洞室堵头周边止水结构及其施工方法与流程

本发明涉及水利水电工程施工，具体说，是一种洞室堵头周边止水结构及其施工方法。

背景技术：

水利水电工程建设中，通常设置导流隧洞、临时导流底孔以及满足施工要求的施工支洞和交通洞，当各洞室完成导流或交通任务后，对于连接上、下游或过水通道的上述建筑物，一般采用混凝土堵头进行封堵。堵头的施工条件差、工期紧张，且作为永久建筑物，常常承受高水头，难以检修，因此，堵头需精心设计和施工，以保证其运行安全可靠。

沿混凝土堵头周界漏水是堵头失事或失败的主要原因之一，堵头周界止水设计是堵头设计的关键技术之一。堵头周界止水通过在堵头上游侧和下游侧设置1～2道环绕的紫铜止水片或橡胶止水片来实现。通常，堵头周边如为基岩，堵头施工时需在周围基岩内提前开槽浇筑混凝土齿槽并预埋止水。堵头周边如为混凝土衬砌，一种做法是堵头施工前拆除堵头段原有支护结构，在围岩上开挖齿槽，进行混凝土齿槽浇筑与止水片预埋；另一种做法是在隧洞衬砌施工时就将止水片埋入衬砌结构内，并做好止水外露端的保护。

对于堵头段已有混凝土衬砌结构而又未提前埋设止水的封堵堵头，堵头封堵施工前，需要进行混凝土衬砌拆除、基岩开槽、混凝土齿槽浇筑与止水的预埋等工序，不仅施工难度较大，工期较长，而且拆除施工会一定程度上破坏原有衬砌结构和围岩的整体稳定性，对堵头的稳定性不利。

在衬砌施工时提前将止水埋入，对于运行期较长且洪水较大的导流隧洞，在含沙高速水流的条件下，易对导流隧洞衬砌及止水片造成破坏；对于施工支洞或交通洞，施工机械长期通行，很难保证封堵前预埋止水不受破坏。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，针对封堵段已有衬砌结构的隧洞或底孔封堵工程现行设计中存在的上述问题，提供一种实用性强和可靠度高的洞室堵头周边止水结构及其施工方法，既可以避免在混凝土衬砌和基岩中开槽，也不影响隧洞或底孔的正常运行，还能够保证堵头的防渗质量。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种洞室堵头周边止水结构，包括止水埂、锚筋、止水片和止水埂齿槽，止水埂齿槽是在原衬砌上沿着洞口一周开凿的浅齿槽，止水埂是浇筑在预先开凿的止水埂齿槽内和堵头中的一圈混凝土，多条锚筋插入在止水埂、原衬砌及周边基岩之间，保证止水埂、原衬砌及周边基岩的整体性，止水片一端埋入止水埂内，另一端埋入堵头混凝土内，在止水埂内有不进行剪断处理的原衬砌内部钢筋。

在止水埂与原衬砌接触面之间沿着洞口一周埋设有一圈膨胀止水条。

所述止水埂在堵头内的镶嵌深度根据锚筋外漏的锚固长度确定，宽度根据锚筋的直径、间排距确定。

所述止水埂为微膨胀混凝土或普通混凝土材料。

上述洞室堵头周边止水结构的施工方法，包括以下步骤：

(1)在洞室原衬砌堵头止水部位上开凿止水埂齿槽，衬砌裸露面进行凿毛处理，止水埂齿槽原衬砌内部钢筋不进行剪断处理，止水埂齿槽开凿到原衬砌内部钢筋里侧一定深度；

(2)在止水埂齿槽中插入锚筋到周边基岩中，锚筋外漏一定长度，然后立模浇筑止水埂，并将止水片一端预埋在止水埂外侧，止水埂浇筑完成后在混凝土衬砌表面形成一圈连续的止水结构；

(3)浇筑混凝土堵头，将露出止水片的一端埋入其中，将整个洞室封堵。

6、根据权利要求5所述洞室堵头周边止水结构的施工方法，其特征在于，所述步骤(2)为在止水埂齿槽中插入锚筋，锚筋外漏一定长度，并在齿槽中部黏贴膨胀止水条，然后立摸浇筑止水埂，并将止水片一端预埋在止水埂外侧，止水埂浇筑完成后在混凝土衬砌表面形成一圈连续的止水结构。

本发明的有益效果是：不仅解决了基岩或混凝土衬砌的凿除困难，避免了对基岩或混凝土衬砌的破坏，给施工带来便利，保证施工工期，也有效避免了预埋止水对洞室或底孔正常运行的影响。实用性强、可靠性高，很好地解决了目前堵头周边止水片设置中存在的问题。

附图说明

图1是本发明洞室堵头周边止水结构的立体示意图。

图2是图1a-a剖视图。

图3是图2中b大样图。

图4是本发明实施例示意图。

图中，1止水埂，2原衬砌，3围岩，4堵头，5止水片，6膨胀止水条，7原衬砌内部钢筋，8锚筋，9止水埂齿槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

如图1-3所示，本发明的洞室堵头周边止水结构，包括止水埂1、锚筋8、止水片5和止水埂齿槽9，止水埂齿槽9是在原衬砌2上沿着洞口一周开凿的浅齿槽，止水埂1是浇筑在预先开凿的止水埂齿槽9内和堵头4中的一圈混凝土，多条锚筋8插入在止水埂1、原衬砌2及周边基岩3之间，保证止水埂、原衬砌及周边基岩的整体性，止水片5一端埋入止水埂1内，另一端埋入堵头4混凝土内，在止水埂1内有不进行剪断处理的原衬砌内部钢筋7。

在止水埂1与原衬砌2接触面之间沿着洞口一周埋设有一圈膨胀止水条6。

所述止水埂1在堵头4内的镶嵌深度根据锚筋8外漏的锚固长度确定，宽度根据锚筋的直径、间排距确定。

所述止水埂1为微膨胀混凝土或普通混凝土材料。

上述洞室堵头周边止水结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在洞室原衬砌堵头止水部位上开凿止水埂齿槽，衬砌裸露面进行凿毛处理，止水埂齿槽原衬砌内部钢筋不进行剪断处理，止水埂齿槽开凿到原衬砌内部钢筋里侧一定深度；

(2)在止水埂齿槽中插入锚筋到周边基岩中，锚筋外漏一定长度，然后立模浇筑止水埂，并将止水片一端预埋在止水埂外侧，止水埂浇筑完成后在混凝土衬砌表面形成一圈连续的止水结构；

(3)浇筑混凝土堵头，将露出止水片的一端埋入其中，将整个洞室封堵。

所述步骤(2)为在止水埂齿槽中插入锚筋，锚筋外漏一定长度，并在齿槽中部黏贴膨胀止水条，然后立摸浇筑止水埂，并将止水片一端预埋在止水埂外侧，止水埂浇筑完成后在混凝土衬砌表面形成一圈连续的止水结构。具体地说，止水埂齿槽9是在原衬砌上开凿的浅齿槽，其作用是保证止水埂齿槽能崁入原衬砌一定深度，使止水埂与原有衬砌的整体性较好。齿槽深度根据原衬砌内部钢筋布置位置确定，确保止水埂与衬砌有效地咬合成整体。

止水埂1是在预先开凿的齿槽内浇筑的混凝土结构，视情况可选用微膨胀混凝土或普通混凝土等材料，其作用是固定止水片外侧端。止水埂在堵头内的镶嵌深度根据锚筋外漏的锚固长度确定，宽度根据锚筋的直径，间排距确定。

锚筋8是连接止水埂、原衬砌结构及周边基岩的钢筋，其作用是保证止水埂、原有衬砌结构及周边基岩的整体性。

止水片5外侧端埋入止水埂内，内侧端埋入堵头混凝土内，起到止水作用。

膨胀止水条6视需要埋设，其目的是进一步提高结构的止水性能。

混凝土堵头封堵施工时，首先在堵头止水部位凿入原衬砌外侧钢筋7里侧一定深度，衬砌裸露面凿毛处理，止水埂齿槽9内衬砌内部钢筋不进行剪断处理；其次，在止水埂齿槽9中插入锚筋8，锚筋外漏一定长度，并在齿槽中部黏贴膨胀止水条6；然后立摸浇筑止水埂1，并一部分止水片预埋在止水埂外侧，止水埂1浇筑完成后混凝土衬砌表面形成一圈连续的止水结构；浇筑混凝土堵头，并将止水片的另一部分预埋其中，最终，止水埂1通过衬砌内部钢筋作用与原衬砌2咬合为一体，且止水埂1与原衬砌2、围岩3三者通过锚筋8固定为一体，止水埂与堵头之间通过止水片达到止水效果，最终形成封闭的防渗体系。

本发明适用于在水利水电工程中封堵段已有衬砌结构的导流隧洞、施工支洞、交通洞及坝体临时导流孔封堵的挡水堵头。

例如，某下游水电站上电站导流隧洞施工导流，采用城门洞型，钢筋混凝土衬砌，过流断面为9.0m×11.0m，堵头采用柱状重力式，长40.0m。堵头上、下游侧均采用本发明止水结构，止水埂采用c30微膨胀混凝土，距堵头上、下游面距离约1.0m，首先凿入衬砌内钢筋里侧10cm，然后浇筑止水埂与原衬砌形成整体，浇筑完成后通过预埋管进行回填灌浆和接触灌浆，在衬砌与止水埂之间粘贴bw膨胀止水条止水，在止水埂与堵头之间采用紫铜片止水，其结构见图4。

以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。