一種壓力引水隧洞的補強防滲結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提出了一種壓力引水隧洞的補強防滲結(jié)構(gòu)，包括：原始襯砌混凝土層；補強防滲層，設(shè)置于所述原始襯砌混凝土層上；止?jié){環(huán)，設(shè)置于所述原始襯砌混凝土層與所述補強防滲層之間，所述止?jié){環(huán)將所述原始襯砌混凝土層與所述補強防滲層之間的空間分為若干灌漿區(qū)；灌漿層，填充于由所述原始襯砌混凝土層、所述補強防滲層和所述止?jié){環(huán)圍合而成的所述灌漿區(qū)內(nèi)。本實用新型有益效果：對于較小洞徑的壓力引水隧洞，比如洞徑在3?5m范圍內(nèi)，如果存在較寬較多的縱向裂縫、滲漏量又大或鋼筋銹蝕嚴(yán)重等，補強防滲后過水?dāng)嗝鎯H減小2?3%甚至更少，同時補強防滲結(jié)構(gòu)及其施工方法結(jié)構(gòu)簡單、步驟合理，安全性高，對已建設(shè)壓力引水隧洞具有較好的實用3價值。
【專利說明】—種壓力弓I水隧洞的補強防滲結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及隧道施工領(lǐng)域，特別是指一種壓力引水隧洞的補強防滲結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]引水隧洞(divers1n tunnel)是在山體內(nèi)開挖成的引水道,按洞內(nèi)水流有無自由水面，引水隧洞分無壓和有壓兩種。近年來，我國建設(shè)了一大批的西部水電工程和跨流域調(diào)水工程，水利水電工程建設(shè)水平得到了很大提高，很多技術(shù)都處于世界領(lǐng)先水平，壓力引水隧洞在設(shè)計和施工階段對圍巖情況估計過高，運行后發(fā)現(xiàn)混凝土襯砌一般受結(jié)構(gòu)尺寸的限制，抵抗內(nèi)水壓力的能力有限，從而導(dǎo)致洞內(nèi)混凝土襯砌開裂、滲漏嚴(yán)重，因此不得不停止運行進行修補加固處理，盡管這些工作可利用機組檢修期或負荷不大的季節(jié)進行，但由于修補時間短，只能修補一部分，可見，對已建壓力引水隧洞的修補加固方案提前進行深入研究，以確定最佳的修補加固方案是十分重要的。尤其是對于較小洞徑的壓力引水隧洞，比如洞徑在3?5m范圍內(nèi)，如果存在較寬較多的縱向裂縫、滲漏量又大或鋼筋銹蝕嚴(yán)重等，此時用傳統(tǒng)的方法進行補強防滲會造成過水?dāng)嗝娴臏p小的問題。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型提出一種壓力引水隧洞的補強防滲結(jié)構(gòu)，以克服目前現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0005]一種壓力引水隧洞的補強防滲結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括:
[0006]原始襯砌混凝土層；
[0007]補強防滲層，設(shè)置于所述原始襯砌混凝土層上；
[0008]止?jié){環(huán)，設(shè)置于所述原始襯砌混凝土層與所述補強防滲層之間，所述止?jié){環(huán)將所述原始襯砌混凝土層與所述補強防滲層之間的空間分為若干灌漿區(qū)；
[0009]灌漿層，填充于由所述原始襯砌混凝土層、所述補強防滲層和所述止?jié){環(huán)圍合而成的所述灌漿區(qū)內(nèi)。
[0010]優(yōu)選地，所述補強防滲層為內(nèi)襯板。
[0011]優(yōu)選地，所述內(nèi)襯板為內(nèi)襯鋼板。
[0012]優(yōu)選地，所述止?jié){環(huán)為鋼板條。
[0013]進一步地，所述止?jié){環(huán)與所述原始襯砌混凝土層之間設(shè)有密封墊平層。
[0014]優(yōu)選地，所述密封墊平層為聚合物水泥砂漿層。
[0015]優(yōu)選地，所述止?jié){環(huán)通過射釘與所述原始襯砌混凝土層固定。
[0016]進一步地，本實用新型所述的壓力引水隧洞的補強防滲結(jié)構(gòu)，還包括:
[0017]墊塊，設(shè)置于所述原始襯砌混凝土層與所述補強防滲層之間；
[0018]固定裝置，與所述補強防滲層、所述墊塊和所述原始襯砌混凝土層連接。
[0019]本實用新型的有益效果為:
[0020]本實用新型所述的壓力引水隧洞的補強防滲結(jié)構(gòu)，對于較小洞徑的壓力引水隧洞，比如洞徑在3?5m范圍內(nèi)，如果存在較寬較多的縱向裂縫、滲漏量又大或鋼筋銹蝕嚴(yán)重等，補強防滲后過水?dāng)嗝鎯H減小2?3%甚至更少，同時補強防滲結(jié)構(gòu)及其施工方法結(jié)構(gòu)簡單、步驟合理，安全性高，對已建設(shè)壓力引水隧洞具有較好的實用價值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1為本實用新型一種壓力引水隧洞的補強防滲結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本實用新型一種壓力引水隧洞的補強防滲結(jié)構(gòu)的施工方法的灌漿時的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為本實用新型一種壓力引水隧洞的補強防滲結(jié)構(gòu)的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖中:
[0026]1、原始襯砌混凝土層；2、補強防滲層；3、止?jié){環(huán)；4、灌漿層；5、密封墊平層；6、墊塊；7、固定裝置；8、灌漿管；9、容納漿料的空穴；10、橡膠墊；11、鋼墊圈；12、螺母。

【具體實施方式】
[0027]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0028]如圖1-3所示，本實用新型所述的一種壓力引水隧洞的補強防滲結(jié)構(gòu)，包括:
[0029]原始襯砌混凝土層I ;
[0030]補強防滲層2，設(shè)置于原始襯砌混凝土層I上；
[0031]止?jié){環(huán)3，設(shè)置于原始襯砌混凝土層I與補強防滲層2之間，止?jié){環(huán)3將原始襯砌混凝土層I與補強防滲層2之間的空間分為若干灌漿區(qū)；
[0032]灌漿層4，填充于由原始襯砌混凝土層1、補強防滲層2和止?jié){環(huán)3圍合而成的灌漿區(qū)內(nèi)。
[0033]其中，原始襯砌混凝土層I與補強防滲層2之間用灌漿層4填充密實，主要起傳遞荷載的作用。
[0034]本實用新型所述的壓力引水隧洞的補強防滲結(jié)構(gòu)，對于較小洞徑的壓力引水隧洞，比如洞徑在3?5m范圍內(nèi)，如果存在較寬較多的縱向裂縫、滲漏量又大或鋼筋銹蝕嚴(yán)重等，如果補強防滲層2厚度小于10mm，灌漿層4厚度1mm左右，補強防滲后過水?dāng)嗝鎯H減小2?3%甚至更少，同時補強防滲結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、步驟合理，安全性高，與內(nèi)襯砌混凝土結(jié)構(gòu)會造成過流斷面減小相比，對已建設(shè)壓力引水隧洞具有較好的實用價值。
[0035]其中，優(yōu)選地，所述補強防滲層2為內(nèi)襯板。
[0036]其中，優(yōu)選地，所述內(nèi)襯板為內(nèi)襯鋼板。內(nèi)襯鋼板具體可以為低碳鋼板或低合金鋼板等。當(dāng)然，內(nèi)襯板還可以為其它種類的金屬板。
[0037]其中，優(yōu)選地，所述止?jié){環(huán)3為鋼板條。止?jié){環(huán)3具體可以為低碳鋼板條或低合金鋼板條等。
[0038]本實用新型所述的壓力引水隧洞的補強防滲結(jié)構(gòu)，止?jié){環(huán)3與原始襯砌混凝土層I之間可以設(shè)有密封墊平層5。在止?jié){環(huán)3與原始襯砌混凝土層I之間設(shè)置密封墊平層5，可以避免原始襯砌混凝土層I表面不平整，使得各個灌漿區(qū)密封不好，在灌漿填充后形成的灌漿層4不密實。
[0039]其中，優(yōu)選地，所述密封墊平層5為聚合物水泥砂漿層。
[0040]其中，優(yōu)選地，所述止?jié){環(huán)3通過射釘與原始襯砌混凝土層I固定。
[0041]進一步地，本實用新型所述的壓力引水隧洞的補強防滲結(jié)構(gòu)，還可以包括:
[0042]墊塊6，設(shè)置于原始襯砌混凝土層I與補強防滲層2之間；
[0043]固定裝置7，與補強防滲層1、墊塊6和原始襯砌混凝土層I連接。
[0044]其中，墊塊6可以為鋼墊塊或水泥砂漿預(yù)制塊，墊塊6呈縱橫排列，且呈梅花狀布置，可以用膠粘在鋼板上；固定裝置7具體可以為膨脹螺栓或錨桿。
[0045]另外，本實用新型所述的壓力引水隧洞的補強防滲結(jié)構(gòu)，還可以包括:
[0046]容納漿料的空穴9，開設(shè)于每個灌漿區(qū)對應(yīng)的原始襯砌混凝土層I上，用于灌漿時使?jié){料流動順暢，使用容納漿料的空穴9比設(shè)置溝槽更利于漿料順暢流動，而且使?jié){料在填充灌漿區(qū)時更加均勻。
[0047]本實用新型上述的壓力引水隧洞的補強防滲結(jié)構(gòu)的施工方法，包括以下步驟:
[0048]安裝止?jié){環(huán)3:將原始襯砌混凝土層I上涂抹密封墊平層5，然后將止?jié){環(huán)3固定在原始襯砲混凝土層I上；
[0049]安裝補強防滲層2:將補強防滲層2安置于兩道止?jié){環(huán)3的正中間，用固定裝置7將補強防滲層2固定于原始襯砌混凝土層I上，分別將固定裝置7與補強防滲層2和相鄰的兩補強防滲層2密封焊接；
[0050]安裝灌漿管8和排氣管:在隧洞底部及其兩側(cè)的補強防滲層2上設(shè)置灌漿管8，在隧洞頂部的補強防滲層2上設(shè)置排氣管；
[0051]灌漿:自隧洞底部灌漿管8開始灌漿，至隧洞兩側(cè)上臨近的灌漿管8有稠漿流出時封閉隧洞底部灌漿管8，然后移至隧洞兩側(cè)上相鄰的灌漿管8繼續(xù)灌漿，重復(fù)上述操作，直至隧洞頂部排氣管流出稠漿，然后在預(yù)設(shè)時間段內(nèi)維持壓力以排出多余水分和氣泡。
[0052]其中，分別將固定裝置7與補強防滲層2和相鄰的兩補強防滲層2密封焊接，具體是指將固定裝置7與補強防滲層2密封焊接，將相鄰的兩補強防滲層2密封焊接，焊接橫縫時，應(yīng)使各焊接縱縫錯開。
[0053]本實用新型所述的壓力引水隧洞的補強防滲結(jié)構(gòu)的施工方法，在安裝止?jié){環(huán)3之后以及安裝補強防滲層2之前，還可以包括以下步驟:
[0054]準(zhǔn)備補強防滲層2:在補強防滲層2上設(shè)置墊塊6，在墊塊6上鉆出用于固定補強防滲層2的孔洞；
[0055]其中，在安裝補強防滲層2時，在孔洞處的原始襯砌混凝土層I上鉆孔，并用固定裝置7將補強防滲層2固定于原始襯砌混凝土層I上。
[0056]為了更好地說明本實用新型的壓力引水隧洞的補強防滲結(jié)構(gòu)及其施工方法，提供具體實施例如下:
[0057](I)洞內(nèi)表面處理
[0058]一旦對洞內(nèi)損壞程度與范圍做出了評估，制定了詳細的修補加固方案之后，即可著手洞內(nèi)表面處理。一般情況，松散的混凝土碎屑或嚴(yán)重開裂的混凝土碎塊以及可能存在的嚴(yán)重銹蝕鋼筋表面等均應(yīng)予以清除；然后用水泥砂漿或混凝土抹平；對于滲漏嚴(yán)重區(qū)域或滲水裂縫，原則上應(yīng)進行表面封閉處理。雖然內(nèi)襯鋼板與原始襯砌混凝土層I是共同承受內(nèi)水壓力，但它們是作為兩個構(gòu)件分別承擔(dān)各自應(yīng)承擔(dān)的荷載，因此，界面上不要求有較高的粘結(jié)力或抗剪能力。
[0059](2)安裝止?jié){環(huán)3
[0060]為了將每個混凝土澆筑段分為若干個灌漿區(qū)，區(qū)與區(qū)之間設(shè)有止?jié){環(huán)3，止?jié){環(huán)3為薄鋼板條，寬50?80mm,厚2?3mm,下面先涂抹一層5mm左右的密封墊平層5墊平,然后用射釘固定。
[0061](3)準(zhǔn)備內(nèi)襯鋼板
[0062]一般內(nèi)襯鋼板厚度4?6mm即可，如厚5mm的內(nèi)襯鋼板，相當(dāng)于每米增加10根Φ 25鋼筋。為了保證內(nèi)襯鋼板與原始襯砌混凝土層I之間有一定厚度的空間，先在內(nèi)襯鋼板下面布置50 X 50mm、厚度1mm的鋼墊塊或水泥砂衆(zhòng)預(yù)制塊,縱橫間距均在500mm左右,呈梅花狀布置，用膠粘在內(nèi)襯鋼板上。事先每個墊塊6處均鉆有Φ20的孔洞，以便固定內(nèi)襯鋼板。整塊內(nèi)襯鋼板的四邊應(yīng)平直無缺陷，以便對接焊接。
[0063](4)安裝內(nèi)襯鋼板
[0064]a)將準(zhǔn)備好的內(nèi)襯鋼板安置在兩道止?jié){環(huán)3的正中間，如圖3示，兩邊對齊后，立刻用沖擊電鉆在事先鉆孔處鉆孔，并用膨脹螺栓固定。
[0065]b)待整塊內(nèi)襯鋼板固定后，將止?jié){環(huán)3上面的兩塊對接內(nèi)襯鋼板焊接牢固。實際上，對接焊縫與止?jié){環(huán)3同時焊在一起。應(yīng)當(dāng)指出，在焊接橫縫時，應(yīng)使各縱縫錯開。
[0066]c)將每個膨脹螺栓頂端與內(nèi)襯鋼板密封焊接，或?qū)⑴蛎浡菟ㄈ〕鰝溆?，改換錨桿，擰緊螺母后，再密封焊接。
[0067](5)灌漿管8和排氣管的安裝
[0068]灌漿目的是充填內(nèi)襯鋼板與原始襯砌混凝土層I之間的空隙，以傳遞內(nèi)水壓力給原始襯砌混凝土層I。灌漿管8設(shè)在隧洞底部，排氣管設(shè)在洞頂部。每個灌漿區(qū)(大約1.5m寬)均設(shè)有灌漿管8和排氣管。由底部開始，灌漿管8在兩側(cè)交替布置以控制灌漿過程。其中，灌漿管8和排氣管設(shè)置在內(nèi)襯鋼板上時，可以通過螺母12固定，當(dāng)然，灌漿管8和排氣管上設(shè)有與螺母12相匹配的螺紋，在螺母12與內(nèi)襯鋼板之間，還可以設(shè)置橡膠墊10和鋼墊圈11，以防止?jié){料從灌漿管8和排氣管之間的縫隙流出，增加密封性和連接的牢固性。
[0069](6)灌漿
[0070]在工作工程中逐漸增加灌漿壓力是通常的習(xí)慣做法。為將空隙充分填充密實，灌漿過程中應(yīng)當(dāng)邊灌漿邊敲打內(nèi)襯鋼板。當(dāng)漿料流動順暢時，用來推動漿料進入空隙的壓力作用在內(nèi)襯鋼板上的力不會太大。但如果流動性減弱或停止而施加的壓力仍然保持，那么在內(nèi)襯鋼板上會產(chǎn)生一個與灌漿壓力相當(dāng)?shù)膲毫Γ@樣有可能造成內(nèi)襯鋼板變形過大或壓曲失穩(wěn)。所以，事先研究導(dǎo)致內(nèi)襯鋼板壓力失穩(wěn)的臨界壓力是很重要的，采用設(shè)置在關(guān)鍵部位的閥門和壓力表用來控制恒定壓力是有效的措施。
[0071]灌漿施工由洞底部的灌漿管8開始，持續(xù)緩慢地灌注，直到兩側(cè)上面臨近的灌漿管8有稠漿流出時為止。此時將底部灌漿管8封閉，移至兩側(cè)上面相鄰的灌漿管8同時繼續(xù)灌漿。重復(fù)上述的操作，直至頂部排氣管出稠漿，維持壓力一段時間以排出多余水分和氣泡。值得注意的是，在灌漿過程中有專人用木槌均勻地敲擊內(nèi)襯鋼板，其目的一是檢查灌漿是否密實，二是協(xié)助氣泡和離析水排出。
[0072](7)灌漿后的檢驗
[0073]因為灌漿層4是用來傳遞內(nèi)水壓力的，因此對灌漿效果進行檢測和評估是很重要的，有兩種方法經(jīng)常用來評估灌漿的密實程度:一是超聲波脈沖測試；二是用人工敲擊根據(jù)聲音的不同判斷是否密實。
[0074]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種壓力引水隧洞的補強防滲結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括: 原始襯砌混凝土層(I); 補強防滲層(2)，設(shè)置于所述原始襯砌混凝土層(I)上；止?jié){環(huán)(3)，設(shè)置于所述原始襯砌混凝土層(I)與所述補強防滲層(2)之間，所述止?jié){環(huán)(3)將所述原始襯砌混凝土層(I)與所述補強防滲層(2)之間的空間分為若干灌漿區(qū)；灌漿層(4)，填充于由所述原始襯砌混凝土層(I)、所述補強防滲層(2)和所述止?jié){環(huán)(3)圍合而成的所述灌漿區(qū)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力引水隧洞的補強防滲結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述補強防滲層⑵為內(nèi)襯板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓力引水隧洞的補強防滲結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述內(nèi)襯板為內(nèi)襯鋼板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力引水隧洞的補強防滲結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述止?jié){環(huán)(3)為鋼板條。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力引水隧洞的補強防滲結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述止?jié){環(huán)(3)與所述原始襯砌混凝土層(I)之間設(shè)有密封墊平層(5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓力引水隧洞的補強防滲結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述密封墊平層(5)為聚合物水泥砂漿層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力引水隧洞的補強防滲結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述止?jié){環(huán)(3)通過射釘與所述原始襯砌混凝土層(I)固定。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力引水隧洞的補強防滲結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括: 墊塊出)，設(shè)置于所述原始襯砌混凝土層(I)與所述補強防滲層(2)之間； 固定裝置(7)，與所述補強防滲層(I)、所述墊塊(6)和所述原始襯砌混凝土層(I)連接。
【文檔編號】E02B3/16GK204023527SQ201420345738
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】孫粵琳, 趙妍, 岳躍真, 王榮魯, 張家宏, 李萌, 黃昊, 孟麗娟, 秦明豪, 李秀琳, 李兆超 申請人:北京中水科海利工程技術(shù)有限公司, 中國水利水電科學(xué)研究院