[发明专利]一种水工输水隧洞复合衬砌结构及施工方法

说明书

本发明涉及隧洞施工技术领域，具体涉及一种水工输水隧洞复合衬砌结构及施工方法。所述水工输水隧洞复合衬砌结构包括：围岩，其内壁表面通过喷射混凝土形成喷混面；防渗层，与所述围岩间隔设置，且所述防渗层与所述喷混面之间形成第一间隙；内衬砌，设置于所述防渗层远离所述围岩的一侧；弹性浆液层，设置于所第一间隙内，所述弹性浆液层与所述防渗层和所述围岩共同形成一体的弹性外衬砌结构；在工作状态下，所述弹性外衬砌结构适于缓冲山体水对内衬砌的压力。本发明提供的水工输水隧洞复合衬砌结构，能够缓冲山体水对内衬砌的压力，防止内衬砌断面开裂，避免产生内衬渗漏。

技术领域

本发明涉及隧洞施工技术领域，具体涉及一种水工输水隧洞复合衬砌结构及施工方法。

背景技术

抽水蓄能电站利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库，在电力负荷高峰期再放水至下水库发电的水电站。又称蓄能式水电站。它可将电网负荷低时的多余电能，转变为电网高峰时期的高价值电能。

为实现碳中和碳达峰目标，需构建以抽水蓄能电站为代表的系列新能源为主体的新型电力系统。输水隧洞作为抽水蓄能电站的关键结构，是抽水蓄能电站建设的重点工作。

传统输水隧洞开挖及衬砌形成，通过是先通过TBM开挖或者NATM开挖形成围岩，再在围岩面喷射混凝土；然后再进行内衬制作，内衬包括两种：钢衬和混凝土衬砌，对于钢衬而言，首先安装钢衬，再回填混凝土，最后进行灌浆；对于混凝土衬砌而言，首先浇筑或安装混凝土管片，再进行灌浆即可；内衬制作完成后，进行防渗膜或者防水板安装；最后再灌注弹性浆液。

现有的输水岩石隧洞开挖工法中，通过是先开挖形成围岩，再在围岩面喷涂混凝土形成喷混凝土层，然后再形成内衬层(钢衬或者混凝土衬砌)，这种开挖工法所形成的输水隧洞存在在内外水压作用下失稳或者开裂的风险，因此，亟需一种能够缓冲山体水对内衬砌的压力，避免内衬砌断面开裂的水工输水隧洞复合衬砌结构及施工方法。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中现有的输水岩石隧洞开挖工法所形成的输水隧洞存在在内外水压作用下失稳或者开裂的风险的缺陷，从而提供一种能够缓冲山体水对内衬砌的压力，防止内衬砌断面开裂，避免产生内衬渗漏的水工输水隧洞复合衬砌结构及施工方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的水工输水隧洞复合衬砌结构，包括：

围岩，其内壁表面通过喷射混凝土形成喷混面；

防渗层，与所述围岩间隔设置，且所述防渗层与所述喷混面之间形成第一间隙；

内衬砌，设置于所述防渗层远离所述围岩的一侧；

弹性浆液层，设置于所第一间隙内，所述弹性浆液层与所述防渗层和所述围岩共同形成一体的弹性外衬砌结构；在工作状态下，所述弹性外衬砌结构适于缓冲山体水对内衬砌的压力。

可选的，所述弹性浆液层由弹性浆液凝结固化而成，所述弹性浆液包括高聚物砂浆、环氧砂浆和聚脲砂浆中的至少其中一种。

可选的，所述内衬砌为钢衬砌或混凝土衬砌。

可选的，当所述内衬砌为钢衬砌时，所述内衬砌与所述防渗层之间形成第二间隙，所述第二间隙内通过充填混凝土形成混凝土层。

可选的，当所述内衬砌为混凝土衬砌时，所述内衬砌与所述防渗层之间通过灌浆填充；所述内衬砌的内表面设置有内衬防渗膜。

可选的，所述防渗层包括防渗板和/或外衬防渗膜，所述防渗板和/或外衬防渗膜适于与保护混凝土共同固化形成一体的所述防渗层。

本发明提供的水工输水隧洞复合衬砌结构的施工方法，包括如下步骤：

S1、开挖形成围岩，并在围岩洞壁的裂隙部位和渗水部位进行灌浆填充和/或在围岩的内壁表面喷射混凝土，以使所述围岩的内壁表面形成喷混面；