水电站地下洞室免防潮墙及其柱系统排水结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种水电站地下洞室免防潮墙及其柱系统排水结构，涉及水利水电工程领域，提供一种能够节约成本的水电站地下洞室免防潮墙及其柱系统排水结构。水电站地下洞室免防潮墙及其柱系统排水结构包括洞室、岩壁、岩壁内开凿的若干排水孔、支护岩壁的混凝土支护层、位于岩壁底部的排水沟和排水管，排水管为半圆型软式排水管或“Ω”型软式排水管，排水管与岩壁贴合并通过连接结构与岩壁连接，排水管覆盖排水孔的孔口，混凝土支护层覆盖排水管并封闭排水管与岩壁的间隙，岩壁的渗水通过排水孔和排水管排入排水沟。本实用新型将渗水汇聚通道全部封闭、隔绝于混凝土支护层以内，使得传统的防潮墙及发电机层以上柱系统无需实施，可节约大量工程投资及工期。
【专利说明】水电站地下洞室免防潮墙及其柱系统排水结构
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及水利水电工程领域，尤其涉及一种水电站地下洞室排水结构。
【背景技术】
[0002]水力发电行业中，地下洞室(群)的围岩的渗水是否合理有效的汇聚排出对工程形象及长期运行安全具有决定性的作用。传统做法是在围岩喷锚支护后在洞壁设置系统排水孔，深入岩体，将岩体内渗水汇聚、导引后顶拱渗水直接滴落至顶棚，长期运行将造成顶棚滴水破坏；边墙渗水则直接顺岩壁自上而下流至最下部(通常是水轮机层)排水沟后强排。由于顺着岩壁自排，岩壁持续潮湿，加大了厂内空气湿度，不仅不利于美观及舒适性，更对厂内机电设备具有腐蚀作用，不利于电站运行。因此通常又在岩壁后30?60cm再布置一道防潮(砖)墙，将潮湿的岩壁与厂内运行区域隔离开来。但防潮墙结构复杂厚重、施工难度大占用了大量投资及工期，实际效果也不甚理想。主要原因在于岩壁渗水因开挖边界凹凸不平、凸出的锚墩等因素常常滴溅至防潮墙外侧，加之防潮层施工质量因素、砖墙与构造柱接缝处理、采用轻质防潮板的隔板与龙骨接缝处理等多种因素，造成地下洞室结构渗水控制不利，常见水溃、水痕甚至滴水等现象，图1为该技术的结构示意图。
实用新型内容
[0003]本实用新型要解决的技术问题是:提供一种无需配套设置防潮墙及其柱系统的水电站地下洞室排水结构。
[0004]为解决上述问题采用的技术方案是:水电站地下洞室免防潮墙及其柱系统排水结构包括洞室、岩壁、岩壁内开凿的若干排水孔、支护岩壁的混凝土支护层和位于岩壁底部的排水沟；水电站地下洞室免防潮墙及其柱系统排水结构还包括排水管，排水管为半圆型软式排水管或“ Ω ”型软式排水管，排水管与岩壁贴合并通过连接结构与岩壁连接，排水管覆盖排水孔的孔口，混凝土支护层覆盖排水管并封闭排水管与岩壁的间隙，岩壁的渗水通过排水孔和排水管排入排水沟。
[0005]进一步的是:沿排水管长度方向最多间隔30cm设置一件连接结构，连接结构为膨胀螺栓或锚杆，连接结构压紧排水管边缘。
[0006]进一步的是:水电站地下洞室免防潮墙及其柱系统排水结构包括导流管；岩壁上设置有洞口时，导流管将洞口上方的排水管与洞口旁边的排水管连接；导流管为半圆型软式排水管或“ Ω ”型软式排水管，导流管与岩壁贴合并通过连接结构与岩壁连接，混凝土支护层覆盖导流管并封闭导流管与岩壁的间隙。
[0007]进一步的是:导流管与排水管通过三通接头连接。
[0008]本实用新型的有益效果是:本实用新型将渗水汇聚通道全部封闭、隔绝于混凝土支护层以内，使得传统的防潮墙及发电机层以上柱系统(含圈梁、连系梁)无需实施，可节约大量工程投资及工程工期。
[0009]本实用新型运行灵活性大，发现一处渗(漏)水点可立即方便的进行处理(只需凿除该处喷层，修补后恢复即可)，传统结构型式在发生渗水后不易找准渗漏点，需要将防潮墙破除后再进入狭窄的墙后空间进行修复，工程量较大、施工难度大、持续时间长。
[0010]本实用新型因其不与混凝土支护层外的结构发生联系，布置及施工中不受外部结构位置制约。反之，传统排水孔外露排水方式在设计及施工中需要避开外部的岩壁吊车梁、构造柱等多种结构，以避免排水孔被封堵，操作难度大，不易实现。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是现有技术排水结构及防潮墙结构示意图；
[0012]图2是本实用新型竖直方向剖视图；
[0013]图3是本实用新型水平方向剖视图；
[0014]图4是岩壁上设置有洞口时本实用新型结构示意图；
[0015]图中标记为:岩壁1、排水孔2、混凝土支护层3、排水管4、连接结构5、导流管6、洞Π 7。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进一步说明。
[0017]水电站地下洞室免防潮墙及其柱系统排水结构包括洞室、岩壁1、岩壁I内开凿的若干排水孔2、支护岩壁I的混凝土支护层3和位于岩壁I底部的排水沟；水电站地下洞室免防潮墙及其柱系统排水结构还包括排水管4，排水管4为半圆型软式排水管或“ Ω ”型软式排水管，排水管4与岩壁I贴合并通过连接结构5与岩壁I连接，排水管4覆盖排水孔2的孔口，混凝土支护层3覆盖排水管4并封闭排水管4与岩壁I的间隙，岩壁I的渗水通过排水孔2和排水管4排入排水沟。
[0018]软式排水管又称为软式透水管，是现有技术产品。软式排水管由防腐处理后的“高强钢丝”、合成聚酯纤维、织物反滤层等主要材料制成，横截面为的半圆和“ Ω ”型软式排水管即为半圆型软式排水管和“ Ω ”型软式排水管。软式排水管具有质量轻、强度高、变形适应能力强、反滤性好、耐久性好、价格低廉等优点。变形适应能力强的特点是其能够紧贴开挖后凹凸不平的岩壁I。
[0019]如图2所示，本实用新型利用排水管4将竖直方向上基本位于同一直线上的排水孔2贯通连接，使排水孔2内的水汇聚到排水管4然后由排水管4排入排水沟。实施时先将排水管4通过连接结构5与岩壁I连接，并使排水管4与岩壁I贴合后再进行洞室围岩(挂网)喷混凝土支护形成混凝土支护层3，将洞室排水通道完全与洞室内的其他结构隔离开来。
[0020]排水管4截面型式的选取应根据运用区域地质人员预测及实际开挖揭示岩壁I渗水量，所在区域喷砼或结构混凝土厚度等因素综合选取。通常渗水量大、岩石条件较差、混凝土支护层3厚度大的区域应采用“ Ω ”型软式排水管；渗水量较小、岩石条件较好、混凝土支护层3厚度较小的区域应采用半圆型软式排水管。
[0021]此外市面上可供选择的成品软式排水管较多，价格低廉，选择面较大，除应选择规模大、品牌佳的厂家外，还应遵循以下原则:
[0022]1、在素混凝土喷层区域，排水管4拱高不得超过喷层厚度1/2。
[0023]2、在挂钢筋网喷混凝土区域，排水管4拱顶距离钢筋网净距离还应满足钢筋保护层厚度要求。
[0024]喷混凝土材料应根据实际施工情况，可进行适当改性处理，添加聚合物外加剂或有机纤维，以增强混凝土的抗拉强度及防渗能力。之后进行的挂钢筋网、喷混凝土的工艺、工序与常规施工无异，但应注意避免对已固定好的排水管4扰动，形成渗漏点。排水管4固定并喷砼完成后，均需要逐列进行排水试验，发现渗漏点后应立即凿开喷层进行定位、修补，确定无渗漏点后，才能进行相应排水系统验收。
[0025]为了洞室的美观，也可在混凝土支护层3外侧再实施二次装修，装修材料可采用轻质防潮板材，施工快捷，占用空间小，成本低，相比传统排水方式，优势依旧明显。
[0026]连接结构5具体设置方式如下:沿排水管4长度方向最多间隔30cm设置一件连接结构5，连接结构5为膨胀螺栓或锚杆，连接结构5压紧排水管4边缘。一般情况宜采用Φ8?16膨胀螺栓，利用人工冲击电锤钻孔后固定螺栓。围岩条件较差区域可利用系统支护锚杆或随机锚杆兼作排水软管固定措施。
[0027]如前所述本实用新型利用排水管4将竖直方向上基本位于同一直线上的排水孔2贯通连接，使排水孔2内的水汇聚到排水管然后由排水管排入排水沟。岩壁I上设置有洞口 7时(即岩壁I为洞脸时)，洞口 7上方的排水管4无法直接将水排入排水沟。因此如图4所示，水电站地下洞室免防潮墙及其柱系统排水结构包括导流管6 ;岩壁I上设置有洞口7时，导流管6将洞口 7上方的排水管4与洞口 7旁边的排水管4连接。通过导流管6将洞口 7上方的排水管的水引入洞口 7旁边的排水管4，然后排入排水沟。导流管6与排水管4设置方式一直，即导流管6为半圆型软式排水管或“ Ω ”型软式排水管，导流管6与岩壁I贴合并通过连接结构5与岩壁I连接，混凝土支护层3覆盖导流管6并封闭导流管6与岩壁I的间隙。
[0028]导流管6与排水管4可以通过三通接头连接。图4的a处是三通接头设置位置。具体的是导流管6和排水管4分别包裹住三通接头的端口，利用加热、喷胶的方式采用P.V.C接著剂妥善搭接，确保导流管6和排水管4与三通接头的密封，并现场对接口区域进行透水试验后方可验收通过。
[0029]本实用新型将渗水汇聚通道全部封闭、隔绝于混凝土支护层3以内，使得传统的防潮墙及发电机层以上柱系统(含圈梁、连系梁)无需实施，可节约大量工程投资及工程工期。对地下洞室内施工干扰及施工安全均有积极意义。同时两侧构造柱系统的优化可为地下厂房发电机层以上上下游侧带来共计1.20?3.0cm不等的宽度空间(根据工程规模)，这对于目前最大开挖跨度30m左右的地下洞室来说相当可观，极大提高了地下厂房空间利用率。以某装机260MW大(I )型水电站地下厂房洞室的工程量优化模拟测算成果详见下表:
[0030] 项目本实臟型絲
___^__
^t ^ 砖墙:1530.0 m3
主要工程量 50mm $Λ^?#7Χ Β混凝土 C25: 820.0m3单位见具体项
__11000111__钢筋:96.9t__
工期变化不占用厂房肓线工期L5 ?
___η__
直接工程费约11.0万约168.95万单位(万元)^ 节约直接工程费157.95万(仅占传统方案投资仅计列直接工■比较__ 程费
[0031]补充说明如下:1、若考虑到措施费及其他工程附加费，实际节省投资额度更大。2、考虑到防潮墙的装饰功能，某些业主可能坚持进行边墙装修，但采用轻质(钢龙骨)装饰隔板结构的装修材料在造价和工期及空间利用上仍有较大优势。)
[0032]本实用新型运行灵活性大，发现一处渗(漏)水点可立即方便的进行处理(只需凿除该处喷层，修补后恢复即可)，传统结构型式在发生渗水后不易找准渗漏点，需要将防潮墙破除后再进入狭窄的墙后空间进行修复，工程量较大、施工难度大、持续时间长。
[0033]本实用新型因其不与喷层外的结构发生联系，布置及施工中不受外部结构位置制约。反之，传统排水孔外露排水方式在设计及施工中需要避开外部的岩壁吊车梁、构造柱等多种结构，以避免排水孔被封堵，操作难度大，不易实现。
【权利要求】
1.水电站地下洞室免防潮墙及其柱系统排水结构，包括洞室、岩壁(I)、岩壁⑴内开凿的若干排水孔(2)、支护岩壁(I)的混凝土支护层(3)和位于岩壁(I)底部的排水沟；其特征在于:包括排水管(4)，排水管(4)为半圆型软式排水管或“Ω”型软式排水管，排水管(4)与岩壁(I)贴合并通过连接结构(5)与岩壁(I)连接，排水管(4)覆盖排水孔(2)的孔口，混凝土支护层⑶覆盖排水管⑷并封闭排水管⑷与岩壁⑴的间隙，岩壁⑴的渗水通过排水孔(2)和排水管(4)排入排水沟。
2.根据权利要求1所述的水电站地下洞室免防潮墙及其柱系统排水结构，其特征在于:沿排水管(4)长度方向最多间隔30cm设置一件连接结构(5)。
3.根据权利要求2所述的水电站地下洞室免防潮墙及其柱系统排水结构，其特征在于:连接结构(5)为膨胀螺栓或锚杆，连接结构(5)压紧排水管(4)边缘。
4.根据权利要求3所述的水电站地下洞室免防潮墙及其柱系统排水结构，其特征在于:包括导流管(6);岩壁⑴上设置有洞口(7)时，导流管(6)将洞口(7)上方的排水管(4)与洞口(7)旁边的排水管(4)连接；导流管￠)为半圆型软式排水管或“Ω”型软式排水管，导流管(6)与岩壁(I)贴合并通过连接结构(5)与岩壁(I)连接，混凝土支护层(3)覆盖导流管(6)并封闭导流管(6)与岩壁(I)的间隙。
5.根据权利要求4所述的水电站地下洞室免防潮墙及其柱系统排水结构，其特征在于:导流管(6)与排水管(4)通过三通接头连接。
【文档编号】E02B9/00GK204000797SQ201420478171
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月22日 优先权日:2014年8月22日
【发明者】刘畅, 魏映瑜, 彭薇薇 申请人:中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司