不良地质引水隧洞结构的制作方法

文档序号:15038965发布日期:2018-07-27 20:57阅读:170来源:国知局

本实用新型涉及引水隧洞技术领域,特别是涉及一种不良地质引水隧洞结构。



背景技术:

引水隧洞是是自水源地引水的水工隧洞,目前在水电站等工程建设中均涉及到大量引水隧洞的施工。受地理条件的限制,引水隧洞部分洞段有时将不可避免地布置在破碎或软弱岩层等不良地质段中,其开挖处理非常困难,塌方问题较为突出,而且经常会出现反复塌方反复处理的情况,往往会耗费大量人力、物力与时间,既增加了工程投资又延误了工程工期。

为保证不良地质引水隧洞前期开挖施工期及运行期的安全运行,目前所采用的处理措施主要为采取支护结构或注浆加固等措施,上述方法对于小断面的不良地质引水隧洞虽有一定的效果,但对大断面的不良地质引水隧洞处理不理想,方法不具系统性,且没有较强的针对性。



技术实现要素:

本实用新型目的是提供一种不良地质引水隧洞结构,从而解决引水隧洞通过破碎或软弱岩层等不良地段时发生塌方事故的难题。

为了实现上述目的,本实用新型的技术方案是:

不良地质引水隧洞结构,包括拱形的引水隧洞本体,还包括沿引水流向设置在引水隧洞外围的导管和沿引水隧洞本体轮廓按放射状布设的锚杆,所述导管均处在引水隧洞本外周围的岩层内,导管上具有注浆口,所述锚杆的一端锚固至岩层中;沿引水隧洞本体轮廓设置有支护结构,所述支护结构包括沿引水隧洞本体喷射的混凝土喷涂层以及设置在所述混凝土喷涂层上的支护层,所述支护层包括与拱形引水隧洞本体相匹配的钢架和钢筋网片,所述钢架和钢筋网片之间均通过喷射的混凝土填充,所述支护层上设置有外围混凝土层,所述外围混凝土层中设置有钢筋网片;于引水隧洞本体的底部设置有水流削减装置,所述水流削减装置沿引水隧洞本体跨长方向布设多组,水流削减装置包括相对设置在引水隧洞本体底部且相互平行的两个支架和通过两端自带轴承横向卡设在所述支架内的中心轴,所述中心轴通过消能板连接切水板,所述消能板端面呈开口外扩的“U”形并与中心轴圆心发散状设置竖排,消能板的两头一头大、一头小,消能板的小头焊接在中心轴上、大头焊接在切水板上。

进一步地,所述混凝土喷涂层和外围混凝土层的混凝土内均掺有钢纤维。

进一步地,所述锚杆的另一端依次穿过混凝土喷涂层和支护层并锚固至外围混凝土层中。

进一步地,所述锚杆沿引水隧洞跨长方向长度交错布设。

进一步地,所述导管端部与支护层内的钢架焊接在一起。

进一步地,所述切水板的长度与消能板沿中心轴的长度一致、宽度等于消能板大头的长度。

本实用新型的有益效果为:

本实用新型通过采用可注浆液的导管对周围岩层进行注浆加固,提高了围周软弱岩层的自稳能力;本实用新型中混凝土喷涂层和外围混凝土层的混凝土内均掺有钢纤维,同时导管端部与支护层内的钢架焊接在一起形成一体式结构,进一步加强了支护强度,有效防止周围岩层塌方事故的发生,从而解决了不良地质段引水隧洞的运行安全问题;引水隧洞本体底部设置有多组水流削减装置,该装置中消能板向着迎水面产生阻力,使得中心轴在水流中不断旋转,同时切水板对水流进行切割,导致水流方向发生改变,从而削弱了水流对引水隧洞本体的冲击能量,保证后期引水的安全性和稳定性。

附图说明

图1是本实用新型不良地质引水隧洞结构的结构示意图。

图2是本实用新型不良地质引水隧洞结构的纵剖视图。

图3是本实用新型不良地质引水隧洞结构中消能板的结构示意图。

附图中标号为:1是导管,2是锚杆,3是岩层,4是混凝土喷涂层,5是支护层,6是外围混凝土层,7是切水板,8是消能板,9是中心轴,10是支架,11是钢架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明:

如图1~图3所示,不良地质引水隧洞结构,包括拱形的引水隧洞本体,还包括沿引水流向设置在引水隧洞外围的导管1和沿引水隧洞本体轮廓按放射状布设的锚杆2,所述导管1均处在引水隧洞本外周围的岩层3内,导管1上具有注浆口,所述锚杆2的一端锚固至岩层3中;沿引水隧洞本体轮廓设置有支护结构,所述支护结构包括沿引水隧洞本体喷射的混凝土喷涂层4以及设置在所述混凝土喷涂层4上的支护层5,所述支护层5包括与拱形引水隧洞本体相匹配的钢架11和钢筋网片,所述钢架11和钢筋网片之间均通过喷射的混凝土填充,所述支护层5上设置有外围混凝土层6,所述外围混凝土层6中设置有钢筋网片;于引水隧洞本体的底部设置有水流削减装置,所述水流削减装置沿引水隧洞本体跨长方向布设多组,水流削减装置包括相对设置在引水隧洞本体底部且相互平行的两个支架10和通过两端自带轴承横向卡设在所述支架10内的中心轴9,所述中心轴9通过消能板8连接切水板7,所述消能板8端面呈开口外扩的“U”形并与中心轴9圆心发散状设置竖排,消能板8的两头一头大、一头小,消能板8的小头焊接在中心轴9上、大头焊接在切水板7上,切水板7的长度与消能板8沿中心轴9的长度一致、宽度等于消能板8大头的长度;锚杆2的另一端依次穿过混凝土喷涂层4和支护层5并锚固至外围混凝土层6中,锚杆2沿引水隧洞跨长方向长度交错布设;导管1端部与支护层5内的钢架11焊接在一起。

在软弱岩层3等不良地质段,首先在引水隧洞本体周围岩层3内布设导管1,并通过注浆液的方式对周围岩层3进行注浆加固,引水隧洞本体开挖后,采用分段式掘进的方式,即开挖一部分,支护完成一部分:引水隧洞本体开挖一部分马上对开挖部分进行混凝土除喷,形成混凝土喷涂层4,在初喷混凝土层的基础上,进行锚杆2、钢架11和钢筋网片的搭建然后重复喷涂掺有钢纤维的混凝土对支护层5进行填充,最后在支护层5上布设外围混凝土层6,以加强引水隧洞本体作业面的强度;在引水隧洞本体底部设置有多组水流削减装置,该装置中消能板8向着迎水面产生阻力,使得中心轴9在水流中不断旋转,同时切水板7对水流进行切割,导致水流方向发生改变,从而削弱了水流对引水隧洞本体的冲击能量,保证后期引水的安全性和稳定性。

以上所述之实施例,只是本实用新型的较佳实施例而已,并非限制本实用新型的实施范围,故凡依本实用新型专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰,均应包括于本实用新型申请专利范围内。

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