CN105442505A - 将水利水电工程中废弃引水隧洞改建为公路隧道的方法 - Google Patents

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Abstract

<b>本发明公开了一种将水利水电工程中废弃引水隧洞改建为公路隧道的方法。其方法是在现有的废弃引水隧洞两端分别另外开挖一条短隧道,避开废弃引水隧洞两端的封堵结构,将废弃引水隧洞两端与现有的梯级公路连接,同时按《公路隧道设计规范》对现有的废弃引水隧洞进行加固和防排水及路面施工处理,并对通风、照明、营运管理和安全系统进行重新设计施工。本发明极大缩短废弃电站所在地公路交通的距离,施工周期较修建梯级公路大为缩短,降低废弃电站所在地梯级公路的工程投资,有效缓解废弃电站所在地的环山交通压力,达到充分利用废弃引水隧洞资源的目的,经济效益明显。同时也符合国家提倡的“节能降耗、有效、合理地利用能源”的政策要求。</b>

Description

将水利水电工程中废弃引水隧洞改建为公路隧道的方法
技术领域
本发明涉及一种将水利水电工程中废弃引水隧洞改建为公路隧道的方法,属于水利水电工程再利用技术领域。
背景技术
我国河流众多,径流丰沛,水系庞大,河流水能资源蕴藏量巨大,可能开发的水能资源前景广阔。但由于各地电力工业发展的不平衡性及流域开发的阶段性,导致部分电站是在特殊历史阶段和特定历史条件下兴建的,并不在本地区河流水电规划之列。一旦河流水电规划正式实施,梯级电站陆续动工兴建,上述不在本地区河流水电规划之列的电站均面临永久关闭的问题。电站关闭后引水隧洞将随之废弃,而一般水电站设计使用周期均较长,废弃后,尤其对于其中净断面尺寸较大,可满足公路隧道通车要求的长引水隧洞来说,存在极大的资源浪费,与国家提倡的“节能降耗、有效、合理地利用能源”的政策不符。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种将水利水电工程中废弃引水隧洞改建为公路隧道的方法。对废弃引水隧洞进行改造使其具备公路隧道的使用要求,缩短原梯级公路的里程,改善废弃电站所在地环山公路交通的压力。
本发明的技术方案:
一种将水利水电工程中废弃引水隧洞改建为公路隧道的方法,该方法通过以下措施完成改造施工:
1)对引水隧洞的地形地质资料进行全面复核,尤其是对引水隧洞开挖期不良地质洞段的发育情况进行重点复核,并进行加固处理;
2)对废弃引水隧洞平面位置、线形、断面设计逐一进行对比复核,对不符合公路要求部位进行相应调整;
3)对废弃引水隧洞封堵部位进行稳定及安全复核;
4)在废弃引水隧洞上、下游处修建短隧道与梯级公路相接;
5)针对不同的围岩条件,采取不同的衬砌方式;
6)对地表水、地下水妥善处理,在洞内外应形成一个完整通畅的防排水系统;
7)对引水隧洞底板混凝土局部破损处进行修补或重新施工;
8)进行通风、照明设计和施工;
9)进行营运管理和安全系统设计。
前述方法中,所有措施均应符合《公路隧道设计规范》要求。
前述方法中,所述措施1)中,引水隧洞开挖期不良地质洞段发育情况包括:是否存在膨胀性围岩、溶洞与采空区、流沙、瓦斯地层、黄土及岩爆情况。
前述方法中,所述措施5)中采取不同的衬砌方式包括喷锚衬砌、整体式衬砌和复合式衬砌方式。
前述方法中,所述措施6)中防排水系统应符合防、排、截、堵结合的原则,其中防是指预防为主,排是指设置排水孔、排水廊道设施,截是指设置防渗帷幕设施,堵是指采用衬护、灌浆方式堵住地下水进入隧道的路径。
前述方法中,所述措施8)应符合《公路隧道通风照明设计规范》要求。
前述方法中,所述措施9)应符合《公路隧道交通工程设计规范》要求。
与现有技术相比,按照本发明对净断面尺寸可满足公路隧道通车要求的废弃长引水隧洞进行改建设计,可充分利用长引水式水电站开发时引水隧洞“裁弯取直”的设计原则,有效改造、利用废弃引水隧洞资源,使其具备公路隧道的使用要求,极大缩短废弃电站所在地公路交通的距离,施工周期较修建梯级公路大为缩短,降低废弃电站所在地梯级公路的工程投资,有效缓解废弃电站所在地的环山交通压力,达到充分利用废弃引水隧洞资源的目的,经济效益明显。同时也符合国家提倡的“节能降耗、有效、合理地利用能源”的政策要求。
附图说明
图1是本发明的改造实例示意图。
图中的标记为:1-河流,2-河流左岸山体,3-河流右岸山体,4-梯级公路,5-人口聚居区,6-废弃引水隧洞,7-短隧道。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明,但不作为对本发明的任何限制。
一种将水利水电工程中废弃引水隧洞改建为公路隧道的方法,其特征在于:该方法通过以下措施完成改造施工:
1)对引水隧洞的地形地质资料进行全面复核,尤其是对引水隧洞开挖期不良地质洞段的发育情况进行重点复核,并进行加固处理;
2)对废弃引水隧洞平面位置、线形、断面设计逐一进行对比复核,对不符合公路要求部位进行相应调整;
3)对废弃引水隧洞封堵部位进行稳定及安全复核;
4)在废弃引水隧洞上、下游处修建短隧道与梯级公路相接;
5)针对不同的围岩条件,采取不同的衬砌方式;
6)对地表水、地下水妥善处理,在洞内外应形成一个完整通畅的防排水系统;
7)对引水隧洞底板混凝土局部破损处进行修补或重新施工;
8)进行通风、照明设计和施工;
9)进行营运管理和安全系统设计。
前述方法中所有措施均应符合《公路隧道设计规范》要求。措施1)中,引水隧洞开挖期不良地质洞段发育情况包括:是否存在膨胀性围岩、溶洞与采空区、流沙、瓦斯地层、黄土及岩爆情况。措施5)中采取不同的衬砌方式包括喷锚衬砌、整体式衬砌和复合式衬砌方式。措施6)中防排水系统应符合防、排、截、堵结合的原则,其中防是指预防为主,排是指设置排水孔、排水廊道设施,截是指设置防渗帷幕设施,堵是指采用衬护、灌浆方式堵住地下水进入隧道的路径。措施8)应符合《公路隧道通风照明设计规范》要求。措施9)应符合《公路隧道交通工程设计规范》要求。
实施例
图1是采用本发明的方法进行改造的实施例,该地区为山区,该地区有一条沿山谷流淌的河流,河流1的流淌路径呈不规则的U字形,沿着河流1修有一条梯级公路4,在梯级公路4两边有一些人口聚居区5。之前在修建电站时,在河流1的U字形开口处修有一条引水隧洞,该引水隧洞恰好位于人口聚居区5与山另一面的上游河道贯通,后来由于电站下马,这条引水隧洞就成了废弃引水隧洞6,由图1可见,这条废弃引水隧洞6的长度远小于由废弃引水隧洞6一端到另一端走梯级公路4的距离。如果能将这条废弃引水隧洞6改造成公路隧道,对该地区的交通状况将有很大改进。图中箭头表示河流的流向,标号3是表示河流右岸山体,标号2是表示河流左岸山体2。
本例结合当地经济发展条件,规划梯级交通总体设计。将水利水电工程中的废弃引水隧洞改建为公路隧道,由于水利水电工程和公路隧道工程是属于两个不同的技术领域,因此需要对此方案的可行性进行论证,通过论证认为:由于在引水隧洞开挖时,沿线地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件等一般均比较清楚。而且引水隧洞的施工方案在大部分方面与公路隧道有共同之处,改造起来比较方便,改造成本低,符合国家提倡的“节能降耗、有效、合理地利用能源”的政策要求。因此决定利用废弃引水隧洞改建公路隧道。
本例在现有的废弃引水隧洞两端分别另外开挖一条短隧道7,避开废弃引水隧洞6两端的封堵结构,将废弃引水隧洞6两端与现有的梯级公路4连接,同时按《公路隧道设计规范》对现有的废弃引水隧洞进行加固和防排水及路面施工处理,并对通风、照明、营运管理和安全系统进行重新设计施工。
具体改造方法如下:
①引水隧洞开挖时,沿线地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件等一般均比较清楚,按照《公路隧道设计规范》要求对上述地形地质资料进行全面复核,尤其是对引水隧洞开挖期不良地质洞段发育情况(如是否存在膨胀性围岩、溶洞与采空区、流沙、瓦斯地层、黄土及岩爆等)及所采取的加固处理措施进行复核。
②按照《公路隧道设计规范》所要求的公路隧道位置、隧道线形设计、隧道断面设计等因素对废弃引水隧洞平面位置、线形设计、断面设计等逐一进行对比复核,不符合要求部位进行相应调整。
③废弃引水隧洞进口和出口部位一般均进行了封堵,按照《公路隧道设计规范》要求,公路隧道主体结构必须按永久建筑物设计,按此要求对废弃引水隧洞封堵部位进行稳定及安全复核。
④废弃引水隧洞上、下游通过7—开挖短隧道的方式与4—梯级公路相接,转弯半径、纵坡及凸形竖曲线半径等参数以《公路隧道设计规范》为准。
⑤按照《公路隧道设计规范》要求,“公路隧道应做衬砌,根据隧道围岩地质条件、施工条件和使用要求可分别采用喷锚衬砌、整体式衬砌、复合式衬砌。高速公路、一级公路、二级公路的隧道应采用复合式衬砌;三级及三级以下公路隧道,在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级围岩条件下,隧道洞口应采用复合式衬砌或整体式衬砌,其它段可采用喷锚衬砌。”公路隧道衬砌设计原则与水利水电工程中引水隧洞衬砌设计原则基本一致,即针对不同的围岩条件,采取不同的衬砌方式。按照《公路隧道设计规范》要求复核相应荷载组合及废弃引水隧洞衬砌结构稳定。
⑥公路隧道防排水应遵循“防、排、截、堵结合,因地制宜,综合治理”的原则,保证隧道结构物和营运设备的正常使用和行车安全。隧道防排水设计应对地表水、地下水妥善处理,洞内外应形成一个完整通畅的防排水系统。该设计原则与水利水电工程中引水隧洞防渗和排水原则“隧洞防渗和排水设计,应根据隧洞沿线围岩的工程地质和水文地质条件、设计要求,结合具体情况,综合分析选用堵(衬护、灌浆)、截(设置防渗帷幕)、排(设排水孔、排水廊道)等措施”基本一致。按照《公路隧道设计规范》要求进行改建后公路隧道沿线防水及排水设计。
⑦按照《公路隧道设计规范》要求,“隧道路基应稳定、密实、匀质,为路面结构提供均匀的支撑;隧道路面应具有足够的强度和平整、耐久、抗滑、耐磨等性能。”水利水电工程中引水隧洞底板一般为素混凝土或钢筋混凝土,底板一般均置于完整的基岩上,符合公路隧道路基要求;但引水隧洞底板混凝土经过多年运行后难免存在磨损、局部破损的现象,应按照《公路隧道设计规范》中隧道路面要求对其进行相应的改造设计。
⑧按照《公路隧道通风照明设计规范》相关要求进行通风、照明等设计。
⑨按照《公路隧道交通工程设计规范》相关要求进行相应的营运管理和安全系统设计。

Claims (7)

1.一种将水利水电工程中废弃引水隧洞改建为公路隧道的方法,其特征在于:该方法通过以下措施完成改造施工:
1)对引水隧洞的地形地质资料进行全面复核,尤其是对引水隧洞开挖期不良地质洞段的发育情况进行重点复核,并进行加固处理;
2)对废弃引水隧洞平面位置、线形、断面设计逐一进行对比复核,对不符合公路要求部位进行相应调整;
3)对废弃引水隧洞封堵部位进行稳定及安全复核;
4)在废弃引水隧洞上、下游处修建短隧道与梯级公路相接;
5)针对不同的围岩条件,采取不同的衬砌方式;
6)对地表水、地下水妥善处理,在洞内外应形成一个完整通畅的防排水系统;
7)对引水隧洞底板混凝土局部破损处进行修补或重新施工;
8)进行通风、照明设计和施工;
9)进行营运管理和安全系统设计。
2.根据权利要求1所述将水利水电工程中废弃引水隧洞改建为公路隧道的方法,其特征在于:所述所有措施均应符合《公路隧道设计规范》要求。
3.根据权利要求1所述将水利水电工程中废弃引水隧洞改建为公路隧道的方法,其特征在于:所述措施1)中,引水隧洞开挖期不良地质洞段发育情况包括:是否存在膨胀性围岩、溶洞与采空区、流沙、瓦斯地层、黄土及岩爆情况。
4.根据权利要求1所述将水利水电工程中废弃引水隧洞改建为公路隧道的方法,其特征在于:所述措施5)中采取不同的衬砌方式包括喷锚衬砌、整体式衬砌和复合式衬砌方式。
5.根据权利要求1所述将水利水电工程中废弃引水隧洞改建为公路隧道的方法,其特征在于:所述措施6)中防排水系统应符合防、排、截、堵结合的原则,其中防是指预防为主,排是指设置排水孔、排水廊道设施,截是指设置防渗帷幕设施,堵是指采用衬护、灌浆方式堵住地下水进入隧道的路径。
6.根据权利要求1所述将水利水电工程中废弃引水隧洞改建为公路隧道的方法,其特征在于:所述措施8)应符合《公路隧道通风照明设计规范》要求。
7.根据权利要求1所述将水利水电工程中废弃引水隧洞改建为公路隧道的方法,其特征在于:所述措施9)应符合《公路隧道交通工程设计规范》要求。
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