CN203080558U

CN203080558U - 一种薄衬砌灌浆洞内直接式高压灌浆帷幕连接结构

Info

Publication number: CN203080558U
Application number: CN 201320070441
Authority: CN
Inventors: 吴吉才; 赵轶; 郝荣国; 吴奎; 陈建华
Original assignee: Hydrochina Beijing Engineering Corp
Current assignee: Hydrochina Beijing Engineering Corp
Priority date: 2013-02-06
Filing date: 2013-02-06
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2023-02-06

Abstract

本实用新型公开了一种薄衬砌灌浆洞内直接式高压灌浆帷幕连接结构，包括薄衬砌灌浆洞、上层帷幕、下层帷幕和搭接帷幕；所述薄衬砌灌浆洞的混凝土衬砌厚25cm～30cm且单层配筋；在薄衬砌灌浆洞洞中心上游设短锚筋，配合采用回填灌浆和固结灌浆措施，可封堵洞壁与衬砌间空隙和灌浆洞周围岩体内的裂隙，有效提高衬砌结构的承载力和减少帷幕高压灌浆时浆液压力对薄衬砌的作用力，衬砌变形小，不会出现冒浆、漏浆现象，保证灌浆洞薄衬砌结构的安全。灌浆洞衬砌厚度由以往最小的40cm减少至25cm～30cm，双层配筋改为单层配筋，可至少节省石方洞挖量10％、衬砌混凝土30％、钢筋50％。

Description

一种薄衬砌灌浆洞内直接式高压灌浆帷幕连接结构

技术领域

本实用新型涉及水利水电工程地基帷幕防渗技术领域，尤其涉及一种薄衬砌灌浆洞内直接式高压灌浆帷幕连接结构。

背景技术

目前限于钻孔孔斜的控制技术，为保证帷幕有效成幕，灌浆孔孔深一般控制在60m内，以避免深孔钻孔孔斜过大使帷幕呈“裤叉”状，形成集中漏水通道。对于深度超过60m的帷幕，则设置灌浆洞分层灌浆，上、下层帷幕之间设搭接帷幕，以使帷幕封闭。灌浆洞为经受帷幕高压灌浆作用，多采用钢筋混凝土衬砌，衬砌厚度不小于40cm，双层配筋，洞顶回填灌浆和洞周固结灌浆。

直接式帷幕相邻两层灌浆洞中心线稍错开，上、下层帷幕孔采用直孔，在灌浆洞内设置水平孔或下倾孔进行搭接帷幕灌浆，以保证帷幕的连续性和密实性。为避免高压灌浆作用下灌浆洞变形过大使衬砌裂缝、失稳导致冒浆、漏浆，通常帷幕灌浆压力较小，上层帷幕孔离灌浆洞较远，搭接帷幕量较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种薄衬砌灌浆洞内直接式高压灌浆帷幕连接结构，进一步减薄灌浆洞混凝土衬砌厚度、简化配筋以节省石方洞挖、衬砌混凝土和钢筋量；缩小上层帷幕孔至灌浆洞壁的距离以节省搭接帷幕量；采取措施减少高压灌浆对薄衬砌灌浆洞的直接作用，保证灌浆洞薄衬砌结构的安全、避免高压灌浆时冒浆、漏浆；同时保证帷幕的连续性和密实性，提高帷幕的防渗性能，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种薄衬砌灌浆洞内直接式高压灌浆帷幕连接结构，包括薄衬砌灌浆洞、上层帷幕、下层帷幕和搭接帷幕；所述薄衬砌灌浆洞设置有下层帷幕孔，所述下层帷幕孔用于灌浆形成所述下层帷幕；所述薄衬砌灌浆洞还设置有搭接帷幕孔，所述在搭接帷幕孔用于灌浆形成所述搭接帷幕；所述搭接帷幕与所述上层帷幕和所述下层帷幕形成封闭帷幕防渗系统；所述薄衬砌灌浆洞的混凝土衬砌厚25cm～30cm且单层配筋；所述薄衬砌灌浆洞的顶拱和边墙均设置有短锚筋，所述短锚筋锚入岩石；所述薄衬砌灌浆洞的混凝土衬砌与岩壁之间采用回填灌浆措施回填密实；所述薄衬砌灌浆洞的顶拱和边墙均设置有固结灌浆孔，所述固结灌浆孔入岩用于固结灌浆。

优选的，所述混凝土衬砌的单层配筋包括环向受力筋和水平分布筋；所述短锚筋的端头设置有弯钩并与所述环向受力筋固定连接。

优选的，所述环向受力筋的规格为Ф20～2520～30cm，所述水平分布筋的规格为Ф12～1620～30cm。

优选的，所述短锚筋为Ф20～25的水泥砂浆锚筋，锚入岩石1.5～3.0m，所述短锚筋的间距为1.5～2.5m。

优选的，所述固结灌浆孔入岩深度为2.0～4.0m，间距1.5～3.0m。

优选的，所述上层帷幕的中心线和所述下层帷幕的中心线距离≥4.0m，所述上层帷幕孔和所述下层帷幕孔为1～3排，孔距1.5～3.0m，排距1.0～2.0m；所述上层帷幕孔至所述薄衬砌灌浆洞的洞壁距离≥2.0m，底部深入至所述薄衬砌灌浆洞的底板高程以下≥5.0m；距所述薄衬砌灌浆洞的上游壁50～150cm位置设1～3排6～10m深倾斜搭接帷幕孔，所述搭接帷幕孔穿过所述上层帷幕，孔距1.5～3.0m，孔向倾角0°～60°。

本实用新型的有益效果是：

(1)灌浆洞衬砌厚度由以往最小的40cm减少至25cm～30cm，双层配筋改为单层配筋，可至少节省石方洞挖量10％、衬砌混凝土30％、钢筋50％，具有良好的经济效益。

(2)在灌浆洞洞中心上游设短锚筋，配合采用回填灌浆和固结灌浆措施，可封堵洞壁与衬砌间空隙和灌浆洞周围岩体内的裂隙，有效提高衬砌结构的承载力和减少帷幕高压灌浆时浆液压力对薄衬砌的作用力，衬砌变形小，不会出现冒浆、漏浆现象，保证灌浆洞薄衬砌结构的安全。

(3)直接式高压灌浆帷幕连接型式，上层帷幕灌浆孔距灌浆洞壁较近，减少了搭接帷幕量；灌浆压力大，可提高帷幕防渗性能，连接可靠。

附图说明

图1是本实用新型的薄衬砌灌浆洞内直接式高压灌浆帷幕连接结构示意图；

其中：1、灌浆洞薄衬砌混凝土；2、受力钢筋；3、分布筋；4、短锚筋；5、回填灌浆孔；6、固结灌浆孔；7、上层帷幕孔；8、下层帷幕孔；9、搭接帷幕孔；10、上层帷幕中心线；11、下层帷幕中心线；12、灌浆洞中心线。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型公开了一种薄衬砌灌浆洞内直接式高压灌浆帷幕连接结构，包括薄衬砌灌浆洞、上层帷幕、下层帷幕和搭接帷幕；所述薄衬砌灌浆洞在下层帷幕孔内灌浆形成所述下层帷幕，所述薄衬砌灌浆洞在搭接帷幕孔内灌浆形成所述搭接帷幕，所述搭接帷幕与所述上层帷幕和所述下层帷幕形成封闭帷幕防渗系统；所述薄衬砌灌浆洞的混凝土衬砌厚25cm～30cm且单层配筋；所述薄衬砌灌浆洞的顶拱和边墙均设置有短锚筋，所述短锚筋锚入岩石；所述薄衬砌灌浆洞的混凝土衬砌与岩壁之间采用回填灌浆措施回填密实；所述薄衬砌灌浆洞的顶拱和边墙均设置有固结灌浆孔，所述固结灌浆孔入岩固结灌浆。所述混凝土衬砌的单层配筋包括环向受力筋和水平分布筋，所述环向受力筋的规格为Ф20～2520～30cm，所述水平分布筋的规格为Ф12～1620～30cm。所述短锚筋的端头设置有弯钩并与所述环向受力筋固定连接，所述短锚筋为Ф20～25的水泥砂浆锚筋，锚入岩石1.5～3.0m，所述短锚筋的间距为1.5～2.5m。所述固结灌浆孔入岩深度为2.0～4.0m，间距1.5～3.0m。所述上层帷幕的中心线和所述下层帷幕的中心线距离≥4.0m，所述上层帷幕孔和所述下层帷幕孔为1～3排，孔距1.5～3.0m，排距1.0～2.0m；所述上层帷幕孔至所述薄衬砌灌浆洞的洞壁距离≥2.0m，底部深入至所述薄衬砌灌浆洞的底板高程以下≥5.0m；距所述薄衬砌灌浆洞的上游壁50～150cm位置设1～3排6～10m深倾斜搭接帷幕孔，所述搭接帷幕孔穿过所述上层帷幕，孔距1.5～3.0m，孔向倾角0°～60°。所述薄衬砌灌浆洞的顶拱回填灌浆压力为0.2MPa～0.3MPa。所述薄衬砌灌浆洞的顶拱和边墙固结灌浆压力为0.3MPa～0.5MPa。

施工时，先施工所述薄衬砌灌浆洞的顶拱回填灌浆，再施工所述薄衬砌灌浆洞的顶拱和边墙固结灌浆，后施工帷幕灌浆。所述上下层帷幕及其搭接帷幕，按先灌下层帷幕孔再灌上层帷幕孔后灌搭接帷幕孔顺序施灌。

本实用新型所公开的技术方案具有良好的经济效益，可有效提高衬砌结构的承载力和减少帷幕高压灌浆时浆液压力对薄衬砌的作用力，衬砌变形少，不会冒浆、漏浆。帷幕连接可靠，具有良好的防渗性能。

以下结合附图举例说明应用本实用新型技术方案的过程：

琅琊山抽水蓄能电站上水库是国内第一座建于岩溶地区的抽水蓄能电站水库，多年平均流量仅0.037m³/s，防渗要求高。库区岩溶较为发育，特别是副坝地段中厚层灰岩地层中岩溶尤为发育，发现地表溶坑、溶斗、落水洞和溶洞102个，地下溶洞10余个，溶洞规模大、空间形态复杂、岩溶发育深度达100多米，库区防渗以垂直帷幕为主。

副坝地段灌浆帷幕底高程为30m，最大帷幕深度141.8m，在90m、115m、140m高程设置3层灌浆洞，洞长分别为265m、327m和610.3m，灌浆洞为城门洞形，宽3.0m，高3.5m。帷幕灌浆分别从副坝基廊道及3层灌浆洞内施灌，上、下层帷幕之间采用薄衬砌灌浆洞内直接式高压灌浆帷幕连接型式。

灌浆洞薄衬砌混凝土1，顶拱和边墙厚30cm、底板厚25cm，混凝土强度等级为C25，单层配筋，环向受力筋2为Ф2520cm，水平分布筋3为Ф1620cm。

洞中心上游顶拱和边墙短锚筋4，为Ф20的水泥砂浆锚筋，锚入岩石2m，间距1.5m，在锚筋端头设置弯钩与环向受力筋固定，以增强衬砌承载能力。

顶拱回填灌浆孔5，在洞顶混凝土中预埋1排灌浆孔，孔距4m，入岩深度10cm。衬砌混凝土达70％设计强度后进行灌浆，回填灌浆压力为0.2MPa～0.3MPa，以使衬砌与岩壁间的空隙回填密实。

顶拱和边墙固结灌浆，在回填灌浆结束7天后进行，固结灌浆孔6入岩深度为3.0m，间距2.5m，呈梅花形布置，固结灌浆压力为0.3MPa～0.5MPa。

上下层帷幕及其搭接帷幕，在顶拱和边墙固结灌浆结束后，按先灌下层帷幕孔再灌上层帷幕孔后灌搭接帷幕孔顺序施灌。上层帷幕中心线10与下层帷幕中心线11(灌浆洞中心线12)距离5.0m，上层帷幕孔7和下层帷幕孔8均为两排，孔距2.5m，排距1.5m，呈梅花形布置。上层帷幕孔7至灌浆洞壁最近距离为2.2m，底部深入至灌浆洞底板高程以下5.0m，最大灌浆压力6MPa。距灌浆洞上游壁50cm位置设2排7m深倾斜搭接帷幕孔9，穿过上层帷幕，孔距2.5m，孔向倾角分别为50°和55°，最大灌浆压力2MPa。

通过采用本实用新型公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：

(1)灌浆洞衬砌厚度由以往最小的40cm减少至25cm～30cm，双层配筋改为单层配筋，节省石方洞挖量11％、衬砌混凝土30.4％、钢筋53.8％，节省直接工程投资242万元，具有良好的经济效益。

(2)在灌浆洞洞中心上游设短锚筋，配合采用回填灌浆和固结灌浆措施，可封堵洞壁与衬砌间空隙和灌浆洞周围岩体内的裂隙，有效提高衬砌结构的承载力和减少帷幕高压灌浆时浆液压力对薄衬砌的作用力，帷幕高压灌浆时灌浆洞衬砌变形0.5mm以下，洞内无冒浆、漏浆现象，保证灌浆洞薄衬砌结构的安全。

(3)直接式高压灌浆帷幕连接型式，上层帷幕灌浆孔距灌浆洞壁较近，减少了搭接帷幕量；灌浆压力大，帷幕达≤1Lu的防渗标准，连接可靠。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种薄衬砌灌浆洞内直接式高压灌浆帷幕连接结构，其特征在于，包括薄衬砌灌浆洞、上层帷幕、下层帷幕和搭接帷幕；所述薄衬砌灌浆洞设置有下层帷幕孔，所述下层帷幕孔用于灌浆形成所述下层帷幕；所述薄衬砌灌浆洞还设置有搭接帷幕孔，所述在搭接帷幕孔用于灌浆形成所述搭接帷幕；所述搭接帷幕与所述上层帷幕和所述下层帷幕形成封闭帷幕防渗系统；所述薄衬砌灌浆洞的混凝土衬砌厚25cm～30cm且单层配筋；所述薄衬砌灌浆洞的顶拱和边墙均设置有短锚筋，所述短锚筋锚入岩石；所述薄衬砌灌浆洞的混凝土衬砌与岩壁之间为采用回填灌浆措施回填密实的结构；所述薄衬砌灌浆洞的顶拱和边墙均设置有固结灌浆孔，所述固结灌浆孔入岩用于固结灌浆。

2.根据权利要求1所述的薄衬砌灌浆洞内直接式高压灌浆帷幕连接结构，其特征在于，所述混凝土衬砌的单层配筋包括环向受力筋和水平分布筋；所述短锚筋的端头设置有弯钩并与所述环向受力筋固定连接。

3.根据权利要求2所述的薄衬砌灌浆洞内直接式高压灌浆帷幕连接结构，其特征在于，所述环向受力筋的规格为Ф20～2520～30cm，所述水平分布筋的规格为Ф12～1620～30cm。

4.根据权利要求1所述的薄衬砌灌浆洞内直接式高压灌浆帷幕连接结构，其特征在于，所述短锚筋为Ф20～25的水泥砂浆锚筋，锚入岩石1.5～3.0m，所述短锚筋的间距为1.5～2.5m。

5.根据权利要求1所述的薄衬砌灌浆洞内直接式高压灌浆帷幕连接结构，其特征在于，所述固结灌浆孔入岩深度为2.0～4.0m，间距1.5～3.0m。

6.根据权利要求1-5任一所述的薄衬砌灌浆洞内直接式高压灌浆帷幕连接结构，其特征在于，所述上层帷幕的中心线和所述下层帷幕的中心线距离≥4.0m，所述上层帷幕孔和所述下层帷幕孔为1～3排，孔距1.5～3.0m，排距1.0～2.0m；所述上层帷幕孔至所述薄衬砌灌浆洞的洞壁距离≥2.0m，底部深入至所述薄衬砌灌浆洞的底板高程以下≥5.0m；距所述薄衬砌灌浆洞的上游壁50～150cm位置设1～3排6～10m深倾斜搭接帷幕孔，所述搭接帷幕孔穿过所述上层帷幕，孔距1.5～3.0m，孔向倾角0°～60°。