CN217438857U - 一种高水头封堵条件下导流洞洞身衬砌结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于水利水电工程技术领域，具体地涉及一种高水头封堵条件下导流洞洞身衬砌结构。本实用新型包括洞身和洞身围岩圈；导流洞洞身的顶部、侧壁及底板均由钢筋混凝土衬砌而成；洞身围岩圈设置在导流洞洞身的外周；在导流洞洞身的全断面均设置有排水孔；所述的排水孔与导流洞进口端距离50～100m。本实用新型中的排水孔结构具有全断面、小间排距、浅孔深的特点，在高水头封堵条件下采用本实用新型的技术方案，可以充分利用围岩圈的阻水作用，有效发挥排水孔的排水减压作用，减小作用于衬砌上的外水压力，改善衬砌受力状态，减小洞身衬砌厚度，节省工程投资及减小开挖安全风险，具有显著的技术经济效益。

Description

一种高水头封堵条件下导流洞洞身衬砌结构

技术领域

本实用新型属于水利水电工程技术领域，具体地涉及一种高水头封堵条件下导流洞洞身衬砌结构。

背景技术

在高山峡谷地区的水利水电工程中，施工导流多采用隧洞导流，导流洞下闸后，水库开始蓄水，在高水头封堵条件下，导流洞衬砌结构安全由封堵工况控制，为减小外水压力，一般除进口段50～100m洞段外，其余洞段(Ⅰ类～Ⅲ类围岩)顶拱均设排水孔，排水孔间排距一般为3m×3m，排水孔孔深一般4m左右。但由于仅仅在顶拱布置排水孔、排水孔间距大，一方面未能充分利用排水孔的减压作用，另一方面由于排水孔孔深较大，也未充分利用围岩和固结灌浆圈的阻隔减压作用，还存在打穿洞身围岩圈或固结灌浆圈的风险。如此在衬砌计算时，外水折减很小，计算外水压力仍然很大，洞身衬砌厚度仍然较大，造成开挖断面大、开挖期安全风险大，洞室开挖和衬砌混凝土工程量大，投资不经济。

因此，需要一种新的导流洞洞身衬砌排水孔结构，以解决现有技术中在高水头条件下，导流洞衬砌排水孔设置不合理所造成的洞身衬砌厚度较大、开挖安全风险大、工程投资大的问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种高水头封堵条件下导流洞洞身衬砌结构，目的在于解决现有技术中在高水头条件下，导流洞衬砌排水孔设置不合理所造成的洞身衬砌厚度较大、开挖安全风险大、工程投资大的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种高水头封堵条件下导流洞洞身衬砌结构，包括洞身和洞身围岩圈；所述导流洞洞身的顶部、侧壁及底板均由钢筋混凝土衬砌而成；洞身围岩圈设置在导流洞洞身的外周；在导流洞洞身的全断面均设置有排水孔；所述的排水孔与导流洞进口端距离50～100m。

所述的排水孔采用1.5m～2m的间排距。

所述的排水孔的孔深为入岩0.1m～1m。

位于底板处的排水孔采用碎石充填。

除底板上的排水孔外，其余部位的排水孔内设置有用于反滤的反滤结构。

所述的反滤结构采用的是排水盲沟、排水花管、无砂混凝土或复合排水网或反滤材料。

所述的反滤材料采用的是无砂混凝土。

所述的排水孔为预埋孔。

所述的排水孔与所在点的洞身表面垂直设置。

所述的洞身围岩圈为固结灌浆圈。

有益效果：

1、本实用新型的中的排水孔可以布置在除导流洞进口段50～100m以外的Ⅰ类～Ⅳ类围岩洞段，拓展了排水孔的适用范围，可有效降低Ⅰ类～Ⅳ类围岩洞段衬砌外水压力。

2、本实用新型通过在顶部、侧壁及底板全断面洞周衬砌布设排水孔，可以充分利用排水孔的减压作用，衬砌外的外水压力降低更为明显，衬砌受力状态得到进一步改善。

3、本实用新型通过采用1.5m～2m的小间排距的布置方式，在局部孔位排水孔堵塞失效情况下，整体的排水减压效果仍然能够得到保证。

4、本实用新型本通过采用0.1m～1m的浅孔深，可以充分利用围岩及洞周固结灌浆圈对地下水的阻隔作用，一方面减小了渗透到衬砌外侧的外水，一方面避免了深排水孔贯穿周边围岩及洞周固结灌浆圈造成外水直接进入排水孔、排水量过大的问题。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例进行详细说明。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的结构横剖面图。

图中：

1-洞身；2-排水孔；3-洞身实际开挖线；4-洞身设计开挖线；5-洞身围岩圈。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下通过本实用新型的较佳实施例进行详细说明。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一：

参照图1所示的一种高水头封堵条件下导流洞洞身衬砌结构，包括洞身1和洞身围岩圈5；所述导流洞洞身1的顶部、侧壁及底板均由钢筋混凝土衬砌而成；洞身围岩圈5设置在导流洞洞身1的外周；在导流洞洞身1的全断面均设置有排水孔2；所述的排水孔2与导流洞进口端距离50～100m。

在实际使用时，首先进行洞身的开挖。在开挖时，洞身实际开挖线3深于洞身设计开挖线4，之后用钢筋混凝土进行导流洞的洞身1的衬砌，衬砌好的导流洞的洞身1的外侧壁与洞身设计开挖线4吻合。洞身1上的排水孔2，布设在洞顶、侧壁及底板上，且排水孔2与导流洞进口端距离50～100m。

本实用新型中的排水孔结构，可以应用于除导流洞进口段50～100m以外的Ⅰ类～Ⅳ类围岩洞段，从而有效拓展了减压用的排水孔的适用范围，更有利于降低衬砌外水压力，节省工程投资。

实施例二：

参照图1所示的一种高水头封堵条件下导流洞洞身衬砌结构，在实施例一的基础上，所述的排水孔2采用1.5m～2m的间排距。

在实际使用时，排水孔2采用1.5m～2m的小间排距，保证了在个别排水孔堵塞情况下，排水孔的整体减压作用仍然能够得到保证。

实施例三：

参照图1所示的一种高水头封堵条件下导流洞洞身衬砌结构，在实施例一或实施例二的基础上，所述的排水孔2的孔深为入岩0.1m～1m。

在实际使用时，排水孔2的入岩深度可以根据实际采挖情况，合理确定入岩深度，以保证能够将渗透至衬砌外侧的外水及时排出为宜。

本实施例中的排水孔2的孔深为入岩0.1m～1m，采用本技术方案，不仅能够将渗透至衬砌外侧的外水及时排出，而且充分利用了围岩及固结灌浆圈的阻水作用。

实施例四：

参照图1所示的一种高水头封堵条件下导流洞洞身衬砌结构，在实施例一的基础上，位于底板处的排水孔2采用碎石充填。

在实际使用时，底板处的排水孔2采用碎石进行充填，能够保证底板上的排水孔2不被泥沙堵塞，使其长期保持良好的排水减压状态。

实施例五：

参照图1所示的一种高水头封堵条件下导流洞洞身衬砌结构，在实施例一的基础上，除底板上的排水孔2外，其余部位的排水孔2内设置有用于反滤的反滤结构。

进一步的，所述的反滤结构采用的是排水盲沟、土工布包裹的排水花管、复合排水网或反滤材料。

在实际使用时，排水孔2采用本技术方案，能够避免Ⅳ类围岩内的细微颗粒被带出，保证围岩稳定。

此技术方案更适用于Ⅳ类围岩洞段。

实施例六：

参照图1所示的一种高水头封堵条件下导流洞洞身衬砌结构，在实施例五的基础上，所述的反滤材料采用的是无砂混凝土。

反滤材料采用本技术方案，不仅能够较好的能够避免Ⅳ类围岩内的细微颗粒被带出，保证围岩稳定，而且实施方便，成本较低。

实施例七：

参照图1所示的一种高水头封堵条件下导流洞洞身衬砌结构，在实施例一-实施例五的基础上，所述的排水孔2为预埋孔。

在实际使用时，排水孔采用预埋钢管方式设置。混凝土浇筑拆模后采用钻机疏通至设计孔深，避免重新打孔造成衬砌内的钢筋被打断的问题发生。

实施例八：

参照图1所示的一种高水头封堵条件下导流洞洞身衬砌结构，在实施例一-实施例五的基础上，所述的排水孔2与所在点的洞身1表面垂直设置。

在实际使用时，排水孔2与洞身1表面垂直布置，使排水孔2可以均匀布置于洞身，有利于排水孔2预制及后期疏通。

实施例九：

参照图1所示的一种高水头封堵条件下导流洞洞身衬砌结构，在实施例一的基础上，所述的洞身围岩圈5为固结灌浆圈。

在实际使用时，洞身围岩圈5为固结灌浆圈，使得本实用新型的技术方案更适用于Ⅲ类、Ⅳ类围岩，可有效提高Ⅲ类、Ⅳ类围岩圈的阻水防渗效果，减少进入排水孔的渗透水量。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

以上所述，只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种高水头封堵条件下导流洞洞身衬砌结构，包括洞身（1）和洞身围岩圈（5）；其特征在于：所述的导流洞洞身（1）的顶部、侧壁及底板均由钢筋混凝土衬砌而成；洞身围岩圈（5）设置在导流洞洞身（1）的外周；在导流洞洞身（1）的全断面均设置有排水孔（2）；所述的排水孔（2）与导流洞进口端距离50～100m。

2.如权利要求1所述的一种高水头封堵条件下导流洞洞身衬砌结构，其特征在于：所述的排水孔（2）采用1.5m～2m的间排距。

3.如权利要求1或2所述的一种高水头封堵条件下导流洞洞身衬砌结构，其特征在于：所述的排水孔（2）的孔深为入岩0.1m～1m。

4.如权利要求1所述的一种高水头封堵条件下导流洞洞身衬砌结构，其特征在于：位于底板处的排水孔（2）采用碎石充填。

5.如权利要求1所述的一种高水头封堵条件下导流洞洞身衬砌结构，其特征在于：除底板上的排水孔（2）外，其余部位的排水孔（2）内设置有用于反滤的反滤结构。

6.如权利要求5所述的一种高水头封堵条件下导流洞洞身衬砌结构，其特征在于：所述的反滤结构采用的是排水盲沟、土工布包裹的排水花管、复合排水网或反滤材料。

7.如权利要求6所述的一种高水头封堵条件下导流洞洞身衬砌结构，其特征在于：所述的反滤材料采用的是无砂混凝土。

8.如权利要求1、2、4或5所述的一种高水头封堵条件下导流洞洞身衬砌结构，其特征在于：所述的排水孔（2）为预埋孔。

9.如权利要求1、2、4或5所述的一种高水头封堵条件下导流洞洞身衬砌结构，其特征在于：所述的排水孔（2）与所在点的洞身（1）表面垂直设置。

10.如权利要求1所述的一种高水头封堵条件下导流洞洞身衬砌结构，其特征在于：所述的洞身围岩圈（5）为固结灌浆圈。

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