CN207111112U - 高坝生态供水洞封堵段衬砌结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的是水利水电工程领域的一种高坝生态供水洞封堵段衬砌结构，包括从供水洞上游往下游依次设置的上直洞段衬砌、下嵌段衬砌和下直洞段衬砌，所述下嵌段衬砌的底部设有向下凹陷的石渣区，所述石渣区的表面设有混凝土板。本实用新型的有益效果是：将以往的楔形体衬砌结构的边墙和顶拱扩挖改变为仅仅对底部进行扩挖，在施工难度上大大降低，布置石渣区和纤维混凝土板，既满足了水库蓄水期底板过流的条件，也降低了后期封堵时混凝土破碎和石渣清理的难度，同时也避免了以往衬砌结构突扩和突缩会降低泄流能力的缺点，提高了封堵结构的施工质量，有效克服了以往楔形体堵头结构上层混凝土施工难度大，混凝土收缩后出现缝隙而漏水的弊端。

Description

高坝生态供水洞封堵段衬砌结构

技术领域

本实用新型涉及水利水电工程领域，尤其涉及一种高坝生态供水洞封堵段衬砌结构。

背景技术

在深山峡谷地区进行高坝建设，围堰全年断流，通过导流洞泄流的施工导流方式应用最多，这些大型导流洞在完成使命后，均需在采用混凝土永久堵头结构对其进行封堵，后期才能进行蓄水发电。然而，高坝工程导流洞与其他泄水建筑物高程高差较大，根据水利部水资源论证规范要求，初期蓄水期间须满足向下游供水不小于一定的生态流量，需要布置生态供水洞以衔接供水来保证下游河道不断流。当完成下游供水功能后，需要进行封堵来满足水库蓄水需要，因此，生态供水洞封堵段衬砌结构型式对于封堵施工、工程安全、以及电站发电效益意义重大。

目前，水电水利高坝工程隧洞封堵段衬砌中使用最多的为楔形体结构，该结构稳定性较好，但这种结构有以下不足：①衬砌结构突扩和突缩会减小隧洞泄流流量系数，从而降低泄流能力，且流态不好；②堵头结构上层混凝土施工难度较大，混凝土密实性较难保证，且收缩后容易导致出现缝隙而漏水；③施工后期灌浆布置难度大，灌浆效果不好。

实用新型内容

为克服现有高坝工程隧洞封堵段衬砌存在的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种泄流稳定、施工简单、后续封堵方便的高坝生态供水洞封堵段衬砌结构。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

高坝生态供水洞封堵段衬砌结构，包括从供水洞上游往下游依次设置的上直洞段衬砌、下嵌段衬砌和下直洞段衬砌，所述下嵌段衬砌的底部设有向下凹陷的石渣区，所述石渣区的表面设有混凝土板。

进一步的是，所述混凝土板为纤维混凝土板，纤维混凝土板的厚度与上直洞段衬砌厚度相同，引水面与上直洞段衬砌和下直洞段衬砌的引水面平顺衔接，处于同一水平面上。

进一步的是，所述混凝土板与与其相接触的下嵌段衬砌之间需设置至少一层环向止水片。

进一步的是，所述下嵌段衬砌起点位于大坝帷幕线之后1～2m，紧接上直洞段衬砌，所述石渣区长度为8～18m，下嵌深度最深处为1.5～2.5m。

进一步的是，所述下嵌段衬砌的石渣区从供水洞上游往下游依次为深度逐渐增大的下扩段衬砌、平直的直洞段衬砌和深度逐渐缩小的收缩段衬砌，三者长度关系为，下扩段衬砌≤直洞段衬砌＜收缩段衬砌。

进一步的是，所述上直洞段衬砌位于大坝帷幕线上，长度控制在5～10m，断面型式和尺寸保持不变。

进一步的是，所述下直洞段衬砌与上直洞段衬砌断面型式和尺寸相同，长度控制在4～9m。

本实用新型的有益效果是：

1、采用上直洞段衬砌+下嵌式衬砌+下直洞段衬砌的结构，将以往的楔形体衬砌结构的边墙和顶拱扩挖改变为仅仅对底部进行扩挖，在施工难度上大大降低；

2、布置石渣区和纤维混凝土板，既满足了水库蓄水期底板过流的条件，也降低了后期封堵时混凝土破碎和石渣清理的难度，同时也避免了以往衬砌结构突扩和突缩会降低泄流能力的缺点；

3、使得该洞段封堵堵头结构为下嵌式，极大提高了堵头在高外水条件下的安全性和稳定性，同时由于顶拱型式尺寸保持不变，使得堵头的浇筑和后期灌浆都更加方便，提高了封堵结构的施工质量，有效克服了以往楔形体堵头结构上层混凝土施工难度大，混凝土收缩后出现缝隙而漏水的弊端。

附图说明

图1是本实用新型封堵段衬砌结构示意图。

图2是本实用新型封堵段封堵施工完成后的结构示意图。

图中标记为，1-上直洞段衬砌，2-下嵌段衬砌，3-下直洞段衬砌，4-石渣区，5-混凝土板，6-止水片，7-大坝帷幕线，41-下扩段衬砌，42-直洞段衬砌，43-收缩段衬砌，8-堵头结构，81-第一层混凝土结构，82-后续混凝土结构。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

如图1所示，本实用新型的高坝生态供水洞封堵段衬砌结构，包括从供水洞上游往下游依次设置的上直洞段衬砌1、下嵌段衬砌2和下直洞段衬砌3，所述下嵌段衬砌2的底部设有向下凹陷的石渣区4，所述石渣区4的表面设有混凝土板5。传统的供水洞封堵段一般为楔形体结构，该结构需要对洞身的边墙和顶拱进行扩挖，且呈从上游往下游逐渐缩小的楔形体结构。本实用新型的衬砌结构则只需对洞身的底部进行一定扩挖，边墙和拱顶的型式尺寸保持不变，大大降低了施工难度。

所述混凝土板4为纤维混凝土板，纤维混凝土板的厚度与上直洞段衬砌1厚度相同，引水面与上直洞段衬砌1和下直洞段衬砌3的引水面平顺衔接，处于同一水平面上。采用纤维混凝土板可提高供水洞衬砌耐冲刷的能力，纤维混凝土板的引水面与上直洞段衬砌1和下直洞段衬砌3的引水面平顺衔接，可减少水流因起伏产生的落差冲击，从而对衬砌起到一定保护作用。

进一步的，所述混凝土板5与与其相接触的下嵌段衬砌2之间需设置至少一层环向止水片6。止水片6的作用是可以避免水流进入石渣区4产生水流淘刷等不利影响，以提高衬砌的使用寿命。

所述下嵌段衬砌2起点位于大坝帷幕线7之后1～2m，紧接上直洞段衬砌1，所述石渣区4长度为8～18m，下嵌深度最深处为1.5～2.5m。将下嵌段衬砌2起点设置在大坝帷幕线7之后1～2m，可以降低岩体水系对结构的影响，使整个下嵌段衬砌2结构更加稳定。石渣区4的长度和深度主要根据供水洞的大小和地质条件进行设计，以保障后续的堵头能够完全稳定的起到封堵作用。

为了能够更加规范的对下嵌段衬砌2底部向下凹陷的石渣区4进行施工，将所述下嵌段衬砌2的石渣区4从供水洞上游往下游依次分为深度逐渐增大的下扩段衬砌41、平直的直洞段衬砌42和深度逐渐缩小的收缩段衬砌43，三者长度关系为，下扩段衬砌41≤直洞段衬砌42＜收缩段衬砌43，按照这种结构进行布置，有利于后续堵头的施工和封堵的效果。

所述上直洞段衬砌1位于大坝帷幕线7上，长度控制在5～10m，断面型式和尺寸保持不变。所述下直洞段衬砌3与上直洞段衬砌1断面型式和尺寸相同，长度控制在4～9m。上直洞段衬砌1和下直洞段衬砌3主要起到泄流和封堵过渡的作用，两者的断面型式和尺寸相同且均保持不变，能够避免以往衬砌结构突扩和突缩会降低泄流能力的缺点。

对上述高坝生态供水洞封堵段衬砌结构进行封堵的方法，包括以下步骤：

A、对生态供水洞闸门进行下闸；

B、进行生态供水洞出口围堰、进洞道路等堵头浇筑的准备工作施工；

C、对混凝土板进行破碎施工，完毕后挖除石渣区的石渣；

D、浇筑封堵堵头的第一层混凝土，该层厚度比下嵌深度多0.5～1.5m；

E、第一层混凝土施工完毕后进行后续混凝土浇筑施工工序，最终形成下嵌式封堵堵头结构满足水库蓄水条件。

如图2所示，整个堵头结构8分为第一层混凝土结构81和后续混凝土结构82，第一层混凝土结构81填充在原下嵌段衬砌2的石渣区4内，与下嵌段衬砌2形成稳定的卡合结构，极大提高了堵头在高外水条件下的安全性和稳定性，同时由于顶拱型式尺寸保持不变，在进行后续混凝土结构82的施工时，显然更加方便，并且提高了堵头结构8的施工质量，有效克服了以往楔形体堵头结构上层混凝土施工难度大，混凝土收缩后出现缝隙而漏水的弊端。

本实用新型的下嵌式衬砌结构相对与传统的楔形体结构，结构更加简单，施工更加方便，在保障了生态供水泄流能力的同时，又保证了后续堵头施工的便利性和封堵的稳定性，具有很好的实用性和应用前景。

Claims (7)

1.高坝生态供水洞封堵段衬砌结构，其特征是：包括从供水洞上游往下游依次设置的上直洞段衬砌(1)、下嵌段衬砌(2)和下直洞段衬砌(3)，所述下嵌段衬砌(2)的底部设有向下凹陷的石渣区(4)，所述石渣区(4)的表面设有混凝土板(5)。

2.如权利要求1所述的高坝生态供水洞封堵段衬砌结构，其特征是：所述混凝土板(5)为纤维混凝土板，混凝土板(5)的厚度与上直洞段衬砌(1)厚度相同，引水面与上直洞段衬砌(1)和下直洞段衬砌(3)的引水面平顺衔接，处于同一水平面上。

3.如权利要求2所述的高坝生态供水洞封堵段衬砌结构，其特征是：所述混凝土板(5)与其相接触的下嵌段衬砌(2)之间需设置至少一层环向止水片(6)。

4.如权利要求1所述的高坝生态供水洞封堵段衬砌结构，其特征是：所述下嵌段衬砌(2)起点位于大坝帷幕线(7)之后1～2m，紧接上直洞段衬砌(1)，所述石渣区(4)长度为8～18m，下嵌深度最深处为1.5～2.5m。

5.如权利要求4所述的高坝生态供水洞封堵段衬砌结构，其特征是：所述下嵌段衬砌(2)的石渣区(4)从供水洞上游往下游依次为深度逐渐增大的下扩段衬砌(41)、平直的直洞段衬砌(42)和深度逐渐缩小的收缩段衬砌(43)，三者长度关系为，下扩段衬砌(41)≤直洞段衬砌(42)＜收缩段衬砌(43)。

6.如权利要求1～5任意一项权利要求所述的高坝生态供水洞封堵段衬砌结构，其特征是：所述上直洞段衬砌(1)位于大坝帷幕线(7)上，长度控制在5～10m，断面型式和尺寸保持不变。

7.如权利要求6所述的高坝生态供水洞封堵段衬砌结构，其特征是：所述下直洞段衬砌(3)与上直洞段衬砌(1)断面型式和尺寸相同，长度控制在4～9m。