CN212452481U

CN212452481U - 一种水工隧洞封堵体

Info

Publication number: CN212452481U
Application number: CN202020563480.3U
Authority: CN
Inventors: 姚福海; 常作维; 李蘅; 吴楠
Original assignee: Guodian Jinsha River Xulong Hydropower Development Co ltd
Current assignee: Guodian Jinsha River Xulong Hydropower Development Co ltd
Priority date: 2020-04-15
Filing date: 2020-04-15
Publication date: 2021-02-02
Anticipated expiration: 2030-04-15

Abstract

本实用新型公开了一种水工隧洞封堵体，包括混凝土封堵体以及隧洞本体；隧洞本体设置有封堵位，封堵位底部是平面，封堵位的水流上游横切面大于封堵位的水流下游横切面，封堵位底部是混凝土找平层，封堵位的侧壁及顶部从上游至下游向中心倾斜；混凝土封堵体的形状与封堵位的形状适配。本技术利用瓶塞原理，浇筑可以小范围滑移的挤压式混凝土封堵体，大大节约了混凝土封堵体的浇筑时间，解决现有的导流隧洞封堵体浇筑时间长，工艺复杂的问题；同时，本技术中的混凝土封堵体利用瓶塞结构的原理，也可以使混凝土封堵体的压力均匀作用到围岩，发挥了混凝土耐压的优势，使得围岩的承压能力得到充分利用。

Description

一种水工隧洞封堵体

技术领域

本实用新型属于一种水工建筑施工领域，具体涉及一种水工隧洞封堵体。

背景技术

在峡谷地区的江河上修建高坝，一般都采用隧洞导流。导流隧洞做为一种临时建筑物，其功能完成后要对其彻底封堵。而封堵体做为大坝挡水建筑物的组成部分，其封堵的时间、工艺等均有严格的要求。

目前普遍的做法是：在导流隧洞下闸后，抽干洞内的积水，在永久封堵体的上游先浇筑一个临时封堵体，在其保护下，按照混凝土重力坝的工艺标准分层浇筑永久封堵体，并预埋冷却水管。浇筑完成后，在冷却的同时，对顶拱进行回填灌浆，对周边进行固结灌浆。3～4个月后，待混凝土达到了接缝灌浆的允许温度，再进行接缝接触灌浆。再这种严格的工艺要求下，封堵体的施工周期一般都在5个月以上。传统工艺存在的问题是：(1)下闸时间必须在汛期结束后抓紧进行，可选择的时间余度不大。(2)封堵体按照重力坝的稳定要求设计，长度较长，未发挥围岩的承压能力。

实用新型内容

本实用新型提供了一种水工隧洞封堵体，解决了现有的导流隧洞封堵体浇筑时间长，工艺复杂的问题。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种水工隧洞封堵体，包括混凝土封堵体以及隧洞本体；所述隧洞本体设置有封堵位，所述封堵位底部是平面，所述封堵位的水流上游横切面大于封堵位的水流下游横切面，所述封堵位底部是混凝土找平层，封堵位的侧壁和/或顶部从上游至下游向中心倾斜；所述混凝土封堵体的形状与封堵位的形状适配。为了彻底解决封堵体存在的工期长、受力不均匀等问题，本技术利用瓶塞原理，浇筑可以小范围滑移的挤压式混凝土封堵体，与传统混凝土封堵体相比，本技术中的混凝土封堵体可与隧洞本体之间存在一定的回缩量间隙，这些间隙在后期投入使用后，在运行初期，随着混凝土内部温度的逐渐降低，混凝土封堵体与周边逐步脱开，并在上游水压力作用下向下游滑移，并把水压力传递给围岩；随着时间的推移，封堵体与周边越挤越紧，形成永久挡水结构；因此，在浇筑本技术中的混凝土封堵体时，不需要等到混凝土完全定型后在进行二次浇筑会回填灌浆，大大节约了混凝土封堵体的浇筑时间，解决现有的导流隧洞封堵体浇筑时间长，工艺复杂的问题；同时，本技术中的混凝土封堵体利用瓶塞结构的原理，也可以使混凝土封堵体的压力均匀作用到围岩，能够发挥混凝土耐压的优势，使得围岩的承压能力得到充分发挥。

进一步的，封堵位的底部表面设置有铝板。通过在封堵位的底部表面设置铝板，可以防止混凝土在浇筑时与封堵位底部混凝土衔接一起，在水压下无法移动，导致封堵不好的问题。

进一步的，所述封堵位的内壁设置有阳离子乳化沥青层。阳离子乳化沥青由多种表面活性剂及阳离子页岩抑制剂及一定范围软化点的沥青经特种工艺加工而成；其微米级的带正电的沥青微粒极易吸附在带负电的固体颗粒上，参与泥饼的形成，提高泥饼质量，其微粒及阳离子页岩抑制剂可以在间隙中产生粘附及相互聚集，从而起到封堵、桥接、防膨及防塌的作用。

进一步的，所述混凝土封堵体与铝板之间设置有排水钢管；所述排水钢管设置有阀门。通过设置排水钢管排出混凝土封堵体在浇筑时来自上游渗的水，避免影响混凝土封堵体的施工。通过设置阀门，在混凝土封堵体浇筑好之后，可以通过阀门关闭排水通道，再对通道进行回填灌浆，形成永久性的混凝土封堵体。

进一步的，所述混凝土封堵体与隧洞本体的之间环向设置有止水件。通过混凝土封堵体周围环向设置止水件，在混凝土封堵体本挤压时，环向设置的止水件在挤压作用下发生形变，使得止水效果更好。

进一步的，所述止水件包括GB止水材料，所述GB止水材料设置在混凝土封堵体靠近迎水面的侧壁上。GB止水材料一般有GB止水板、GB止水带等，GB止水材料具有与混凝土及橡胶材料粘接好、耐老化、变形大等特点，通过在混凝土封堵体侧壁上设置GB止水材料使得混凝土封堵体与隧洞之间的密封效果更好。

进一步的，止水件包括铜止水，所述铜止水埋设在隧洞本体上环向设置的槽里。铜止水又叫做止水铜片，通过采用铜止水在使用过程中，止水铜片的耐腐蚀性源于铜会和空气中的氧发生反应，在一定条件下，阳极反应产生的Cu₂O可在铜表面形成完整的保护膜，其表层的Cu₂O在水中溶解氧的作用下被部分氧化成CuO。因此，铜表面的氧化物保护膜具有双层结构，其内层为Cu₂O，外层则由Cu₂O和CuO组成。而Cu₂O和CuO在弱酸弱碱的情况下是很难发生反应的，所以这相当于为铜加上了一层保护膜，因此铜止水的防腐蚀能力特别强；止水铜片安装在刻槽内，应用止水铜片抗拉强度大的原理；在水工建筑因外部原因，发生变形时，止水铜片的伸缩节可对变形起到缓冲作用，同时，由于止水铜片与完美的与混凝土融合在一起，因此，还可阻止混凝土工程开裂，以达到防渗水的目的。

进一步的，止水件位于混凝土封堵体挡水迎水面与挡水迎水面下游0.5米之间。

进一步的，所述封堵位为横切面为方圆型或半圆形或马蹄形。

进一步的，所述封堵位底部是斜面，封堵位的上游高于封堵位底部的下游。

本实用新型具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型为了彻底解决封堵体存在的工期长、受力不均匀等问题，本技术利用瓶塞原理，浇筑可以小范围滑移的挤压式混凝土封堵体，与传统混凝土封堵体相比，本技术中的混凝土封堵体可与隧洞本体之间存在一定的回缩量间隙，这些间隙在后期投入使用后，在运行初期，随着混凝土内部温度的逐渐降低，混凝土封堵体与周边逐步脱开，并在上游水压力作用下向下游滑移，并把水压力传递给围岩；随着时间的推移，封堵体与周边越挤越紧，形成永久挡水结构；因此，在浇筑本技术中的混凝土封堵体时，不需要对混凝土进行分层冷却并进行接触接缝灌浆，大大节约了混凝土封堵体的浇筑时间，解决现有的导流隧洞封堵体浇筑时间长，工艺复杂的问题；同时，本技术中的混凝土封堵体利用瓶塞结构的原理，也可以使混凝土封堵体的压力均匀作用到围岩，能够发挥混凝土耐压的优势，使得围岩的承压能力得到充分发挥。

2、本实用新型通过在封堵位的底部表面设置铝板，可以防止混凝土在浇筑时与封堵位底部混凝土衔接一起，在水压下无法移动，承压能力得不到发挥的问题；通过在混凝土封堵体的底部设置铝板，可以增大封堵体自然冷却后向下游小范围变形的自由度，从而把封堵体承受的水压力传递给围岩；通过设置阀门，在混凝土封堵体浇筑好之后，可以通过阀门关闭排水通道，再对通道进行回填灌浆，形成永久性的混凝土封堵体；

3、本实用新型通过混凝土封堵体周围环向设置止水件，在混凝土封堵体本挤压时，环向设置的止水件在挤压作用下发生形变，使得防渗效果更好；通过采用铜止水在使用过程中，止水铜片的耐腐蚀性源于铜会和空气中的氧发生反应，在一定条件下，阳极反应产生的Cu₂O可在铜表面形成完整的保护膜，其表层的Cu₂O在水中溶解氧的作用下被部分氧化成CuO。因此，铜表面的氧化物保护膜具有双层结构，其内层为Cu₂O，外层则由Cu₂O和CuO组成。而Cu₂O和CuO在弱酸弱碱的情况下是很难发生反应的，所以这相当于为铜加上了一层保护膜，因此铜止水的防腐蚀能力特别强；止水铜片安装与水工建筑的伸缩缝内，应用止水铜片抗拉强度大的原理；在水工建筑因外部原因，发生变形时，止水铜片伸缩节可对变形起到缓冲作用，同时，由于止水铜片与完美的与混凝土融合在一起，因此，还可阻止混凝土工程开裂，以达防渗水的目的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1是本实用新型的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-混凝土封堵体，2-隧洞本体，3-封堵位，4-铝板，5-止水件，6-混凝土找平层。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

应当理解，术语第一、第二等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。尽管本文可以使用术语第一、第二等等来描述各种单元，这些单元不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个单元和另一个单元。例如可以将第一单元称作第二单元,并且类似地可以将第二单元称作第一单元，同时不脱离本实用新型的示例实施例的范围。

应当理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

应当理解，在本实用新型的描述中，术语“上”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系，是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

应当理解，当将单元称作与另一个单元“连接”、“相连”或“耦合”时，它可以与另一个单元直相连接或耦合，或中间单元可以存在。相対地，当将单元称作与另一个单元“直接相连”或“直接耦合”时，不存在中间单元。应当以类似方式来解释用于描述单元之间的关系的其他单词(例如，“在……之间”对“直接在……之间”,“相邻”对“直接相邻”等等)。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本文使用的术语仅用于描述特定实施例，并且不意在限制本实用新型的示例实施例。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”意在包括复数形式，除非上下文明确指示相反意思。还应当理解术语“包括”、“包括了”、“包含”、和/或“包含了”当在本文中使用时,指定所声明的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在性,并且不排除一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、单元、组件和/或他们的组合存在性或增加。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供了一种水工隧洞封堵体，包括混凝土封堵体1以及隧洞本体2；所述隧洞本体2设置有封堵位3，所述封堵位3底部是平面，所述封堵位3的水流上游横切面大于封堵位3的水流下游横切面，所述封堵位3底部是混凝土找平层6，封堵位3的侧壁和/或顶部从上游至下游向中心倾斜；所述混凝土封堵体1的形状与封堵位(3的形状适配。

优选的，所述封堵位3的内壁设置有阳离子乳化沥青层。阳离子乳化沥青层厚度10～15mm。

优选的，封堵位3的底部表面设置有铝板4。具体实施时，铝板的厚度在1～2mm即可。

优选的，混凝土封堵体1与铝板之间设置有排水钢管。排水钢管设置有阀门。

优选的，混凝土封堵体1挡水迎水面下游，环向设置有止水件5。

优选的，所述止水件5包括GB止水材料，所述GB止水材料设置在混凝土封堵体1靠近迎水面的侧壁上。

优选的，止水件5为铜止水，所述铜止水埋设在隧洞本体2上环向设置的槽里。

优选的，止水件5位于混凝土封堵体1挡水迎水面与挡水迎水面下游0.5米之间。

具体实施时，所述封堵位3为横切面为方圆型或半圆形或马蹄形。

水工隧洞封堵体的施工方法，包括以下操作

1)修建隧洞本体时修建所述封堵位；预埋铜止水，并在隧洞过流期对其铜止水进行保护；保护措施主要采用遮挡物进行遮挡。

2)封堵隧洞：隧洞下闸后抽干洞内积水，然后对封堵位底部进行混凝土找平处理；

3)待找平层混凝土达到3天强度后，对封堵位上与混凝土封堵体接触的面上进行磨平处理，并均匀喷涂一层阳离子乳化沥青；在封堵位底部上方由下至上依次铺设铝板和排水钢管；若预埋的铜止水完好，则拆除过流期的保护设施；若预埋的铜止水被破坏，则重新在封堵位上刻槽埋设铜止水；

4)连续浇筑混凝土封堵体；

5)顶部混凝土达到7天强度后，进行回填灌浆；

6)回填灌浆强度达到7天强度后，关掉排水管的阀门，并对排水钢管进行回填处理；

7)混凝土封堵体投入挡水运行。

实施例2

一种水工隧洞封堵体，包括混凝土封堵体1以及隧洞本体2；所述隧洞本体2设置有封堵位3，所述封堵位3的水流上游横切面大于封堵位的水流下游横切面；所述封堵位3底部是斜面，封堵位3的上游高于封堵位3底部的下游，所述混凝土封堵体1的形状与封堵位3的形状适配。封堵位3的底部表面设置有铝板4，混凝土封堵体1与铝板之间设置有排水钢管，排水钢管设置有阀门，混凝土封堵体1挡水迎水面下游，环向设置有止水件5，止水件5为铜止水，所述铜止水埋设在隧洞本体2上环向设置的槽里，止水件5位于混凝土封堵体1挡水迎水面与挡水迎水面下游0.5米之间。

此实施例与实施例1的区别在于封堵位的底部不同，倾斜的封堵位底面可以使得封堵体更加容易发生滑移，但是为封堵体的浇注，应注意封堵位3底面的倾斜程度不应太大，其混凝土封堵体在倾斜方向的重力分力应该小于混凝土封堵体底面与封堵位表面的摩擦力。

综上所述，本实用新型为了彻底解决封堵体存在的工期长、受力不均匀等问题，本技术利用瓶塞原理，浇筑可以小范围滑移的挤压式混凝土封堵体，与传统混凝土封堵体相比，本技术中的混凝土封堵体可与隧洞本体之间存在一定的回缩量间隙，这些间隙在后期投入使用后，在运行初期，随着混凝土内部温度的逐渐降低，混凝土封堵体与周边逐步脱开，并在上游水压力作用下向下游滑移，并把水压力传递给围岩；随着时间的推移，封堵体与周边越挤越紧，形成永久挡水结构；因此，在浇筑本技术中的混凝土封堵体时，不需要等到混凝土完全定型后在进行二次浇筑会回填灌浆，大大节约了混凝土封堵体的浇筑时间，解决现有的导流隧洞封堵体浇筑时间长，工艺复杂的问题；同时，本技术中的混凝土封堵体利用瓶塞结构的原理，也可以使混凝土封堵体的压力均匀作用到围岩，能够发挥混凝土耐压的优势，使得围岩的承压能力得到充分发挥。

通过在封堵位的底部表面设置铝板，可以防止混凝土在浇筑时与封堵位底部混凝土衔接一起，在水压下无法移动，导致封堵不好的问题；通过在混凝土封堵体的底部设置铝板，可以增大混凝土封堵体自然冷却后向下游变形的自由度，成功实现混凝土封堵体在水压的作用下移动封堵；通过设置阀门，在混凝土封堵体浇筑好之后，可以通过阀门关闭排水通道，再对通道进行回填灌浆，形成永久性的混凝土封堵体；

通过混凝土封堵体周围环向设置止水件，在混凝土封堵体本挤压时，环向设置的止水件在挤压作用下发生形变，使得防渗效果更好；通过采用铜止水在使用过程中，止水铜片的耐腐蚀性源于铜会和空气中的氧发生反应，在一定条件下，阳极反应产生的Cu₂O可在铜表面形成完整的保护膜，其表层的Cu₂O在水中溶解氧的作用下被部分氧化成CuO。因此，铜表面的氧化物保护膜具有双层结构，其内层为Cu₂O，外层则由Cu₂O和CuO组成。而Cu₂O和CuO在弱酸弱碱的情况下是很难发生反应的，所以这相当于为铜加上了一层保护膜，因此铜止水的防腐蚀能力特别强；止水铜片安装与水工建筑的伸缩缝内，应用止水铜片抗拉强度大的原理；在水工建筑因外部原因，发生变形时，止水铜片伸缩节可对变形起到缓冲作用，同时，由于止水铜片与完美的与混凝土融合在一起，因此，还可阻止混凝土工程开裂，以达防渗水的目的。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种水工隧洞封堵体，包括混凝土封堵体(1)以及隧洞本体(2)；其特征在于：所述隧洞本体(2)设置有封堵位(3)，所述封堵位(3)底部是平面，所述封堵位(3)的水流上游横切面大于封堵位(3)的水流下游横切面，所述封堵位(3)底部是混凝土找平层(6)，封堵位(3)的侧壁和/或顶部从上游至下游向中心倾斜；所述混凝土封堵体(1)的形状与封堵位(3)的形状适配。

2.根据权利要求1所述的一种水工隧洞封堵体，其特征在于：所述封堵位(3)的内壁设置有阳离子乳化沥青层。

3.根据权利要求1所述的一种水工隧洞封堵体，其特征在于：所述封堵位(3)的底部表面设置有铝板(4)。

4.根据权利要求3所述的一种水工隧洞封堵体，其特征在于：所述混凝土封堵体(1)与所述铝板(4)之间设置有排水钢管；排水钢管设置有阀门。

5.根据权利要求1所述的一种水工隧洞封堵体，其特征在于：所述混凝土封堵体(1)与隧洞本体(2)的之间环向设置有止水件(5)。

6.根据权利要求5所述的一种水工隧洞封堵体，其特征在于：所述止水件(5)包括GB止水材料，所述GB止水材料设置在混凝土封堵体(1)靠近迎水面的侧壁上。

7.根据权利要求5所述的一种水工隧洞封堵体，其特征在于：所述止水件(5)包括铜止水，所述铜止水埋设在隧洞本体(2)上环向设置的槽里。

8.根据权利要求5所述的一种水工隧洞封堵体，其特征在于：所述止水件(5)位于混凝土封堵体(1)挡水迎水面与挡水迎水面下游0.5米之间。

9.根据权利要求1所述的一种水工隧洞封堵体，其特征在于：所述封堵位(3)为横切面为方圆型或半圆形或马蹄形。

10.根据权利要求1所述的一种水工隧洞封堵体，其特征在于：所述封堵位(3)底部是斜面，封堵位(3)的上游高于封堵位(3)底部的下游。