一种利用现有隧洞新建隧洞进口的改建结构的制作方法

本公开属于水利水电工程隧洞改建技术领域，具体涉及一种利用现有隧洞新建隧洞进口的改建结构。

背景技术：

我国跨流域调水有悠久的历史，沟通长江和珠江两大流域的灵渠(兴安运河)修建于二千二百年前，京杭大运河局部线段(邗沟)开始创建于二千四百年前，全线贯通距今已近八百年，都江堰水利工程引岷江水与沱江沟通是在二千多年前建成。现代调水工程如南水北调中线、引汉济渭、引黄入晋等均属于大型调水工程，这些工程的渠首大都是新建或改建的工程，具备新建引水口进口塔架的条件，也有一些工程如兰州市水源地建设工程项目，渠首工程为已建的大型工程，将水库的水位降低修建引水口会影响水库其他重要功能，进水控制闸采用竖井型式。还有一些工程，现状有供水任务，工程已设置有满足供水的进口塔架和隧洞，目前根据区域内经济发展的需要，新增了其他的供水任务和供水线路，因此在选择引水口布置方法时可考虑采用预留岩体水下爆破的方法形成引水口或在现有的隧洞上新建引水口。

在现有隧洞上新建引水口，要结合现有隧洞的结构、受力状态、地质条件等因素选择改建方式，目前一般采用改建段全部拆除重建，改建段全部拆除重建方案建成后现有隧洞的结构与原有的结构一致，缺点一是现有隧洞的结构全部拆除后，隧洞的基岩裸露，施工期容易在库水的作用下发生塌方事故；二是拆除量较大，施工难度大及工期长。

技术实现要素：

本公开目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种利用现有隧洞新建隧洞进口的改建结构；该改建结构在现有隧洞基础上拆除部分结构进行改建，使得现有隧洞的大部分结构保留，在施工期仍然起到支撑围岩的作用。

本公开的第一目的是提出一种利用现有隧洞新建隧洞进口的改建结构，为实现上述目的，本公开采用下述技术方案：

一种利用现有隧洞新建隧洞进口的改建结构，包括现有隧洞和新建隧洞，所述现有隧洞侧部设置第一开口，所述新建隧洞连接于现有隧洞第一开口处，现有隧洞和新建隧洞具有夹角；所述现有隧洞内侧设置新建衬砌结构，新建衬砌结构与新建隧洞为一体式结构。

作为进一步的技术方案，所述新建衬砌结构与第一开口相对应处设置第二开口，第二开口与新建隧洞连通。

作为进一步的技术方案，所述新建衬砌结构的厚度为0.5-1.0m。

作为进一步的技术方案，所述新建衬砌结构端部与现有隧洞内侧壁之间设置封闭止水构件。

作为进一步的技术方案，所述夹角为45°-60°。

作为进一步的技术方案，所述现有隧洞具有进口塔架，进口塔架底部设置检修门，第一开口与检修门距离为100-200m。

本公开的第二目的提出一种利用现有隧洞新建隧洞进口的改建方法，包括以下步骤：

步骤1：关闭现有隧洞进口塔架内的检修门，使现有隧洞处于无水状态；

步骤2：根据新建隧洞及现有隧洞的洞线布置，选择新建隧洞的进口位置；

步骤3：设置新建隧洞与现有隧洞的夹角；

步骤4：对现有隧洞进行改造，在现有隧洞相对于新建隧洞进口位置处，拆除现有隧洞的衬砌结构，以形成现有隧洞侧部开口；

步骤5：在现有隧洞内侧施作新建衬砌结构，在现有隧洞侧部开口处施作新建隧洞，并使新建衬砌结构与新建隧洞的衬砌结构浇筑成整体；

步骤6：在新建衬砌结构端部和现有隧洞内侧壁之间设置表面封闭止水。

作为进一步的技术方案，所述步骤2中，新建隧洞的进口位置与现有隧洞检修门距离为100-200m。

作为进一步的技术方案，所述步骤3中，新建隧洞与现有隧洞的夹角为45°-60°。

作为进一步的技术方案，所述步骤5中，新建衬砌结构以及新建隧洞的衬砌结构的厚度为0.5-1.0m。

本公开的有益效果为：

本公开的改建结构，在现有隧洞侧部设置开口连接设置新建隧洞，并在现有隧洞设置新建衬砌与新建隧洞形成一体，改建方式简单，且改建后的结构牢固可靠。

本公开的改建结构，在现有隧洞内侧和新建衬砌结构之间设置封闭止水构件，可以防止现有隧洞内的水沿新增衬砌结构与现有隧洞的接触面外渗。

本公开的改建方法，利用现有隧洞侧部开口进行改建，仅根据新建隧洞的需要拆除现有隧洞部分结构，保留了现有隧洞的大部分结构，在施工期仍然起到支撑围岩的作用，施工期的安全容易得到保证，同时节省投资、节约工期。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是新建隧洞进口位置示意图；

图2是新建隧洞改建结构平面图；

图3是现有隧洞拆除部分的示意图；

图4是图2中a-a剖面图；

图5是图2中b-b剖面图；

图6是图2中c-c剖面图；

图7是图2中d-d剖面图；

图8是图2中e-e剖面图；

图中，1现有隧洞，2新建隧洞，3开口，4新建衬砌结构，5封闭止水构件，6进口塔架，7检修门，8新建隧洞结构外部轮廓,9拆除部分。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本公开中如果出现“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,仅仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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公开的限制。

正如背景技术所介绍的，发明人发现，改建段全部拆除重建方案建成后现有隧洞的结构与原有的结构一致，缺点一是现有隧洞的结构全部拆除后，隧洞的基岩裸露，施工期容易在库水的作用下发生塌方事故；二是拆除量较大，施工难度大及工期长，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种利用现有隧洞新建隧洞进口的改建结构。

本申请提供了一种利用现有隧洞新建隧洞进口的改建结构，包括现有隧洞和新建隧洞，所述现有隧洞侧部设置第一开口，所述新建隧洞连接于现有隧洞第一开口处，现有隧洞和新建隧洞具有夹角；所述现有隧洞内侧设置新建衬砌结构，新建衬砌结构与新建隧洞为一体式结构。

实施例1

下面结合附图1-附图8对本实施例公开的改进结构做进一步的说明；

参照附图2所示，利用现有隧洞新建隧洞进口的改建结构，包括现有隧洞1和新建隧洞2，现有隧洞1和新建隧洞2具有夹角，夹角为45°-60°，本实施例中二者夹角采用45°。

现有隧洞1侧部设置开口3，新建隧洞2连接于现有隧洞1侧部开口处，现有隧洞侧部的开口即为新建隧洞的进口，现有隧洞1内侧设置新建衬砌结构4，如图6所示，新建衬砌结构与新建隧洞为一体式结构。

新建衬砌结构与现有隧洞侧部开口相对应处也设置开口与新建隧洞连通。

新建衬砌结构4的厚度为0.5-1.0m。

如图8所示，新建衬砌结构4端部与现有隧洞1内侧壁之间设置封闭止水构件5，封闭止水构件可以为橡胶止水带、塑料止水带、止水条等。

如图1所示，现有隧洞具有进口塔架6，进口塔架底部设置检修门7，现有隧洞侧部开口与检修门距离为100-200m。进口塔架和检修门为隧洞领域的现有技术，在此不再赘述。

本公开还提出利用现有隧洞新建隧洞进口的改建方法，以在已建水库处利用现有隧洞布置新建隧洞进口为例说明，具体包括以下步骤：

步骤1：利用现有隧洞进口塔架内的检修门，关闭该检修门后，即使得现有隧洞处于无水状态；

步骤2：根据新建隧洞的洞线布置及现有隧洞的洞线布置，选择新建隧洞的进口位置，新建隧洞的进口位置宜靠近水库，以减少现有隧洞的检修对新建隧洞的影响，但也不宜太近，距离太近库水会对新建隧洞施工期造成不利的影响，新建隧洞的进口位置距检修门(也即水库边缘附近)距离约100-200m为宜，如图1所示；

步骤3：设置新建隧洞与现有隧洞的夹角，夹角一般为45°-60°，本实施例中采用45°，即新建隧洞和现有隧洞洞线的夹角为45°；

步骤4：对现有隧洞进行改造，根据新建隧洞结构外部轮廓8，在现有隧洞相对于新建隧洞进口位置处，拆除现有隧洞的衬砌结构，即将图3中拆除部分9拆除，以形成现有隧洞侧部的开口；

步骤5：在现有隧洞内侧施作新建衬砌结构，新建衬砌结构两端部均距现有隧洞侧部开口端部3-5m，在现有隧洞侧部开口处施作新建隧洞，并使新建衬砌结构与新建隧洞的衬砌结构浇筑成整体，新建衬砌结构以及新建隧洞的衬砌结构的厚度根据现有隧洞和新建隧洞分叉段承受的荷载进行结构计算，一般为0.5-1.0m；

步骤6：为避免现有隧洞内的水沿新建衬砌结构与现有隧洞的接触面外渗，在沿新建衬砌结构的起始端和结束段均设置表面封闭止水，可以采用止水带或止水条等进行止水。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。