66)连接。

10.一种严寒盐碱环境调蓄水库防渗全库盘土工膜，其特征在于：根据权利要求1-9任一项所述的严寒盐碱环境调蓄水库防渗全库盘土工膜的施工方法施工获得。