CN103590379B - 电厂循环水系统的易装拆式隧洞口挡水装置及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电厂循环水系统的易装拆式隧洞口挡水装置及其施工方法，其特征在于：设置在山体隧洞口处，包括挡水板、丁字钢拉杆、千斤顶后座板、阀门操作人行板、回灌水管和千斤顶，隧洞口的洞壁或墙体采用钢筋混凝土结构，回灌水管埋设在隧洞口的洞壁顶面上、回灌水管顶部设有阀门。千斤顶后座板固定在隧洞口的洞壁；挡水板位于隧洞口之外、为独立混凝土结构，挡水板的背面与隧洞口密封接触；丁字钢拉杆的一端与挡水板的背面活动连接、另一端与千斤顶后座板活动连接，形成易装拆式防止挡水板倾覆或脱离隧洞口的牵拉结构；在挡水板与隧洞口的接触处设有橡胶止水板，形成弹性自然止水结构。本发明具有挡水效果好、操作方便，结构简单、设计和施工方便，挡水板拆除及吊走方便、不留残余物和节省投资等有益效果。

Description

电厂循环水系统的易装拆式隧洞口挡水装置及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种易装拆式隧洞口挡水装置，特别是涉及一种电厂循环水系统的易装拆式隧洞口挡水装置及其施工方法。属于电厂水工技术领域。

背景技术

在沿海火力发电工程或核电工程中，循环水系统一般采用直流供水系统，即在海域取水，经过电厂冷热能量交换循环后，再排放回海域。由于厂址地形地质条件的特点，以及考虑技术和经济条件等因素，很多工程的循环水取水或排水通道需要采用穿越山体内的隧洞来实现。所述取/排水隧洞，由于取/排水的需要，一般均位于海平面以下，投入运行以后常年处于海水淹没状态。通常情况下，隧洞口位于岸边较好的地质条件处，以方便隧洞口施工。由于岸边水深一般较浅，为了满足取/排水水深的要求，取/排水口一般位于离开岸边一定距离的深水处，取/排水口与隧洞口之间采用钢筋混凝土预制取/排水箱涵连接(见附图12)。

目前，隧洞口所采用的专门封堵技术方案一般有以下几种：

一是设置闸门井，采用钢闸门挡水(见附图13)；设置闸门井属于永久建筑物，技术成熟，缺点是，隧洞投入运行后，设置闸门井对水流有一定的影响，会造成一定的水头损失，造价相对较高，而且，钢闸门放入闸门槽放置一段时间后，在海水的影响下出现闸门生锈、长海生物等因素，将给后期吊起闸门时造成增加摩擦力、卡住现象，造成吊起困难。

二是在洞口内浇筑混凝土挡水墙或采用水泥砂浆砌砖挡水墙(见附图14)；浇筑混凝土挡水墙或采用水泥砂浆砌砖挡水墙等技术方案属于临时措施，在隧洞施工完毕后需要拆除，优点是，隧洞施工完毕拆除后原则上没有遗留永久建筑物，缺点是，为了拆除施工安全起见，必须在隧洞内外灌满水，内外水压平衡情况下，采用水下人工拆除的办法进行拆除，混凝土墙体需要水下爆破，水下作业的特点决定了爆破开挖面不可能很平整，有可能会留下一些边角，另外，水下人工拆除和废渣清除也有可能清理得不很干净，遗留物对隧洞的水流运行可能会造成一定的影响。

三是在洞口内堆垒沙包并浇筑面板混凝土止水形成挡水墙(见附图15)。隧洞口所采用的专门封堵措施主要适用于隧洞施工工期较长，隧洞外取/排水箱涵和取/排水口施工工期也相对较长的情况。为了节省工程总体工期，隧洞与隧洞外取/排水箱涵需要进行同步施工。隧洞口专门封堵措施是为了避免隧洞外的临时挡水围堰拆除后，以及取/排水箱涵基槽水上开挖施工期间，隧洞外的海水流入隧洞内影响隧洞洞内正常继续施工而设置的。另外一种适用情况是，隧洞外取/排水箱涵和取/排水口施工工期较长，超过一年，需要跨越台风期，由于临时挡水围堰设计标准较低，一般情况下，难以抵抗台风引起的大浪冲击，在台风作用下，将出现临时挡水围堰局部冲垮，以及海水越过临时挡水围堰漫进围堰内的隧洞内的情况，严重时，将出现临时挡水围堰部分冲垮，隧洞被越过的海水灌满和淹没，并带进大量的沙石，对隧洞的施工和安全造成严重影响。在这种情况下，提高挡水围堰设计标准是可行的办法，但会增加投资较多，这时，采用专门的隧洞口封堵措施将洞口封堵，这样，即使台风浪将临时挡水围堰局部冲垮，海水灌入围堰内，对隧洞的施工也没有影响，起到保护隧洞施工环境的作用。

从上述可看出，隧洞口所采用的专门封堵措施其目的主要是确保隧洞在施工期间不受洞外海水影响而设置的，在隧洞施工完毕后，封堵措施的功能就完成了，隧洞口所采用的专门封堵措施基本上是一种一次性的临时技术措施。

鉴于目前隧洞口所采用的专门封堵技术方案存在的缺点，现提出一种新的结构方案，即易装拆式隧洞口挡水装置。

发明内容

本发明的目的之一，是为了克服目前隧洞口封堵挡水常采用的闸门井方案或洞口设挡水墙方案等存在的投资大、挡水墙拆除清渣困难、清渣不干净、对隧洞运行水流有一定影响等缺点，提供一种电厂循环水系统的易装拆式隧洞口挡水装置。该装置具有投资较省、施工方便、拆除方便、不留残渣、对隧洞运行水流没有影响的特点。

本发明的目的之一，是为了提供一种电厂循环水系统的易装拆式隧洞口挡水装置的施工方法。

本发明的目的之一可以通过采取如下技术方案达到：

电厂循环水系统的易装拆式隧洞口挡水装置，其结构特点在于：设置在山体隧洞口处，包括挡水板、丁字钢拉杆、千斤顶后座板、阀门操作人行板、回灌水管和千斤顶，隧洞口的洞壁或墙体采用钢筋混凝土结构，回灌水管埋设在隧洞口的洞壁顶面上、回灌水管顶部设有阀门。千斤顶后座板固定在隧洞口的洞壁；挡水板位于隧洞口之外、为独立混凝土结构，挡水板的背面与隧洞口密封接触；丁字钢拉杆的一端与挡水板的背面活动连接、另一端与千斤顶后座板活动连接，形成易装拆式防止挡水板倾覆或脱离隧洞口的牵拉结构；在挡水板与隧洞口的接触处设有橡胶止水板，形成弹性自然止水结构；阀门操作人行板横跨在隧洞口的内侧。

本发明的目的之一还可以通过采取如下技术方案达到：

进一步地，在挡水板与隧洞口的接触处可以设置橡胶止水板，橡胶止水板紧贴隧洞口，挡水板紧贴橡胶止水板。

进一步地，挡水板可以采用钢筋混凝土结构，其断面形状为“L”形，板厚度上薄下厚，板厚度变化方法为洞内侧垂直，洞外侧斜面，即内直外斜。

进一步地，挡水板的下部伸出部分宽度可以在500-700mm。采用上薄下厚的L形挡水板有利于挡水板的自立稳定性，也符合水压力上小下大的特点。

进一步地，挡水板底部与基础混凝土垫层之间可以铺设沥青隔离层，该沥青隔离层采用铺设二层油毡纸或涂抹2mm厚沥青胶形成的隔离层。以将挡水板混凝土与基础混凝土垫层隔离，避免混凝土粘连在一起，增加后续吊起挡水板困难。

进一步地，在挡水板的上部可以设二个起吊用的穿揽绳孔，供拆走挡水板时穿吊绳用，在挡水板的顶部设二个放置丁字钢拉杆的矩形预留槽，预留槽的位置根据钢拉杆的位置而定，预留槽的宽度稍大于钢拉杆宽度30mm。

进一步地，丁字钢拉杆可以由工字钢或槽钢焊接制作而成，丁字钢拉杆一端放于挡水板的预留槽内、另一端勾住千斤顶后座板上端。丁字钢拉杆起到通过千斤顶后座板将挡水板拉住，避免挡水板在海域波浪往复作用时发生离脱隧洞口或向外倾倒的作用。

进一步地，丁字钢拉杆的内侧长度尺寸可以稍大于卡住挡水板顶部和千斤顶后座板上端之间的距离，即留点松动间隙10-15mm，以便于拆走。放置丁字钢拉杆后，丁字钢拉杆一般不可能是水平的，有一点倾斜，丁字钢拉杆的倾斜可消化预留的松动间隙余量，确保丁字钢拉杆处于将挡水板和千斤顶后座板拉紧的状态。

进一步地，千斤顶可以放置在千斤顶后座板与挡水板之间的阀门操作人行板上，共二个千斤顶。千斤顶用于挡水板吊起拆走前，利用千斤顶后座板将挡水板顶开、顶松动，消除挡水板与橡胶止水板、下部基础混凝土垫层之间的粘接力，方便挡水板吊起拆走。

进一步地，挡水板可以采用现场立模板浇筑混凝土方法施工。

本发明的目的之二可以通过采取如下技术方案达到：

电厂循环水系统的易装拆式隧洞口挡水装置的施工方法，其特征在于包括如下步骤：

1)首先在隧洞口外设置临时挡水围堰，围堰内抽干水，进行基坑开挖，然后通过现场浇筑施工隧洞口处的钢筋混凝土洞口结构，在隧洞口钢筋混凝土结构的上部埋设回灌水管，在回灌水管的顶端管口设置阀门，在隧洞口上部浇筑施工钢筋混凝土千斤顶后座板和阀门操作人行板；

2)在隧洞口的正面端部粘贴橡胶止水板，在橡胶止水板之外，现场施工形成挡水板底部混凝土基础垫层，在垫层表面铺设沥青隔离层，所述沥青隔离层采用铺设二层油毡纸或涂抹2mm厚沥青胶形成隔离；

3)在混凝土基础垫层处搭设模板，浇筑施工L形钢筋混凝土挡水板；

4)在步骤1)-3)所述结构施工完毕，待各混凝土结构达到设计强度后，拆除模板，检查验收后，将回灌水管顶端的阀门关闭，制作并安装挡水板2顶部的丁字钢拉杆3，形成具有挡水条件的易装拆式隧洞口挡水装置。

本发明的目的之二还可以通过采取如下技术方案达到：

进一步地，回灌水管顶部的阀门选用不锈钢材料，以避免因海水腐蚀影响使用，回灌水管采用镀锌钢管或表面进行防腐处理后的普通钢管；回灌水管的直径为DN250，根数为3-5根，或者根据隧洞长度和直径大小、灌水时间要求对回水管的直径和根数进行调整；回灌水管顶部的阀门的进水口位于平均海水位以下100mm处，以免引起阀门在水下太深不方便操作，或太高不利于确保低水位时也能回灌水。

进一步地，制作钢筋混凝土结构挡水板，先形成断面形状为L形的钢筋结构，然后现场浇筑混凝土，形成L形的钢筋混凝土结构挡水板，所述钢筋混凝土结构挡水板的厚度为上薄下厚，形状为内直外斜，上端板厚400mm，下端厚度根据水压力大小进行结构计算确定，为600mm-1200mm，挡水板下部伸出部分宽度为600mm左右。挡水板配筋大小根据考虑波浪作用后的水压力大小、起吊时的作用力和现行水工混凝土设计规范进行计算确定。挡水板上部设两个Φ300起吊用的穿揽绳孔，L形上薄下厚的挡水板结构特点使得挡水板结构重心较低，有利于挡水板的自身稳定。挡水板顶部设两个放置丁字钢拉杆的矩形预留槽。

进一步地，制作千斤顶后座板、阀门操作人行板，先制作千斤顶后座板、阀门操作人行板的钢筋结构，然后现场浇筑形成钢筋混凝土结构的千斤顶后座板、阀门操作人行板。阀门操作人行板采用混凝土结构，以抵抗海水腐蚀。

进一步地，丁字钢拉杆采用工字钢或槽钢焊接制作，丁字钢拉杆长度宜留点松动间隙余量10-15mm，以便于拆走。

进一步地，隧洞口正面端部埋设橡胶止水板时，橡胶止水板应是连续整块的不存在接驳缺口，以免留下渗水通道，橡胶止水板厚度20mm左右，宽300-500mm。橡胶止水板宜采用强力胶粘在隧洞口正面端部混凝土上，不应采用铁钉。因为如果使用铁钉，在水压力作用下，挡水板压向橡胶止水板时，由于钉子顶住，橡胶止水板无法产生压缩挤压状态，从而橡胶止水板与挡水板之间不能压紧，将存在漏水隐患。挡水板吊走后，橡胶止水板可不拆除，直接作为后续安装预制取/排水箱涵的止水带使用，后续安装的预制取/排水箱涵应顶在橡胶止水板上。

本发明具有如下突出的有益效果：

1、本发明要求保护的易装拆式隧洞口挡水装置，由于其挡水板位于隧洞口1的之外、为独立混凝土结构，挡水板的背面与隧洞口密封接触；丁字钢拉杆的一端与挡水板2的背面活动连接、另一端与千斤顶后座板4活动连接，形成易装拆式防止挡水板2倾覆或脱离隧洞口的牵拉结构，因此，具有挡水效果好、操作方便，结构简单、设计和施工方便，挡水板拆除及吊走方便、不留残余物和节省投资等有益效果。

2、本发明采用单块挡水板挡水，挡水板采用钢筋混凝土结构，挡水板断面形状为L形，板厚度上薄下厚，内直外斜，在水平水压力作用下，挡水板以隧洞口结构正面端部作为支撑。在隧洞口正面端部采用强力胶粘贴橡胶止水板，不能采用钢钉，挡水板在水平水压力作用下，将橡胶止水板压紧，从而达到止水作用。

3、本发明在隧洞口处结构上部埋设回灌水管(管顶部配同口径阀门)，设阀门操作人行板，作为洞内回灌水的措施和操作条件。在隧洞口处结构上部设置千斤顶后座板，作为隧洞洞内完工回灌水后，吊走挡水板前，采用千斤顶顶松动挡水板，减少起吊阻力，方便起吊的措施，同时作为阀门操作人行板的两端支撑，千斤顶放置在千斤顶后座板前的阀门操作人行板上。

4、本发明设丁字钢拉杆，丁字钢拉杆采用工字钢或槽钢焊接制作，用于通过千斤顶后座板将挡水板拉紧，避免挡水板向外移动或倾覆。

5、本发明在挡水板拆走后，可根据挡水板的重量，二次利用作为保护隧洞口外的取/排水箱涵的防浪防护块体。

附图说明

图1是本发明具体实施例1的隧洞口挡水装置结构剖视图。

图2是图1的A-A向结构剖视图。

图3是图1的B-B向结构剖视图。

图4是图1的C-C向结构剖视图。

图5是本发明具体实施例1的丁字钢拉杆连接结构示意图。

图6是本发明具体实施例1的千斤顶放置位置示意图。

图7是本发明具体实施例1涉及的隧洞口施工示意图。

图8是本发明具体实施例1的挡水板位置结构施工示意图。

图9是本发明具体实施例1的箱涵基槽开挖施工示意图。

图10是本发明具体实施例1的挡水板拆走施工示意图。

图11是本发明具体实施例1的隧洞口外箱涵安装施工示意图。

图12是本发明涉及的隧洞口的平面布置示意图。

图13是现有技术的隧洞口挡水结构纵向剖视图。

图14是现有技术的隧洞口混凝土/砖墙封堵结构示意图。

图15是现有技术的隧洞口堆垒沙包封堵结构示意图。

具体实施方式

具体实施例1：

参照图1-图2，本实施例涉及的电厂循环水系统的易装拆式隧洞口挡水装置，设置在山体隧洞口1处，包括挡水板2、丁字钢拉杆3、千斤顶后座板4、阀门操作人行板5、回灌水管6和千斤顶8，隧洞口1的洞壁或墙体采用钢筋混凝土结构，回灌水管6埋设在隧洞口1的洞壁顶面上、回灌水管6顶部设有阀门，千斤顶后座板4固定在隧洞口1的洞壁上；丁字钢拉杆3的一端与挡水板2活动连接、另一端与千斤顶后座板4活动连接，形成防止挡水板2倾覆或脱离隧洞口的牵拉结构；在挡水板2与隧洞口1的接触处设有橡胶止水板7，形成弹性自然止水结构；阀门操作人行板5横跨在隧洞口1的内侧。

本实施例中：

参照图1-图6，在挡水板2与隧洞口1的接触处设置橡胶止水板7，橡胶止水板7紧贴隧洞口1，挡水板2紧贴橡胶止水板7。挡水板2采用钢筋混凝土结构，其断面形状为“L”形，板厚度上薄下厚，板厚度变化方法为洞内侧垂直，洞外侧斜面，即内直外斜。挡水板2采用现场立模板浇筑混凝土方法施工。挡水板2的下部伸出部分宽度600mm。采用上薄下厚的L形挡水板有利于挡水板的自立稳定性，也符合水压力上小下大的特点。挡水板2的底部与基础混凝土垫层12之间铺设沥青隔离层10，该沥青隔离层10采用铺设二层油毡纸构成或涂抹2mm厚沥青胶形成，该沥青隔离层10将挡水板混凝土与基础混凝土垫层12隔离，避免混凝土粘连在一起，增加后续吊起挡水板困难。在挡水板2的上部设二个起吊用的穿揽绳孔9，供拆走挡水板2时穿吊绳用，在挡水板2的顶部设二个放置丁字钢拉杆的矩形预留槽11，预留槽11的位置根据钢拉杆的位置而定，预留槽11的宽度稍大于钢拉杆宽度30mm。

丁字钢拉杆3由工字钢或槽钢焊接制作而成，丁字钢拉杆3一端放于挡水板2的预留槽内、另一端勾住千斤顶后座板4上端。丁字钢拉杆起到通过千斤顶后座板将挡水板拉住，避免挡水板在海域波浪往复作用时发生离脱隧洞口或向外倾倒的作用。丁字钢拉杆3的内侧长度尺寸稍大于卡住挡水板2顶部和千斤顶后座板4上端之间的距离，即留点松动间隙10-15mm，以便于拆走。放置丁字钢拉杆3后，丁字钢拉杆3一般不可能是水平的，有一点倾斜，丁字钢拉杆3的倾斜可消化预留的松动间隙余量，确保丁字钢拉杆3处于将挡水板和千斤顶后座板4拉紧的状态。

千斤顶8放置在千斤顶后座板4与挡水板2之间的阀门操作人行板5上，共二个千斤顶。千斤顶8用于挡水板吊起拆走前，利用千斤顶后座板4将挡水板2顶开、顶松动，消除挡水板2与橡胶止水板7、下部基础混凝土垫层12之间的粘接力，方便挡水板2吊起拆走。挡水板2施工采用现场立模板浇筑混凝土方法施工。

参见图4-图6，挡水板上部设两个Ф300起吊用的穿揽绳孔9，供拆走挡水板2时穿吊绳用，挡水板2顶部设两个放置丁字钢拉杆3的矩形预留槽11，预留槽11的位置根据钢拉杆3的位置而定，预留槽11宽度稍大于钢拉杆宽度30mm左右，丁字钢拉杆3采用工字钢或槽钢焊接制作，丁字钢拉杆3一端放于挡水板预留槽11内，一端勾住千斤顶后座板4上端，丁字钢拉杆3起到通过千斤顶后座板4将挡水板2拉住，避免挡水板2在海域波浪往复作用时发生离脱隧洞口或向外倾倒的作用。

丁字钢拉杆3的内侧长度尺寸稍大于卡住挡水板顶部和千斤顶后座板上端之间的距离，即留点松动间隙10-15mm，以便于拆走。放置丁字钢拉杆后，丁字钢拉杆一般不可能是水平的，有一点倾斜，丁字钢拉杆的倾斜可消化预留的松动间隙余量，确保丁字钢拉杆处于将挡水板和千斤顶后座板拉紧的状态。

参见图2、图6，千斤顶8放置在千斤顶后座板4与挡水板2之间的阀门操作人行板5上，一边一个，共二个千斤顶8。千斤顶8用于挡水板吊起拆走前，利用千斤顶后座板将挡水板顶开、顶松动，消除挡水板与橡胶止水板、下部基础混凝土垫层之间的粘接力，方便挡水板吊起拆走。

参照图7-图12，本实施例的施工方法，其特征在于包括如下步骤：

1)首先在隧洞口1外设置临时挡水围堰，围堰内抽干水，进行基坑开挖，然后通过现场浇筑施工在隧洞口处形成钢筋混凝土洞口结构，在隧洞口钢筋混凝土结构的上部埋设回灌水管6，在回灌水管的顶端管口设置阀门，在隧洞壁上部现场施工形成钢筋混凝土千斤顶后座板4和阀门操作人行板5；

2)在隧洞口1的正面端部粘贴橡胶止水板7，在橡胶止水板之外，现场施工形成挡水板底部混凝土基础垫层，在垫层表面铺设沥青隔离层，所述沥青隔离层采用铺设二层油毡纸或涂抹2mm厚沥青胶形成隔离；

3)在混凝土基础垫层处搭设模板，浇筑施工L形钢筋混凝土挡水板；

4)在步骤1)-3)所述结构施工完毕，待各混凝土结构达到设计强度后，拆除模板，检查验收后，将回灌水管顶端的阀门关闭，制作并安装挡水板2顶部的丁字钢拉杆3，形成具有挡水条件的隧洞口挡水装置。

进一步地，回灌水管顶部的阀门选用不锈钢材料，以避免因海水腐蚀影响使用，回灌水管采用镀锌钢管或表面进行防腐处理后的普通钢管；回灌水管的直径为DN250，根数为3-5根，或者根据隧洞长度和直径大小、灌水时间要求对回水管的直径和根数进行调整；回灌水管顶部的阀门的进水口位于平均海水位以下100mm处，以免引起阀门在水下太深不方便操作，或太高不利于确保低水位时也能回灌水。

进一步地，制作钢筋混凝土结构挡水板，先形成断面形状为L形的钢筋结构，然后现场浇筑混凝土，形成L形的钢筋混凝土结构挡水板，所述钢筋混凝土结构挡水板的厚度为上薄下厚，形状为内直外斜，上端板厚400mm，下端厚度根据水压力大小进行结构计算确定，为600mm-1200mm，挡水板下部伸出部分宽度为600mm左右。挡水板配筋大小根据考虑波浪作用后的水压力大小、起吊时的作用力和现行水工混凝土设计规范进行计算确定。挡水板上部设两个Φ300起吊用的穿揽绳孔，L形上薄下厚的挡水板结构特点使得挡水板结构重心较低，有利于挡水板的自身稳定。挡水板顶部设两个放置丁字钢拉杆的矩形预留槽11。

进一步地，制作千斤顶后座板、阀门操作人行板，先制作千斤顶后座板、阀门操作人行板的钢筋结构，然后现场浇筑形成钢筋混凝土结构的千斤顶后座板、阀门操作人行板。阀门操作人行板采用混凝土结构，以抵抗海水腐蚀。

进一步地，丁字钢拉杆采用工字钢或槽钢焊接制作，丁字钢拉杆长度宜留点松动间隙余量10-15mm，以便于拆走。

进一步地，隧洞口正面端部埋设橡胶止水板时，橡胶止水板应是连续整块的不存在接驳缺口，以免留下渗水通道，橡胶止水板厚度20mm左右，宽300-500mm。橡胶止水板宜采用强力胶粘在隧洞口正面端部混凝土上，不应采用铁钉。因为如果使用铁钉，在水压力作用下，挡水板压向橡胶止水板时，由于钉子顶住，橡胶止水板无法产生压缩挤压状态，从而橡胶止水板与挡水板之间不能压紧，将存在漏水隐患。挡水板吊走后，橡胶止水板可不拆除，直接作为后续安装预制取/排水箱涵的止水带使用，后续安装的预制取/排水箱涵应顶在橡胶止水板上。

本技术方案使用程序是：

1)挡水板施工完成后，拆除临时挡水围堰，隧洞口基坑进水，水压力作用使得挡水板被压向隧洞端部，挡水板靠在隧洞端部上，同时隧洞口正面端部粘贴的橡胶止水板被挡水板压紧不会漏水，挡水板起到挡水作用，避免洞外海水进入隧洞内，不会影响隧洞内继续施工(隧洞内施工人员和机械材料进出在另一端的洞口或隧洞长度方向中间的专门的临时施工支洞进出)。然后采用挖泥船进行隧洞外的取/排水箱涵基槽水下开挖施工(如果是基岩，则先进行爆破炸碎)。基槽宽度除满足取/排水箱涵要求外，还应满足水上起吊船只的行走作业宽度要求，见附图13。

2)在隧洞内施工完毕具备通水条件，隧洞外的取/排水箱涵基槽水下开挖完成这二个条件完成情况下，打开所有回灌水管顶部的阀门，让海水通过回灌水管灌入隧洞内，直至灌满。

3)回灌水管顶部阀门保持打开状态，使隧洞内与洞外海水保持联通，确保在海潮水位不断变化情况下，洞内洞外水位基本保持持平，保证挡水板两侧基本没有压力差，以便起吊。将缆绳穿过挡水板上部专门留设的穿揽绳孔，穿好起吊缆绳后，拆走挡水板顶部丁字钢拉杆。

4)将两个水平千斤顶分别放在千斤顶后座板与挡水板之间的阀门操作人行板上，通过千斤顶顶开挡水板，脱离即可，让挡水板松动后，即可松开并移走千斤顶。然后使用后续洞外取/排水箱涵安装需要的水上起吊船或岸上吊机将挡水板吊走，放置到基槽外，见附图14。由于挡水板与地面、隧洞端部紧密接触存在一定的摩擦力、吸附力，或挡水板在隧洞内外两侧存在一些水压力差，造成吊起挡水板困难，采用千斤顶顶开顶松动挡水板，即可消除该影响因素。

5)吊走挡水板后，关闭回灌水管顶端的阀门，使用水上起吊船将分节预制的隧洞外的取/排水箱涵，由隧洞口往外即海域方向，后退式逐节水上安装。取/排水箱涵安装完毕，一般需要进行抛石保护，防止海浪冲击。放置到基槽外的挡水板一般重量在100吨以上，完全可以用于防浪，可使用水上起吊船将挡水板吊起放到取/排水箱涵的侧面或顶面防浪，用来保护取/排水箱涵，达到挡水板二次利用的目的。千斤顶和阀门操作人员均站在阀门操作人行板上操作。

工程应用实例：应用于某海边大型火力发电厂循环水引水隧洞洞口，隧洞内直径6.4m，隧洞口洞壁混凝土厚度700mm，隧洞口位于海边山体坡脚，隧洞顶面标高-2.38m，设计低水位-0.75m，设计高水位2.12m，5年一遇H_1％设计波浪3.8m，隧洞常年位于设计低水位以下。取水口位于离开海岸边50.0m的海域中。取水箱涵断面为内圆形，直径6.4m，与隧洞内径一致，确保连接顺畅。隧洞口结构上部预埋DN250镀锌回灌水管4根，每根水管顶部配同口径不锈钢阀门，回灌水管顶部进水管口处低于施工低水位以下100mm。橡胶止水板厚20mm，宽300mm，橡胶止水板平面形状为圆形，与隧洞端部为圆形一致。

千斤顶后座板和阀门操作人行板采用现浇钢筋混凝土结构，并与隧洞结构一起浇筑连成一体。

挡水板底部宽度8.20m，高度10.98m，下部伸出600mm。竖向板板厚500-800mm，上部厚度500mm，下部厚度800mm，配纵横向双层钢筋，挡水板设两个Φ300的穿缆绳孔。挡水板重量160t。

挡水板吊走采用海上起吊方案，采用500t浮船吊吊走。

丁字钢拉杆采用I20工字钢焊接制作。

本发明中挡水板采用钢筋混凝土制作，可用于海水环境或河流淡水环境。同样能完成发明目的替代方案是，L形挡水板采用钢结构制作，采用钢结构制作时，造价要比钢筋混凝土高一些，海水环境时应考虑喷涂防海水腐蚀涂料。

本发明的其他实施例中：

施工方案方面，隧洞长度一般在1000m左右甚至更长，隧洞采用新奥法施工，经过洞口进洞支护施工、洞内(爆破)开挖、洞内临时支护、钢筋混凝土衬砌等施工环节，或根据地质条件采用盾构法等方法施工，由于洞口位于水下，洞口施工一般均采用土石在洞口外设置临时挡水围堰，将围堰内的水抽干，让隧洞口在无水的干施工条件下施工。

隧洞口外位于海域的取/排水箱涵一般长度不长，施工方法一般为，岸上预制浇筑钢筋混凝土取/排水箱涵和取/排水口结构，同时，在隧洞口施工完后，拆除挡水围堰，采用水上挖泥船开挖水下基槽，如果地基为岩石，则先进行水下爆破，炸松炸碎基槽范围的岩石，然后采用挖泥船开挖基槽。基槽开挖完成后，采用水上施工船只抛放基础碎石垫层并水下铺平，重锤夯实，然后采用起吊船只将岸上的预制钢筋混凝土取/排水箱涵和取/排水口结构拖运到基槽进行安放，然后采用水上施工船只抛放块石或混凝土预制块保护取/排水箱涵和取/排水口结构。

原则上，因为挡水需要，临时挡水围堰需要等到隧洞全部完工后才能拆除，但为了节省工期，一般情况下，不可能等到隧洞工程全部完工、具备进水条件后，再挖除临时挡水围堰，隧洞进满水，然后开挖箱涵基槽，安放取/排水箱涵。而是在隧洞口结构施工完毕，隧洞施工了一定长度，但还没有全部完成情况下，在隧洞口采用专门的封堵措施将隧洞口封堵上，起到替代临时挡水围堰的挡水作用，防止拆除围堰后海水进入隧洞，然后，在隧洞继续施工的同时，采用同步平行施工的原则，同步施工隧洞口外的取/排水箱涵和取/排水口(拆除围堰、水下开挖等工序)，最后达到隧洞施工与隧洞外的取/排水箱涵同步施工，同步竣工投入使用的目标。

Claims (10)

1.电厂循环水系统的易装拆式隧洞口挡水装置，其特征在于：该易装拆式隧洞口挡水装置设置在山体隧洞口(1)处，包括挡水板(2)、丁字钢拉杆(3)、千斤顶后座板(4)、阀门操作人行板(5)、回灌水管(6)和千斤顶，隧洞口(1)的洞壁或墙体采用钢筋混凝土结构，回灌水管(6)埋设在隧洞口(1)的洞壁顶面上、其顶部设有阀门，千斤顶后座板(4)固定在隧洞口(1)的洞壁上；挡水板(2)位于隧洞口(1)之外、为独立混凝土结构，挡水板(2)的背面与隧洞口(1)密封接触；丁字钢拉杆(3)的一端与挡水板(2)的背面活动连接、另一端与千斤顶后座板(4)活动连接，形成易装拆式防止挡水板(2)倾覆或脱离隧洞口的牵拉结构；在挡水板(2)与隧洞口(1)的接触处设有橡胶止水板(7)，形成弹性自然止水结构；阀门操作人行板(5)横跨在隧洞口(1)的内侧。

2.根据权利要求1所述的电厂循环水系统的易装拆式隧洞口挡水装置，其特征在于：在挡水板(2)与隧洞口(1)的接触处设置橡胶止水板(7)，橡胶止水板(7)紧贴隧洞口(1)，挡水板(2)紧贴橡胶止水板(7)。

3.根据权利要求1或2所述的电厂循环水系统的易装拆式隧洞口挡水装置，其特征在于：挡水板(2)采用钢筋混凝土结构，其断面形状为L形，板厚度上薄下厚，板形状变化为洞内侧垂直、洞外侧斜面，具有内直外斜式结构；挡水板(2)的下部伸出部分宽度为500-700mm。

4.根据权利要求1或2所述的电厂循环水系统的易装拆式隧洞口挡水装置，其特征在于：挡水板(2)的底部与基础混凝土垫层之间铺设沥青隔离层，该沥青隔离层采用铺设二层油毡纸构成或涂抹2mm厚沥青胶形成；在挡水板(2)的上部设二个起吊用的穿揽绳孔，供拆走挡水板时穿吊绳用，在挡水板(2)的顶部设二个放置丁字钢拉杆的矩形预留槽，预留槽的位置根据钢拉杆的位置而定，预留槽的宽度比钢拉杆的宽度大30mm。

5.根据权利要求1或2所述的电厂循环水系统的易装拆式隧洞口挡水装置，其特征在于：丁字钢拉杆(3)由工字钢或槽钢焊接制作而成，丁字钢拉杆(3)一端放于挡水板(2)的预留槽内、另一端勾住千斤顶后座板(4)上端。

6.根据权利要求5所述的电厂循环水系统的易装拆式隧洞口挡水装置，其特征在于：丁字钢拉杆(3)的内侧长度尺寸稍大于卡住挡水板(2)顶部和千斤顶后座板(4)上端之间的距离，即留10-15mm的松动间隙，以便于拆走。

7.根据权利要求1所述电厂循环水系统的易装拆式隧洞口挡水装置的施工方法，其特征在于包括如下步骤：

1)首先在隧洞口(1)外设置临时挡水围堰，围堰内抽干水，进行基坑开挖，然后通过现场浇筑施工在隧洞口处形成钢筋混凝土洞口结构，在隧洞口钢筋混凝土结构的上部埋设回灌水管(6)，在回灌水管的顶端管口设置阀门，在隧洞壁上部现场施工形成钢筋混凝土千斤顶后座板(4)和阀门操作人行板(5)；

2)在隧洞口(1)的正面端部粘贴橡胶止水板(7)，在橡胶止水板之外，现场施工形成挡水板底部混凝土基础垫层，在垫层表面铺设沥青隔离层，所述沥青隔离层采用铺设二层油毡纸或涂抹2mm厚沥青胶形成隔离；

3)在混凝土基础垫层处搭设模板，浇筑施工L形钢筋混凝土挡水板；

4)在步骤1)-3)所述结构施工完毕，待各混凝土结构达到设计强度后，拆除模板，检查验收后，将回灌水管顶端的阀门关闭，制作并安装挡水板(2)顶部的丁字钢拉杆(3)，形成具有挡水条件的易装拆式隧洞口挡水装置。

8.根据权利要求7所述电厂循环水系统的易装拆式隧洞口挡水装置的施工方法，其特征在于：回灌水管(6)顶部的阀门选用不锈钢材料，以避免因海水腐蚀影响使用，回灌水管(6)采用镀锌钢管或表面进行防腐处理后的普通钢管；回灌水管的直径为DN250，根数为3-5根，或者根据隧洞长度和直径大小、灌水时间要求对回灌水管的直径和根数进行调整；回灌水管(6)顶部的阀门的进水口位于平均海水位以下100mm处。

9.根据权利要求7所述电厂循环水系统的易装拆式隧洞口挡水装置的施工方法，其特征在于：制作钢筋混凝土结构挡水板(2)，先形成断面形状为L形的钢筋结构，然后现场浇筑混凝土，形成L形的钢筋混凝土结构挡水板(2)，所述钢筋混凝土结构挡水板(2)的厚度为上薄下厚，形状为内直外斜，上端板厚400mm，下端厚度根据水压力大小进行结构计算确定，为600mm-1200mm，挡水板下部伸出部分宽度为600mm。

10.根据权利要求7所述电厂循环水系统的易装拆式隧洞口挡水装置的施工方法，其特征在于：制作千斤顶后座板(4)、阀门操作人行板(5)，先制作千斤顶后座板(4)、阀门操作人行板(5)的钢筋结构，然后现场浇筑形成钢筋混凝土结构的千斤顶后座板(4)、阀门操作人行板(5)。