专利名称：水工高压、深埋、倾斜隧洞渗漏处理的防渗结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种隧洞渗漏处理的防渗结构，特别是一种水工高压、深埋、倾斜隧洞(竖井、斜井)渗漏处理的防渗结构，主要适用于水利水电工程中。
背景技术：
近年来，我国水利水电工程发展迅速，大批的大、中、小型水电站陆续建成投产。对于采用较长隧洞开发方式的水电站(或者抽水蓄能电站)，由于地形、技术经济条件、工期等原因，长、大埋深隧洞相对于大坝等地表建筑物，工程前期阶段难以进行较大规模的地勘工作，工程实际施工后由于种种条件限制亦无法进行大规模补充勘察，使得采用钢筋混凝土衬砌型式的引水发电隧洞在投产发电后存在渗漏量较大或者渗透失稳的风险，进而影响电站的正常运行，造成电站经济效益上的损失，还可能造成一定的社会影响。根据输水发电系统的枢纽布置，引水系统中往往需要布置倾斜的隧洞(竖井、斜井)来减少引水洞长度，降低造价。若隧洞渗漏发生在竖井(或斜井)洞段，则相对于平洞，处理难度将进一步加大。对于高压、深埋、倾斜(竖井、斜井)隧洞的渗漏处理，若采用灌浆方法处理渗漏，因渗漏段地层地质条件、结构面性状等原因，或者施工难度、施工工艺水平、灌浆材料等原因，固结灌浆往往达不到预期的效果，即使达到了预期效果，从满足工程长久运行要求的角度，这一方法也难以获得各方认同。在隧洞衬砌表面采用喷涂防渗材料的处理方式，则不适合于深埋水工隧洞外水压较高的工程特点。
发明内容本实用新型要解决的技术问题是针对上述存在的问题提供一种结构简单、施工方便的水工高压、深埋、倾斜隧洞渗漏处理的防渗结构，彻底解决高压隧洞的渗漏问题，防止发生渗漏破坏，以保证隧洞永久运行安全。本实用新型所采用的技术方案是水工高压、深埋、倾斜隧洞渗漏处理的防渗结构，包括隧洞，其内表面浇筑有混凝土衬砌，其特征在于所述隧洞内套管状钢衬，该钢衬与混凝土衬砌之间预留的空隙内回填有混凝土层。所述混凝土衬砌与钢衬外表面之间的间隙不小于25cm。所述钢衬外表面同轴环向布置一组加劲环。所述加劲环的高度不小于10cm。相邻两加劲环的间距以控制在外压情况下不发生应力重叠为准，其最小值为40cmo 所述钢衬由若干段直径相同的钢管依次焊接而成。所述钢衬采用Q345R或Q235R钢材制成。本实用新型的有益效果是本实用新型是当水工高压、深埋、倾斜(竖井、斜井)隧洞内出现了超出设计限定的渗漏时，为控制渗漏量，防止发生渗漏破坏，通过隧洞渗漏分析，对产生隧洞渗漏的一定洞段采取内套钢衬的方式进行渗漏处理，并在内套钢衬与混凝土衬砌之间预留的空隙内回填高流态自密实混凝土，从而一劳永逸地解决了高压深埋隧洞渗漏的问题，防止发生渗漏破坏，不留后患，确保了隧洞永久运行的安全性。对于已经发生渗漏破坏隧洞相应部位的补救同样可以采用上述方法。
图1是本实用新型的剖视图。图2是图1的断面图。图3是本实用新型中钢管单面焊接焊缝坡口大样图。图4是本实用新型中钢衬运输安装示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本实施例包括倾斜隧洞I (竖井或斜井，本例中为斜井)，隧洞I内表面浇筑有混凝土衬砌2 (本例厚度为50cm)，并内套同轴布置的管状钢衬3，其中钢衬3外表面同轴布置一组加劲环5，并且其中部分加劲环5与支护系统锚筋焊接，同时在混凝土衬砌2与钢衬3之间预留施工空隙，并回填自密实性能好的混凝土层4(本例采用强度等级为C20的混凝土)。具体实施过程中，首先根据前期、施工期的地质资料及隧洞混凝土衬砌2、灌浆的现场施工资料，结合隧洞I充排水资料及地表查勘等，对水工隧洞I渗漏进行分析，确定倾斜隧洞I具体渗漏部位，并根据渗透稳定的原则确定内套钢衬3的布置范围。其次，根据电站过渡过程计算、输水发电系统水损变化、钢衬3安装、焊接施工需要及工程投资等方面，综合确定内套钢衬3的管径。为尽可能的减少水头损失，降低水道系统边界条件的变化程度，内套钢衬3的直径应较大，但为了施工安装需要，便于钢衬3的运输，并考虑钢衬3外加劲环5高度，内套钢衬3与混凝土衬砌2之间应预留一定的空间，其最小值为25cm，本例中，所述混凝土衬砌2与钢衬3外表面之间的间隙为35cm，即混凝土层4的厚度为35cm。本实施例根据外水压力和钢衬3的壁厚，加劲环5采用高度低、间距密的布置方式，加劲环5高度一般可取IOcm 15cm，相邻两加劲环5之间的间距以控制在外压情况下不发生应力重叠或者应力重叠不导致应力大幅增加为标准，最小可以取到40cm 50cm。所述钢衬3由若干段直径相同的钢管依次续接而成，根据目前的焊接工艺水平，壁厚30mm以下的钢管环缝，现场焊接采用单面焊接双面成型工艺或者外设垫板工艺焊接质量可以达到要求，因此，本例中钢管采用焊接性能好的Q345R或Q235R钢材，并采用如图3所示的单面(钢管的内壁)焊接方式实现钢衬3的续接延长。如图4所示，实际应用中，钢管的运输通道一般选在需布置钢衬段上、下游隧洞堵头位置，将隧洞原堵头爆破拆除，利用原施工支洞形成运输通道，钢管在原施工支洞内或者施工支洞和主洞交叉口进行卸车、翻身、铁鞋焊接等施工作业；同时，根据新增内套钢衬3和回填混凝土层4的抗滑稳定需要，在隧洞I的混凝土衬砌2表面进行表面凿毛处理(处理范围、长度根据抗滑稳定需要定)。钢管在隧洞I (斜井)内运输时，需要在隧洞I底拱预设钢轨6，同时在钢管上焊接铁鞋7，利用相匹配的钢轨6和铁鞋7进行钢管运输，然后利用钢管内的施工平台8实现钢衬3定位固定(包括利用施工平台8在钢管管口环向施工锚筋并和钢管焊接固定)和相邻两钢管之间的焊接，最后在管外回填高流态自密实混凝土即可。钢管在竖井运输较为方便，不需焊接铁鞋，直接吊装固定即可；另外，本实用新型还可用于水工高压、深埋平洞的防渗处理。
权利要求1.一种水工高压、深埋、倾斜隧洞渗漏处理的防渗结构，包括隧洞(1)，其内表面浇筑有混凝土衬砌(2)，其特征在于所述隧洞(I)内套管状钢衬(3)，该钢衬与混凝土衬砌(2)之间预留的空隙内回填有混凝土层(4 )。
2.根据权利要求1所述的水工高压、深埋、倾斜隧洞渗漏处理的防渗结构，其特征在于所述混凝土衬砌(2)与钢衬(3)外表面之间的间隙不小于25cm。
3.根据权利要求1或2所述的水工高压、深埋、倾斜隧洞渗漏处理的防渗结构，其特征在于所述钢衬(3)外表面同轴环向布置一组加劲环(5)。
4.根据权利要求3所述的水工高压、深埋、倾斜隧洞渗漏处理的防渗结构，其特征在于所述加劲环(5)的高度不小于10cm。
5.根据权利要求3所述的水工高压、深埋、倾斜隧洞渗漏处理的防渗结构，其特征在于相邻两加劲环(5)的间距以控制在外压情况下不发生应力重叠为准，其最小值为40cm。
6.根据权利要求1或2所述的水工高压、深埋、倾斜隧洞渗漏处理的防渗结构，其特征在于所述钢衬(3)由若干段直径相同的钢管依次焊接而成。
7.根据权利要求1或2所述的水工高压、深埋、倾斜隧洞渗漏处理的防渗结构，其特征在于所述钢衬(3)采用Q345R或Q235R钢材制成。
专利摘要本实用新型涉及一种水工高压、深埋、倾斜隧洞渗漏处理的防渗结构。本实用新型的目的是提供一种结构简单、施工方便的水工高压、深埋、倾斜隧洞渗漏处理的防渗结构，彻底解决高压隧洞的渗漏问题，防止发生渗漏破坏，以保证隧洞永久运行安全。本实用新型的技术方案是水工高压、深埋、倾斜隧洞渗漏处理的防渗结构，包括隧洞，其内表面浇筑有混凝土衬砌，其特征在于所述隧洞内套管状钢衬，该钢衬与混凝土衬砌之间预留的空隙内回填有混凝土层。本实用新型适用于水利水电工程中。
文档编号E21D11/38GK202866828SQ201220525760
公开日2013年4月10日 申请日期2012年10月15日 优先权日2012年10月15日
发明者张伟, 罗前进, 沈明, 赵瑞存 申请人:中国水电顾问集团华东勘测设计研究院