[实用新型]一种深埋有压水工隧洞混凝土衬砌防渗减压结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种深埋有压水工隧洞混凝土衬砌防渗减压结构。适用于水利水电工程。 

背景技术

近年来，我国建设了一大批的西部水电工程和跨流域调水工程，水利水电工程建设水平得到了的很大提高，很多技术都处于世界领先水平。其中有压水工隧洞多向高深埋、大长度、大直径方向发展，我国已建的有压水工隧洞埋深最大的超过2000m。深埋隧洞往往带来高外水压力问题，高外水压力给有压水工隧洞混凝土衬砌结构设计带来巨大挑战。

对于深埋隧洞衬砌结构，目前常见的设计方法就是采用固结灌浆圈和混凝土衬砌形成的复合承载防渗结构，由固结灌浆圈承担巨大的外水压力，而混凝土衬砌一般受结构尺寸的限制，抵抗外水压力的能力有限，往往根据外水压力大小，在混凝土衬砌上布置减压孔，形成透水衬砌，确保衬砌结构的抗外压安全。在隧洞衬砌混凝土结构上布置减压孔形成透水衬砌的方法在高外水压力洞段是可行的，但考虑到隧洞投运后外水压力可能受补给情况会产生变化，当内水压力大于外水压力时，就会引起有压水工隧洞内水外渗，产生新的问题。

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，提供一种深埋有压水工隧洞混凝土衬砌防渗减压结构，使有压水工隧洞混凝土衬砌能够适应不同的外水压力条件，且确保不产生内水外渗。

本实用新型所采用的技术方案是：一种深埋有压水工隧洞混凝土衬砌防渗减压结构，该有压水工隧洞具有固结灌浆圈和混凝土衬砌组成的复合承载防渗结构，混凝土衬砌内布置一定间排距的防渗减压孔，其特征在于：所述防渗减压孔内置有止水塞，止水塞经弹簧连接固定于防渗减压孔的内侧孔口，该防渗减压孔内固定有配合止水塞实现防渗减压孔开关的橡胶垫圈。

所述防渗减压孔本体为不锈钢制成，孔周焊接有两道阻水环。

所述防渗减压孔的外侧孔口设有土工布反滤网。 

本实用新型的有益效果是：本实用新型可以自适应深埋有压水工隧洞混凝土衬砌结构在不同外水压力条件下的防渗和减压工况，利用隧洞内外水压差和弹簧的弹性，自动关紧或开启止水塞，在不同工况下达到止水防渗和排水减压效果，确保混凝土衬砌结构的安全，对深埋复杂水文地质条件下建设有压水工隧洞具有较好实用价值，可为西部水电工程和将来南水北调西线工程的深埋有压水工隧洞建设提供参考。 

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1中A部的放大图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实施例在有压水工隧洞内采用固结灌浆圈1和混凝土衬砌2形成复合承载防渗结构，混凝土衬砌2内布置一定间排距的防渗减压孔3，防渗减压孔3直径60~90mm，长度由混凝土衬砌厚度确定，防渗减压孔3本体采用钢材制作，外侧孔口设有土工布反滤网8，孔周焊接有两道阻水环7。防渗减压孔3孔内安装弹簧4、止水塞5、橡胶垫圈6，其中止水塞5经弹簧4连接固定于防渗减压孔3的内侧孔口，橡胶垫圈6固定于孔内壁上，配合止水塞5实现防渗减压孔3开关。

防渗减压孔3的工作原理是利用隧洞内外水压差和弹簧4的弹性，自动关紧或开启止水塞5，在不同工况下达到止水防渗和排水减压效果，具体为：

1) 当有压水工隧洞内水压力大于外水压力时，在弹簧4和内水压力的作用下，止水塞5会自动压紧橡胶垫圈6，形成防渗效果，隧洞内水不会外渗。

2) 当有压水工隧洞外水压力大于内水压力时，外水会对止水塞5作用一个向隧洞中心的推力：当外水压力稍大于内水压力时，止水塞5由于受弹簧4的拉力，并不会立即开启，可以根据混凝土衬砌结构的抗外压承载能力设计弹簧的弹性，开启止水塞时的内、外水压力差即为混凝土衬砌结构的抗外压能力；当内、外水压差大于混凝土衬砌结构的抗外压能力时，弹簧4伸长，止水塞5会逐步开启直至全部打开，形成减压排水通道，确保混凝土衬砌结构的抗外压安全。

为提高耐久性，防渗减压孔3及配件可采用不锈钢进行加工制作，可考虑在混凝土衬砌2施工时预埋安装。孔口反滤网可采用无纺土工布，其作用是：在排泄外水时防止防渗承载灌浆圈内水泥颗粒被水流带出，威胁灌浆圈渗透稳定。