[实用新型]一种基于海岛环境的新型输水系统压力隧洞衬砌型式

说明书

本实用新型涉及一种隧洞衬砌型式，尤其涉及一种基于海岛环境的新型输水系统压力隧洞衬砌型式，包括在隧洞内设置的钢管，所述钢管采用明管设计，所述钢管承担内外水压力，所述钢管和围岩之间设置有弃渣与海水拌制的混凝土。本实用新型的基于海岛环境的新型输水系统压力隧洞衬砌型式，提出了一种新型的设计理念，摒弃了传统钢板衬砌中钢管和围岩联合受力的理念，采用开挖弃渣与海水拌制混凝土的新型建筑材料，保护海岛生态环境的同时解决了海岛抽水蓄能电站建设中的技术经济问题，经济环保，成本低，操作简单方便，实用性强。

技术领域

本实用新型涉及一种隧洞衬砌型式，尤其涉及一种基于海岛环境的新型输水系统压力隧洞衬砌型式。

背景技术

目前在水利水电工程领域，输水系统压力隧洞的衬砌型式有钢板衬砌和钢筋砼衬砌两种。

钢板衬砌的优点是可以做到完全不透水，但是其外侧与围岩之间的空隙需回填混凝土，并通过回填的混凝土和围岩联合受力，尚需辅以回填灌浆和固结灌浆的工程措施。通常适用于地形地质条件较差洞段。

钢筋砼衬砌的优点是较钢板衬砌经济，衬砌的作用是保护围岩表面、避免水流长期冲刷使围岩表层应力状态发生恶化，减少过流糙率、降低水头损失，围岩是承载与防渗的主体，尚需辅以回填灌浆和固结灌浆的工程措施；当内水压力达到一定的数值，钢筋砼衬砌将无法承担，产生贯穿性开裂而成为透水衬砌。通常适用于地形地质条件较好洞段。

海岛抽水蓄能电站与风能、太阳能、海洋能等组成联合发电系统，可解决可再生能源发电的不稳定性问题，实现可再生能源的规模开发利用，对推动国家的海洋发展战略具有重大意义，目前国家正组织相关研究。

在海岛环境下建设抽水蓄能电站，上述两种衬砌型式均不适用：(1)岛内缺乏天然建材及淡水资源，采用常规的钢板衬砌及钢筋砼衬砌均需要大量的现浇混凝土及配套的回填灌浆和固结灌浆，需要有较大规模的砼拌合场地、大量的砂石料堆场及淡水用量。海岛的生态环境较为脆弱，很难获得较大规模的施工用地；原材料、淡水基本需要外运，成本极高。(2)钢筋砼衬砌存在隧洞内海水外渗带来的地下水环境污染问题。(3)海岛环境下，很难解决工程弃渣问题。

实用新型内容

针对以上不足，本实用新型提供一种基于海岛环境的新型输水系统压力隧洞衬砌型式，既满足结构受力要求又可适应海岛施工条件及海水环境，保护海岛生态环境，经济实用。

本实用新型通过以下方案达到上述目的：

一种基于海岛环境的新型输水系统压力隧洞衬砌型式，包括在隧洞内设置的钢管，所述钢管采用明管设计，所述钢管承担内外水压力，所述钢管和围岩之间设置有弃渣与海水拌制的混凝土。

在上述隧洞衬砌型式中，明管设计的钢管比埋管设计的钢管相比起钢管壁厚略大，弃渣与海水拌制的混凝土仅承担填充钢管外侧和围岩之间空隙的作用，仅起填充围护功能，无承载能力要求，不同于埋管设计的外包混凝土要分担部分内水压力的功能而必须用淡水和特制骨料拌制，同时明管设计可以取消回填灌浆和固结灌浆的工程措施。

优选的，所述钢管衬砌内侧设置有防腐防污涂层。

优选的，所述钢管衬砌外侧设置有防腐防污涂层和阴极保护系统。

进一步优选的，所述防腐防污涂层由防腐涂料和水泥浆涂层(例如厚2mm的水泥浆涂层)组成。

进一步优选的，所述水泥浆涂层为厚2mm的水泥浆涂层。

上述在钢管衬砌内侧和外侧的涂层等可以应对海水的高腐蚀性以及活跃的海洋生态系统带来的微生物附着等问题。

本实用新型的衬砌结构型式不仅可适用于海水环境，在天然建筑材料和淡水资源匮乏地区均可应用。