[发明专利]一种竖井隧洞混凝土衬砌结构及方法

说明书

一种竖井隧洞混凝土衬砌结构及方法,包括预制管节，预制管节逐节拼装成管状结构，管状结构与围岩面间设有混凝土层，混凝土层将预制管节与围岩面连成整体。本发明提供的一种竖井隧洞混凝土衬砌结构及方法，可提高混凝土衬砌的工作效率，减少施工安全风险，消除衬砌混凝土骨料分离质量问题。

技术领域

本发明涉及竖井隧洞混凝土衬砌工程，尤其是一种竖井隧洞混凝土衬砌结构及方法。

背景技术

在水电水利工程领域，有大量的工程其发电厂房是布置在地下，需要设置通向地面的电缆竖井和通风竖井，最高的已达300余m。

竖井开挖过程中，需对围岩进行喷锚支护，以确保围岩的稳定，开挖完成后，为确保建筑物长期的安全运行，必须进行钢筋混凝土衬砌，衬砌厚度一般30-50cm，衬砌的主要作用是防止围岩的局部破坏或便于井内的结构布置。

目前竖井衬砌结构均采用现浇钢筋混凝土结构，模板为滑模，人员、材料通过起吊设备调入工作面，混凝土通过溜管入仓。施工期安全风险极高；滑模起滑时间靠经验判断，掌握不好，会出现滑升失败的质量事故；混凝土通过溜管入仓，易出现骨料分离的质量事故；施工工期较长，施工成本高。

对一些特殊电站，如海岛抽水蓄能电站，缺乏现浇混凝土所需的砂、石、淡水，现浇混凝土方案也会受到制约。

《水电水利工程斜井竖井施工规范》DL/T 5407-2009，对目前水电水利工程竖井混凝土衬砌的施工方法进行了具体规定。

本发明摒弃传统的现浇混凝土理念，突破了规范，采用预制混凝土结构解决相关问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种竖井隧洞混凝土衬砌结构及方法，既满足结构受力要求又可安全快速施工、保证施工质量、节约成本。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种竖井隧洞混凝土衬砌结构,包括预制管节，预制管节逐节拼装成管状结构，管状结构与围岩面间设有混凝土层，混凝土层将预制管节与围岩面连成整体。

所述预制管节包括管体，管体上端设有吊环，管体下端对应处设有供吊环放入的孔口。

所述管体外壁上设有键槽。

所述管体与围岩面之间的间隙为5cm-7cm。

所述管体上端设有止水橡胶条。

一种竖井隧洞混凝土衬砌方法，包括以下步骤：

步骤1）、在竖井开挖期间，随开挖面的下降在岩壁预埋灌浆管；与此同时，综合分析确定预制管节的高度及内外径等并进行预制管节的预制、运输到现场；

步骤2）、通过吊装装置进行测量控制吊装至井口，吊入井内并保持与围岩面预留间隙；

步骤3）、吊钩自动脱钩；继续下一节吊装；随管节的上升分段进行水泥灌浆；

步骤4）、分段灌浆达到3天龄期后，开始下一段吊装；循环往复直至结束。

本发明一种竖井隧洞混凝土衬砌结构及方法，具有以下技术效果：

1）、以300m级高竖井为例，采用目前滑模现浇混凝土方法，滑模安装+滑模滑升+滑模拆除约需5个月，采用本方法，预制管节不占直线工期，考虑管壁与围岩之间间隙灌浆待凝时间，2个月内可完成安装；采用本方法，可省去滑模制造、安装及拆除成本，预制管节混凝土较滑模现浇的高流态混凝土约减少成本50元/m³，累计可减少成本约80万元。

2）、通过将预制管节放入到竖井中完成拼接，利用预制管节与围岩面间的间隙完成混凝土的灌注，简单方便，且保证安全。有效满足了工程的质量和效率，降低了人工成本，具有很好的推广应用价值。