大型输水渠道改扩建关键技术及设备的研发与应用

北疆长距离输水渠道改扩建工程,事关北疆地区的供水效益和工程安全。针对北疆供水工程渠道改扩建施工存在的渠基膨胀土、新老防渗膜连接、排水软管易变形、人工劳动力短缺等工程问题,研发了多功能混凝土制缝机、表面成型机等渠道一体化施工设备,极大提升了工程施工效率、确保了工程质量。通过室内试验和现场示范开发了KS热熔胶粘接和套管内旋固膜技术,保障了新老防渗膜的高效连接。研发了深埋地下软管的变形复位装置,通过该装置可以无创伤地将渠基排水体的淤堵进行快速疏通,避免了大开挖,为渠道的长期安全运行提供了支撑。本系列设备和技术在北疆供水工程中得到示范应用,对类似大型渠道工程的改扩建具有参考指导价值。

截水帷幕技术在元宝山露天煤矿的应用与效果评价

内蒙古元宝山露天煤矿是国内外罕见的特大富水型露天煤矿,为解决多年疏干排水造成的生产成本高和环保风险大等问题,拟采用截水帷幕技术对矿坑渗流补给通道进行帷幕截流。通过分析矿坑水文地质和工程地质条件,提出弧形半封闭落底式帷幕与群井疏干水力帷幕相结合的地下水控制方式,采用防渗膜垂向隐蔽叠覆铺设与抗渗混凝土充填工艺,在矿坑高程+452 m平盘开展帷幕试验研究,建造一座平面长度1369 m、平均深度29 m、有效厚度大于0.8 m、底部嵌入基岩面3 m的截水帷幕。试验研究过程中,确定了元宝山露天矿的截水帷幕工艺,获得其单幅槽段开挖长度(14 m)、护壁泥浆密度(1.05~1.25 g/cm^(3))和防渗膜叠覆宽度(1 m)等主要技术参数,提出防渗膜水下磁吸式连接技术,通过加装磁条,利用阴阳磁吸原理实现防渗膜叠覆处的水下自粘连。试验工程结束后,通过取心验证、流场分析和流量变化等方法检验帷幕墙的质量和截水效果。结果表明:混凝土浇筑充填连续、密实;墙体内外水位差已达15 m以上;盲沟补给流量消失,截水效果显著。试验研究证实截水帷幕技术适用于元宝山露天煤矿,为后续工程开展提供了关键技术参数,完善了我国露天煤矿截水帷幕技术体系。