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一种可检修排水隧洞、施工方法及检修方法

阅读：172发布：2023-01-19

专利汇可以提供一种可检修排水隧洞、施工方法及检修方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种可检修排水隧洞，包括隧洞本体，所述隧洞本体的底部埋设有沿隧洞本体长度方向分布的涵管；所述涵管的进口端设有可活动的封堵机构，当封堵机构开启时，涵管与隧洞本体的进水端连通；当封堵机构关闭时，涵管与隧洞本体隔离。在枯水时段内可利用涵管过流，施工机械和人员可进入排水隧洞内，对排水隧洞进行全面检修和维护，提高排水隧洞的耐久性；检修方便，相比现有技术，检修效率得到大大提升；本发明的隧洞本体内无需设置隔墙，过流面积大，泄水能力强，相比专利 CN105421296A可适当降低汛期水流速度，提高排水隧洞的耐久性；在开挖施工时，涵管铺设在底板下，不减少洞内施工通道的宽度，不降低隧洞的机械化施工程度。，下面是一种可检修排水隧洞、施工方法及检修方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种可检修排水隧洞，包括隧洞本体（8），其特征在于，所述隧洞本体（8）的底部埋设有沿隧洞本体长度方向分布的涵管（5）；所述涵管（5）的进口端设有可活动的封堵机构（9），当封堵机构开启时，涵管（5）与隧洞本体的进水端连通；当封堵机构关闭时，涵管（5）与隧洞本体隔离。
2.根据权利要求1所述的可检修排水隧洞，其特征在于，所述涵管（5）包括圆形涵管、多边形涵管中的一种。
3.根据权利要求1所述的可检修排水隧洞，其特征在于，所述封堵机构（9）为挡水闸门。
4.根据权利要求1所述的可检修排水隧洞，其特征在于，所述涵管（5）的进口端设置于隧洞本体进水端的前方。
5.根据权利要求1所述的可检修排水隧洞，其特征在于，所述隧洞本体的边墙和拱顶均设有锚固机构。
6.根据权利要求5所述的可检修排水隧洞，其特征在于，所述锚固机构包括前排锚杆组（1）和后排锚杆组（2），所述前排锚杆组（1）和后排锚杆组（2）沿隧洞本体长度方向依次交替设置。
7.如权利要求1-6任一项所述的可检修排水隧洞的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、挖设隧洞；
S2、在隧洞的边墙和顶拱打设锚杆，再在隧洞边墙和顶拱开挖面上分别初喷混凝土，获得第一混凝土层（3）；
S3、沿隧洞长度方向在隧洞底部开设沟槽（4），在沟槽（4）内铺设涵管（5），向沟槽（4）内回填混凝土；
S4、在隧洞底部构筑钢筋混凝土底板（6），获得排水隧洞。
8.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于，步骤S4中在构筑钢筋混泥土底板（6）的同时，在第一混凝土层（3）的基础上对隧洞边墙和拱顶进行钢筋混凝土浇筑，获得第二混凝土层（7）。
9.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于，所述涵管（5）是直径为600-1000mm的圆涵管。
10.如权利要求1-6任一项所述的可检修排水隧洞或如权利要求7-9任一项所述的方法构建的可检修排水隧洞的检修方法，其特征在于，在枯水期内，先开启涵管（5）进口端的封堵机构，再在排水隧洞内封堵机构下游位置修建挡水围堰，使水通过涵管流出；进行检修；
检修完毕后，先拆除挡水围堰，再关闭封堵机构，即可。

说明书全文

一种可检修排水隧洞、施工方法及检修方法

技术领域

[0001] 本发明属于水利水电工程建设技术领域，涉及一种可检修排水隧洞，尤其涉及一种用于弃渣场的施工期可逃生和运行期可检修的排水隧洞。

背景技术

[0002] 水电站建设过程中，不可避免地会产生大量弃渣，随意弃渣不仅会造成水土流失、破坏生态环境，还会诱发泥石流、滑坡等地质灾害，因此在施工总布置设计时应规划一个或几个弃渣场集中堆存弃渣。目前，我国水电站主要集中在西南地区，受该地区地形地质条件限制，常将弃渣场布置在冲沟内，通过在侧面山体内开挖排水隧洞解决堆渣后渣场的排水问题，渣场排水隧洞基本采用易于施工的小断面钢筋混凝土城门洞，西南地区地质条件复杂，排水隧洞开挖施工期内塌方事故频发，洞内施工人员安全无法保证，排水隧洞开始运行后，一般为弃渣场堆渣后水流的唯一通道，在渣场含砂量较高的水流磨蚀下易损坏，但是目前弃渣场排水隧洞存在运行期无法进行检修维护的问题，对渣场的稳定性产生不利影响。

[0003] 中国发明专利说明书CN105421296A公开了一种用于沟水处理的排水隧洞及检修方法，通过在隧洞本体长度方向设置隔墙，在隧洞本体内形成两个过水通道，检修时，需封堵一个过水通道，对该侧的隧洞本体部分进行检修，检修完毕后，再封堵另一过水通道，然后对该侧隧洞本体进行检修，显然，这样检修不方便，效率较低，需要耗费较长的时间，另外，由于隔墙具有一定厚度，会减小隧洞本体内过水区域的横截面积，降低隧洞单位时间内可过水流量，相应地，为了满足一定的设计流量，相比未设置隔墙的排水隧洞，该专利必须相应地将排水隧洞横截面积设计的更大，这无疑会增大施工量和成本；此外，由于隔墙的设置，一些要用到的大型检修机械无法进入隧洞本体内，检修难度增大。

发明内容

[0004] 针对现有技术的不足，本发明之一在于提供一种可检修排水隧洞，以解决现有的排水隧洞检修不方便，耗时长的问题；本发明的目的之二在于提供一种可检修排水隧洞的施工方法；本发明的目的之三在于提供一种检修效率高，耗时短的检修方法。

[0005] 本发明的技术方案为：一种可检修排水隧洞，包括隧洞本体，其特征在于，所述隧洞本体的底部埋设有沿隧洞本体长度方向分布的涵管；所述涵管的进口端设有可活动的封堵机构，当封堵机构开启时，涵管与隧洞本体的进水端连通；当封堵机构关闭时，涵管与隧洞本体隔离。

[0006] 本发明中，涵管的进口端指靠近水流源头的一端。

[0007] 采用这样的结构设计，封堵机构的启闭可实现涵管与隧洞本体的连通与隔离；运行期内，可主要通过隧洞本体过流，此时关闭封堵机构即可；检修一般安排在枯水期内，此时打开封堵机构，并在封堵机构下游位置的隧洞本体内设置相关挡水机构，如围堰、闸门等，将水挡住，即可使水通过涵管排出，此时检修人员和相关机械可畅通无阻地进入隧洞本体，对排水隧洞进行检修，可一次性对排水隧洞检修完毕，相比专利CN105421296A，理论上检修效率可以提升1倍；检修完毕后，撤出机械，拆除挡水围堰，再关闭封堵机构即可，十分方便。

[0008] 进一步地，所述涵管包括圆形涵管、多边形涵管中的一种。优选地，涵管为圆形涵管，圆形涵管受力性能好，结构稳定性强。

[0009] 进一步地，所述封堵机构为挡水闸门。挡水闸门结构简单，技术成熟，成本低，可满足使用需求。优选为简易挡水闸门。

[0010] 优选地，所述涵管的进口端设置于隧洞本体进水端的前方。其中，“前方”指水源所在方向。

[0011] 优选地，所述隧洞本体为城门洞型。

[0012] 进一步地，所述隧洞本体的边墙和拱顶均设有锚固机构。

[0013] 进一步地，所述锚固机构包括前排锚杆组和后排锚杆组，所述前排锚杆组和后排锚杆组沿隧洞本体长度方向依次交替设置。优选地，相应的前排锚杆和后排锚杆交错设置，锚杆的排布呈梅花型。

[0014] 基于同一发明构思，本发明还提供一种如上所述的可检修排水隧洞的施工方法，包括如下步骤：S1、挖设隧洞；
S2、在隧洞的边墙和顶拱打设锚杆，再在隧洞边墙和顶拱开挖面上分别初喷混凝土，获得第一混凝土层；
S3、沿隧洞长度方向在隧洞底板开设沟槽，在沟槽内铺设涵管，向沟槽内回填混凝土；
S4、在隧洞底部构筑钢筋混凝土底板，获得排水隧洞。

[0015] 进一步地，步骤S4中在构筑钢筋混泥土底板的同时，在第一混凝土层的基础上对隧洞边墙和拱顶进行钢筋混凝土浇筑，获得第二混凝土层。

[0016] 优选地，在隧洞本体贯穿后进行钢筋混凝土底板和边墙、拱顶钢筋混凝土浇筑。

[0017] 优选地，沟槽通过钻爆的形式开设。进一步地，沟槽的横向尺寸为0.8-1.2 m×0.9-1.3m。

[0018] 优选地，S3中沟槽内回填C15混凝土。进一步地，回填时，沟槽内混凝土回填至低于隧洞本体底板80-120mm处，此处形成一沟，可用作施工期渗透水的排出。

[0019] 进一步地，所述涵管是直径为600-1000mm的圆涵管，进一步地，圆涵管的直径为750-850mm。涵管尺寸大小可根据需要选用，最好供人通过。

[0020] 进一步地，所述沟槽开挖完成后，立刻铺设圆涵管，所述涵管四周用C15混凝土回填。

[0021] 进一步地，在隧洞施工过程中，如遇到塌方冒顶等事故，洞内施工作业人员可利用所述涵管作为逃生通道，从而保证施工作业人员的生命安全。

[0022] 进一步地，所述涵洞也可作为洞内事故发生时的救援通道和处理事故通道。

[0023] 基于同一发明构思，本发明还提供一种如上所述的可检修排水隧洞或如上所述的方法构建的可检修排水隧洞的检修方法，在枯水期内，先开启涵管进口端的封堵机构，再在排水隧洞内封堵机构下游位置修建挡水机构，使水通过涵管流出；进行检修；检修完毕后，先拆除挡水机构，再关闭封堵机构，即可。

[0024] 进一步地，所述挡水机构为挡水围堰或闸门。优选为简易的挡水围堰，可用沙袋堆放而成。

[0025] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：（1）在枯水时段内可利用涵管过流，施工机械和人员可进入排水隧洞内，对排水隧洞进行全面检修和维护，提高排水隧洞的耐久性；
（2）检修方便，相比现有技术，检修效率得到大大提升；
（3）本发明的隧洞本体内无需设置隔墙，过流面积大，泄水能力强，相比专利CN105421296A可适当降低汛期水流速度，提高排水隧洞的耐久性；
（4）在开挖施工时，涵管铺设在底板下，不减少洞内施工通道的宽度，不降低隧洞的机械化施工程度；
（5）隧洞底板下铺设涵管，在遇隧洞塌方冒顶事故时，涵管可作为洞内施工人员的逃生通道或洞外救援人员的救援通道，同时在可作为处理事故时的施工通道，有利于降低安全生产事故，同时也降低处理事故时的施工难度。
附图说明

[0026] 图1是本发明的一种可检修排水隧洞结构图（截面结构）。

[0027] 图2是本发明中检修时排水隧洞进水端附附近的平面布置图。

[0028] 图中：1-前排锚杆组；2-后排锚杆组；3-第一混凝土层；4-沟槽；5-涵管；6-钢筋混凝土底板；7-第二混凝土层；8-隧洞本体；9-封堵机构；10-挡水围堰。

具体实施方式

[0029] 为叙述方便，本发明中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

[0030] 本实施例主要解决渣场排水隧洞施工期内发生塌方事故时施工人员无法逃生和排水隧洞运行期无法进行检修的问题，下面结合附图说明施工期可逃生和运行期可检修排水隧洞结构型式及施工步骤。本发明所述的排水隧洞开挖断面、衬砌断面、锚喷参数和圆涵管大小可根据水文特性和地质情况进行调整。

[0031] 可检修排水隧洞施工期的施工步骤为：（1）先开挖断面为5.00m×5.90m（宽×高）的城门洞型，开挖采用全断面爆破施工；
（2）开挖完成后在隧洞边墙和顶拱打设C25锚杆，锚杆长度L=3.0m，间排距1.50m×
1.50m，锚杆为梅花型布置，分前排锚杆组1和后排锚杆组2；
（3）在顶拱和边墙开挖面上初喷C25混凝土，喷混凝土厚度100mm，获得第一混凝土层3；
（4）在隧洞底板钻爆1.0 m×1.1m（宽×高）的沟槽4，随即铺设直径为800mm的圆形涵管
5；
（5）沟槽内铺设涵管5后，用C15混凝土回填，沟槽内混凝土回填至低于排水隧洞底板
100mm处，用作施工期渗透水的排水沟；
（6）排水隧洞贯通后，采用钢模板进行底板钢筋混凝土浇筑，获得钢筋混凝土底板6，同时驱使钢模台车跟进进行边顶拱钢筋混凝土浇筑，获得第二混凝土层7，其中第二混凝土层
7的强度等级为C30，厚度为400mm。

[0032] 排水隧洞运行期的检修方法程序为：（1）在枯水期内，开启涵管进口端（涵管进口端位于隧洞本体进水端之前）的挡水闸门；
（2）用沙袋在隧洞本体进水端前方修建简易挡水围堰10，使得水仅通过涵管排出；
（3）施工机械和施工人员由排水隧洞出口进入，进行排水隧洞的检修和维护；
（4）排水隧洞检修完成后，首先拆除挡水围堰，然后关闭涵管进口端的简易挡水闸门。

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