[发明专利]一种导流隧洞直柱形堵头结构型式及方法

说明书

技术领域

本发明涉及到水利水电工程施工导流技术领域，更加具体地是一种导流隧洞直柱形堵头结构型式及方法。

背景技术

《水工隧洞设计规范》(DL5195-2004)规定，“封堵体的型式依据水工隧洞的断面形状、施工条件、工程地质条件等因素选定。封堵体纵断面的型式宜优先选用楔形。”楔形堵头具体设置方式和施工程序一般分为两类：

(1)前期开挖预留楔式体形

在前期导流隧洞施工期间，将堵头段围岩按后期形成的永久堵头体形一并开挖完成，隧洞衬砌完成后在该部位底板和侧墙形成局部坑槽直接过流(部分工程为了水流平顺，采取工程措施保护该坑槽，浇筑永久堵头混凝土前拆除保护设施)。在导流隧洞运行使命完成后，导流隧洞下闸，对导流隧洞永久堵头段进行凿毛，接着浇筑堵头混凝土，最后进行回填灌浆、接缝灌浆和接触灌浆等，达到岩体与堵头共同承载的作用(参照图1所示)。

(2)后期扩挖楔式体形

在导流隧洞运行使命完成后，导流隧洞下闸，对导流隧洞永久堵头段的底板和侧墙进行楔形扩挖(包括拆除原隧洞衬砌钢筋混凝土等)，接着浇筑堵头混凝土，最后进行回填灌浆、接缝灌浆和接触灌浆等，达到岩体与堵头共同承载的作用(参照图1所示)。

导流隧洞永久堵头属于永久建筑物，楔形堵头结构型式超载能力较强，被广泛采用，但存在以下不足之处：

(1)工程投资较大。楔形扩挖增加爆破石方开挖工程量、回填堵头混凝土工程量，以及因爆破振松岩体而增加的固结灌浆工程量。

(2)楔形扩挖增加施工安全风险。特别是大型导流隧洞大断面、地质条件较差部位进行楔形扩挖施工安全风险更大。

(3)对于后期扩挖楔形堵头，堵头段原导流隧洞衬砌钢筋混凝土拆除、围岩扩挖和扩挖破坏岩体增加的后期固结灌浆都需占用直线工期，不利于简化施工、缩短施工工期、节省工程投资。

(4)对于前期开挖预留楔形堵头，导流隧洞过流期间永久堵头段预留坑槽部位会形成不利水流流态，影响导流隧洞泄流能力；流速较大时易形成局部气蚀，影响导流隧洞运行安全。

发明内容

本发明的第一目的在于克服上述背景技术的不足之处，而提出一种导流隧洞直柱形堵头结构型式。

本发明的目的是通过如下技术方案来实施的：一种导流隧洞直柱形堵头结构型式，它包括导流隧洞，所述的导流隧洞内壁周边设置有钢筋混凝土衬砌,所述的导流隧洞洞内设置有直柱形堵头；

在所述的直柱形堵头与所述的导流隧洞接触面内钢筋混凝土衬砌的两侧直墙上设置有浅抗剪槽；

在所述的直柱形堵头与所述的导流隧洞接触面内钢筋混凝土衬砌底板上均匀布置有锚杆。

在上述技术方案中：在所述的导流隧洞周边钢筋混凝土衬砌与围岩之间设置第一止水片,在所述的直柱形堵头与所述的钢筋混凝土衬砌之间设置第二止水片。

在上述技术方案中：所述的第一止水片和第二止水片均采用开槽浇筑预缩砂浆的方式埋设。

在上述技术方案中：所述的浅抗剪槽在所述的钢筋混凝土衬砌两侧直墙上顺水流方向间隔布置。

在上述技术方案中：所述的浅抗剪槽的深度不大于所述的钢筋混凝土衬砌钢筋保护层厚度。

本发明的第二目的在于提出一种施工方法：一种导流隧洞直柱形堵头结构型式的方法，它包括如下步骤：

①、在所述的导流隧洞周边钢筋混凝土衬砌施工之前在围岩中开槽埋设第一止水片，然后浇筑所述的钢筋混凝土衬砌并对所述的直柱型堵头段围岩进行固结灌浆；

②、在所述的导流隧洞完成导流使命后，所述的导流隧洞下闸封堵，在所述的钢筋混凝土衬砌与所述的直柱形堵头接触面靠上游部位沿所述的导流隧洞洞周开槽埋设有第二止水片；

③、对所述的钢筋混凝土衬砌表面进行凿毛处理，并在所述的钢筋混凝土衬砌两侧直墙上开凿所述的浅抗剪槽；

④、施工所述的钢筋混凝土衬砌底板上的锚杆；

⑤、浇筑所述的直柱形堵头混凝土，对所述的直柱形堵头顶拱进行回填灌浆，待所述的直柱形堵头混凝土冷却至设计要求温度后进行接缝灌浆和接触灌浆。

在上述技术方案中：所述的浅抗剪槽采用环向沿所述的导流隧洞轴线间隔布置。

本发明具有如下优点：