CN221118693U - 地下厂房排水廊道和自流排水洞布置结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了地下厂房排水廊道和自流排水洞布置结构，包括自流排水洞、地下厂房排水廊道和引水下平洞排水廊道，所述地下厂房排水廊道在地下厂房周围环形布置有通过TBM施工的第一掘进洞段，所述第一掘进洞段内设有三层螺旋上升的螺旋廊道部，顶层所述螺旋廊道部与引水下平洞排水廊道通过TBM开挖连通，顶层螺旋廊道部上设置通过TBM掘进的中间环形廊道部，底层螺旋廊道部与自流排水洞连通。本实用新型通过采用TBM螺旋式开挖地下厂房排水廊道及自流排水洞的方式，TBM设备可因此通过自流排水洞洞外的组装场地进行组装，从而在开挖自流排水洞的基础上对第一掘进洞段进行由下而上的开挖掘进，以使整体所需的开挖或钻爆施工更为便捷。
Description
技术领域
本实用新型涉及地下厂房排水廊道和自流排水洞布置技术领域，具体涉及地下厂房排水廊道和自流排水洞布置结构。
背景技术
水电站地下厂房洞室群周围需布置排水廊道，用于截断和接引地下厂房洞室群周围围岩内的渗水，防止地下厂房洞室群围岩渗水进入地下厂房洞室群，对结构及设备造成破坏，传统的排水廊道布置为多层平行环形布置，彼此之间相互独立，独立布置的各分层排水廊道难以同时完成，必将造成整个排水廊道形成时间晚，以至于不能在水电站地下厂房系统开挖完成前发挥降低地下洞室水位的作用；并且仅能通过钻爆法进行开挖，机械化程度低、劳动力投入大、安全风险高、施工工期长、作业面环境差，对现场的施工和管理人员职业健康造成伤害，极易引发安全生产事故。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种通过TBM螺旋式由下而上开挖的布置结构。为此，本实用新型采用以下技术方案：
地下厂房排水廊道和自流排水洞布置结构，包括自流排水洞、地下厂房排水廊道和引水下平洞排水廊道，所述地下厂房排水廊道在地下厂房周围环形布置有通过TBM施工的第一掘进洞段，所述第一掘进洞段内设有三层螺旋上升的螺旋廊道部，顶层所述螺旋廊道部与引水下平洞排水廊道通过TBM开挖连通，顶层螺旋廊道部上设置通过TBM掘进的中间环形廊道部，底层螺旋廊道部与自流排水洞连通，所述自流排水洞形成TBM掘进的始发端。
进一步地：所述自流排水洞在地下厂房洞室群的洞外设置组装场地。
进一步地：所述组装场地向内侧的端部设置第二掘进洞段，所述第二掘进洞段末端接地下厂房排水廊道，第二掘进洞段与组装场地之间还设置洞口始发洞段。
进一步地：所述组装场地平整度小于1cm，且组装场地的地面高程低于洞口始发洞段底部高程。
进一步地：所述螺旋廊道部掘进方向路径上设置洞内检修洞段。
进一步地：所述洞内检修洞段包括底层检修洞段、中间层检修洞段和顶层检修洞段，所述底层检修洞段设置于施工支洞与螺旋廊道部TBM掘进方向交叉处，所述中间层检修洞段设置于进厂交通洞近厂房段与主变进风洞之间，所述顶层检修洞段设置于主变排风洞与通风兼安全洞近厂房段之间。
进一步地：所述主变进风洞与TBM掘进方向交叉处的螺旋廊道部端部设置洞内始发洞段。
进一步地：所述地下厂房排水廊道上设置钻爆法洞段，所述钻爆法洞段包括底层的第一连接洞段和顶层的第二连接洞段，所述第一连接洞段设置于主副厂房与底层螺旋廊道部之间，所述第二连接洞段设置于顶层螺旋廊道部与引水下平洞排水廊道之间，第二连接洞段越过引水下平洞排水廊道与顶层螺旋廊道部另一端直接连接。
进一步地：所述引水下平洞排水廊道包括第三掘进洞段和中间支洞，所述第三掘进洞段突出设置于螺旋廊道部的外环，且第三掘进洞段两端与顶层螺旋廊道部形成交叉，第三掘进洞段通过TBM施工；所述中间支洞设置于第三掘进洞段与第二连接洞段之间，其通过钻爆法施工。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型通过采用TBM螺旋式开挖地下厂房排水廊道及自流排水洞的方式，TBM设备可因此通过自流排水洞洞外的组装场地进行组装，从而在开挖自流排水洞的基础上对第一掘进洞段进行由下而上的开挖掘进，以使整体所需的开挖或钻爆施工更为便捷。并且地下厂房排水廊道及自流排水洞的开挖具有施工机械化、智能化水平，降低地下工程施工安全风险，提升工程质量和本质安全水平等优点。
附图说明
图1为本实用新型的地下厂房第三层排水廊道和自流排水洞整体布置图；
图2为本实用新型的地下厂房第二层排水廊道整体布置图；
图3为本实用新型的地下厂房第一层排水廊道和引水下平洞排水廊道整体布置图；
图4为本实用新型的组装洞段典型断面结构示意图；
图5为本实用新型的始发洞段典型断面结构示意图；
图6为本实用新型的掘进洞段断面结构示意图。
附图中的标记为：1-自流排水洞；11-组装场地；12-洞口始发洞段；13-第二掘进洞段；2-地下厂房排水廊道；21-第一掘进洞段；211-螺旋廊道部；212-中间环形廊道部；22-洞内始发洞段；23-洞内检修洞段；241-第一连接洞段；242-第二连接洞段；3-引水下平洞排水廊道；31-第三掘进洞段；32-中间支洞。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。
如图1～6所示，地下厂房排水廊道和自流排水洞布置结构，包括自流排水洞1、地下厂房排水廊道2和引水下平洞排水廊道3，地下厂房排水廊道2在地下厂房周围环形布置有通过TBM施工的第一掘进洞段21，第一掘进洞段21包括三层螺旋上升的螺旋廊道部211和位于顶层的中间环形廊道部212，螺旋廊道部211包括直线段和转弯段，顶层螺旋廊道部211与引水下平洞排水廊道3通过TBM开挖连通，顶层螺旋廊道部211通过TBM与中间环形廊道部212连通，底层螺旋廊道部211与自流排水洞1连通，自流排水洞1形成TBM掘进的始发端。
本实施例中，第一掘进洞段21的断面为圆形，直径为3.53m，转弯半径不小于30m。
如图1所示，具体的，自流排水洞1在地下厂房洞室群的洞外设置组装场地11。组装场地11向内侧的端部设置第二掘进洞段13，第二掘进洞段13末端接地下厂房排水廊道2，第二掘进洞段13与组装场地11之间还设置洞口始发洞段12。
本实施例中，洞外的组装场地11采用混凝土硬化，场地地基软弱的地方要进行夯实，防止组装场地下沉。组装场地11采用C30混凝土，铺设长度不宜小于50米，宽度不宜小于10米，厚度30cm，平整度控制在1cm以内，组装场地11场地的地面高程比洞口始发洞段12底部高程底0.15m，便于步进架安装。
其中，洞口始发洞段12断面为圆形，采用钻爆法开挖，长度应根据地质情况确定并且不小于7m，根据地质情况和支撑压力确定配筋和衬砌厚度，净尺寸为直径3.7m。
其中，第二掘进洞段13断面为圆形，直径为3.53m，采用缓坡向上掘进开挖，其末端接地下厂房排水廊道2。
如图1-4所示，具体的，螺旋廊道部211掘进方向路径上设置洞内检修洞段23。本实施例中，洞内检修洞段的断面为城门洞形，采用钻爆法开挖，断面尺寸为8.7×9.7m，长度不小于45m。
其中，洞内检修洞段23包括底层检修洞段231、中间层检修洞段232和顶层检修洞段233，底层检修洞段231设置于施工支洞与螺旋廊道部211TBM掘进方向交叉处，中间层检修洞段232设置于进厂交通洞近厂房段与主变进风洞之间，顶层检修洞段233设置于主变排风洞与通风兼安全洞近厂房段之间。
其中，主变进风洞与TBM掘进方向交叉处的螺旋廊道部211端部设置洞内始发洞段22。本实施例中，洞内始发洞段22断面为圆形，采用钻爆法开挖，直径为3.9m，喷层厚度0.1m，长度不小于7m。
如图1和3所示，具体的，地下厂房排水廊道2上设置钻爆法洞段，钻爆法洞段包括底层的第一连接洞段241和顶层的第二连接洞段242，第一连接洞段241设置于主副厂房与底层螺旋廊道部211之间，第二连接洞段242设置于顶层螺旋廊道部211与引水下平洞排水廊道3之间，第二连接洞段242越过引水下平洞排水廊道3与顶层螺旋廊道部211另一端直接连接。本实施例中，采用钻爆法开挖的钻爆法洞段，其断面尺寸为3×3m。
如图3所示，具体的，引水下平洞排水廊道3包括第三掘进洞段31和中间支洞32，第三掘进洞段31突出设置于螺旋廊道部211的外环，且第三掘进洞段31两端与顶层螺旋廊道部211形成交叉，第三掘进洞段31通过TBM施工；中间支洞32设置于第三掘进洞段31与第二连接洞段242之间，其通过钻爆法施工。
本实施例中，第三掘进洞段31断面为圆形，直径为3.53m，转弯半径不小于30m。中间支洞32断面为城门洞形，断面尺寸为3×3m。
请参阅图1～6，在地下厂房排水廊道和自流排水洞布置结构的开挖时，具体包括以下步骤：
将TBM设备在自流排水洞1洞外的组装场地11进行组装，组装完成后推进至洞内始发洞段12；
随后缓坡向上掘进开挖自流排水洞1内第二掘进洞段13至末端顺接地下厂房排水廊道2，随后顺时针螺旋上升掘进开挖地下厂房周围环形布置的三层螺旋廊道部211，TBM设备在掘进至与施工支洞交叉口处，空推至施工支洞与TBM掘进方向交叉处的底层检修洞段231，TBM出渣及供电系统需转移至该处洞段，随后无导洞始发继续顺时针螺旋上升掘进螺旋廊道部211，在掘进至进厂交通洞近厂房段处，空推至与进厂交通洞近厂房段与主变进风洞之间的中间层检修洞段232，TBM出渣及供电系统需转移至该处洞段，随后空推至主变进风洞与TBM掘进方向交叉处洞内始发洞段22，继续顺时针螺旋上升掘进螺旋廊道部211，在掘进至与引水下平洞排水廊道3外环交叉口处时，顺时针掘进引水下平洞排水廊道外环TBM掘进洞段31，随后顺接并继续掘进地下厂房排水廊道211至掘进线路末端主变排风洞与通风兼安全洞近厂房段之间的顶层检修洞段233，TBM出渣及供电系统需转移至该处洞段，该顶层检修洞段233兼做TBM设备拆卸洞段，随后无导洞始发顺时针掘进顶层中间环形廊道部212，掘进完成后空推至顶层检修洞段233进行TBM设备拆卸，通过主变排风洞及通风兼安全洞运输出洞退场；螺旋廊道部211整体线路为螺旋式连贯上升，其中直线段坡度控制在5％以内，转弯段坡度控制在3％以内。
在TBM掘进洞段全部开挖完成后，通过钻爆法开挖剩余无法采用TBM掘进开挖的部分洞段，钻爆主副厂房与底层螺旋廊道部211的第一连接洞段241、顶层螺旋廊道部211与引水下平洞排水廊道3之间的第二连接洞段242、第三掘进洞段31与第二连接洞段242之间的中间支洞32。
以上实施例仅为本实用新型的一种较优技术方案，本领域的技术人员应当理解，在不脱离本实用新型的原理和本质情况下可以对实施例中的技术方案或参数进行修改或者替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.地下厂房排水廊道和自流排水洞布置结构，其特征在于：包括自流排水洞(1)、地下厂房排水廊道(2)和引水下平洞排水廊道(3)，所述地下厂房排水廊道(2)在地下厂房周围环形布置有通过TBM施工的第一掘进洞段(21)，所述第一掘进洞段(21)内设有三层螺旋上升的螺旋廊道部(211)，顶层所述螺旋廊道部(211)与引水下平洞排水廊道(3)通过TBM开挖连通，顶层螺旋廊道部(211)上设置通过TBM掘进的中间环形廊道部(212)，底层螺旋廊道部(211)与自流排水洞(1)连通。
2.根据权利要求1所述的地下厂房排水廊道和自流排水洞布置结构，其特征在于：所述自流排水洞(1)在地下厂房洞室群的洞外设置组装场地(11)。
3.根据权利要求2所述的地下厂房排水廊道和自流排水洞布置结构，其特征在于：所述组装场地(11)向内侧的端部设置第二掘进洞段(13)，所述第二掘进洞段(13)末端接地下厂房排水廊道(2)，第二掘进洞段(13)与组装场地(11)之间还设置洞口始发洞段(12)。
4.根据权利要求3所述的地下厂房排水廊道和自流排水洞布置结构，其特征在于：所述组装场地(11)平整度小于1cm，且组装场地(11)的地面高程低于洞口始发洞段(12)底部高程。
5.根据权利要求1所述的地下厂房排水廊道和自流排水洞布置结构，其特征在于：所述螺旋廊道部(211)掘进方向路径上设置洞内检修洞段(23)。
6.根据权利要求5所述的地下厂房排水廊道和自流排水洞布置结构，其特征在于：所述洞内检修洞段(23)包括底层检修洞段(231)、中间层检修洞段(232)和顶层检修洞段(233)，所述底层检修洞段(231)设置于施工支洞与螺旋廊道部(211)TBM掘进方向交叉处，所述中间层检修洞段(232)设置于进厂交通洞近厂房段与主变进风洞之间，所述顶层检修洞段(233)设置于主变排风洞与通风兼安全洞近厂房段之间。
7.根据权利要求6所述的地下厂房排水廊道和自流排水洞布置结构，其特征在于：所述主变进风洞与TBM掘进方向交叉处的螺旋廊道部(211)端部设置洞内始发洞段(22)。
8.根据权利要求1所述的地下厂房排水廊道和自流排水洞布置结构，其特征在于：所述地下厂房排水廊道(2)上设置钻爆法洞段，所述钻爆法洞段包括底层的第一连接洞段(241)和顶层的第二连接洞段(242)，所述第一连接洞段(241)设置于主副厂房与底层螺旋廊道部(211)之间，所述第二连接洞段(242)设置于顶层螺旋廊道部(211)与引水下平洞排水廊道(3)之间，第二连接洞段(242)越过引水下平洞排水廊道(3)与顶层螺旋廊道部(211)另一端直接连接。
9.根据权利要求8所述的地下厂房排水廊道和自流排水洞布置结构，其特征在于：所述引水下平洞排水廊道(3)包括第三掘进洞段(31)和中间支洞(32)，所述第三掘进洞段(31)突出设置于螺旋廊道部(211)的外环，且第三掘进洞段(31)两端与顶层螺旋廊道部(211)形成交叉，第三掘进洞段(31)通过TBM施工；所述中间支洞(32)设置于第三掘进洞段(31)与第二连接洞段(242)之间，其通过钻爆法施工。
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