本發(fā)明涉及水利水電工程中的隧洞，尤其涉及一種山體內(nèi)設(shè)通氣管的已建有壓隧洞塌方修復(fù)結(jié)構(gòu)及修復(fù)方法。

背景技術(shù)：

1、隨著我國水利水電工程的不斷建設(shè)，隧洞工程發(fā)展迅速，在發(fā)電引水、供水及防洪等水利工程中，有壓隧洞應(yīng)用較多，而這些有壓隧洞有相當(dāng)一部分是建于20世紀(jì)，當(dāng)時(shí)為了節(jié)約投資，一些圍巖較好的隧洞段并未采用噴混凝土支護(hù)或二次襯砌。而未支護(hù)及襯砌的裸巖隧洞段經(jīng)過長年運(yùn)行，巖體可能會因?yàn)橛鏊浕鴮?dǎo)致塌方，或者由于隧洞內(nèi)壓較大，內(nèi)表面不平整導(dǎo)致的空氣殘留引發(fā)空蝕進(jìn)而引起塌方。針對有壓隧洞的塌方，如不及時(shí)采取措施修復(fù)，塌方導(dǎo)致的洞頂空腔會在運(yùn)行期一直殘留大量空氣無法排出，進(jìn)而引發(fā)更嚴(yán)重的空蝕現(xiàn)象，導(dǎo)致更大范圍的塌方。

2、而起到供水、發(fā)電引水及防洪等工程的隧洞關(guān)乎民生或發(fā)電效益，往往檢修修復(fù)的時(shí)間要求非常短，如果采用常規(guī)的二次襯砌或鋼襯方法修復(fù)，施工時(shí)間往往較長，無法滿足及時(shí)恢復(fù)功能的需求，因此有必要提出一種施工簡便、工期短、安全可靠的措施。

3、基于此，本案由此提出。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的之一在于提供一種山體內(nèi)設(shè)通氣管的已建有壓隧洞塌方修復(fù)結(jié)構(gòu)，具有施工簡便、工期短、安全可靠的特點(diǎn)，能夠滿足已建有壓水工隧洞塌方的及時(shí)修復(fù)。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、一種山體內(nèi)設(shè)通氣管的已建有壓隧洞塌方修復(fù)結(jié)構(gòu)，包括裸巖塌方段和位于裸巖塌方段上、下游段的常規(guī)隧洞段；包括設(shè)置在山體內(nèi)且位于裸巖塌方段上方的通氣結(jié)構(gòu)，所述通氣結(jié)構(gòu)的一端與裸巖塌方段的洞頂連通，另一端延伸至山體頂部并連通外部；所述裸巖塌方段設(shè)置錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)。

4、進(jìn)一步的，所述裸巖塌方段的錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)向上、下游段的常規(guī)隧洞段延伸。

5、進(jìn)一步的，所述錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)包括初噴混凝土、鋼筋網(wǎng)、噴混凝土、系統(tǒng)錨桿和隨機(jī)排水孔，所述初噴混凝土、鋼筋網(wǎng)、噴混凝土在隧洞側(cè)壁由外向內(nèi)布置，系統(tǒng)錨桿沿隧洞徑向布置，隨機(jī)排水孔布置于隧洞巖面凹陷處及滲水處。

6、進(jìn)一步的，所述通氣結(jié)構(gòu)包括通氣管、孔洞和襯砌體，所述孔洞自山體頂部向裸巖塌方段的洞頂開設(shè)，通氣管插入孔洞內(nèi)，所述襯砌體設(shè)置在孔洞內(nèi)壁與通氣管外壁之間。

7、進(jìn)一步的，所述通氣管位于山體頂部的一端設(shè)有管帽。

8、進(jìn)一步的，所述襯砌體采用混凝土襯砌或水泥砂漿襯砌。

9、進(jìn)一步的，所述通氣管采用鋼管，且鋼管內(nèi)壁設(shè)置防腐層。

10、本發(fā)明的目的之二在于提供一種基于上述山體內(nèi)設(shè)通氣管的已建有壓隧洞塌方修復(fù)結(jié)構(gòu)的修復(fù)方法，包括以下步驟：

11、s1.對已建有壓隧洞進(jìn)行常規(guī)檢查發(fā)現(xiàn)局部裸巖塌方段需要修復(fù)，此時(shí)裸巖塌方段的洞底有塌方石渣；

12、s2.隧洞通水正常運(yùn)行，并對檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)的局部裸巖塌方段進(jìn)行定位，在局部裸巖塌方段上方對應(yīng)的山頂處，向下開挖孔洞，孔洞開挖至臨近裸巖塌方段洞頂停止；

13、s3.向孔洞內(nèi)插入通氣管，并澆筑襯砌體進(jìn)行固定；

14、s4.隧洞停止運(yùn)行并放空，對裸巖塌方段及其上下游延伸范圍進(jìn)行錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工，清理塌方石渣，施工通氣結(jié)構(gòu)臨近裸巖塌方段洞頂?shù)牟糠趾屯夤苌系墓苊保鲥^噴支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)先進(jìn)行整體塌方面初噴混凝土；

15、塌方石渣的清理、錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工以及通氣結(jié)構(gòu)臨近裸巖塌方段洞頂部分的施工同步進(jìn)行。

16、進(jìn)一步的，通氣結(jié)構(gòu)臨近裸巖塌方段洞頂?shù)牟糠质┕?，包括以下步驟：在已建有壓隧洞放空搶修時(shí)，從已實(shí)施的通氣結(jié)構(gòu)頂部采用小鉆頭自上而下先鉆通整個(gè)孔洞，再從裸巖塌方段洞內(nèi)或上部進(jìn)行擴(kuò)孔施工。

17、進(jìn)一步的，所述錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)從裸巖塌方段一側(cè)的延伸支護(hù)范圍循序漸進(jìn)向另外一側(cè)實(shí)施。

18、本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

19、1.安全可靠：通過對已建有壓隧洞的塌方段采取錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)確保了塌方段的支護(hù)穩(wěn)定；通過設(shè)通氣系統(tǒng)，有效解決了塌方段洞頂空腔殘留大量空氣無法排出的問題，避免了空腔殘留空氣引發(fā)空蝕現(xiàn)象導(dǎo)致更大范圍的塌方，確保了運(yùn)行期的穩(wěn)定；同時(shí)洞內(nèi)支護(hù)結(jié)構(gòu)施工從一側(cè)向另一側(cè)循序漸進(jìn)施工，也保障了施工期的安全；

20、2.施工簡便且工期短，對工程效益影響?。核蕉蝺H采取錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)及設(shè)通氣結(jié)構(gòu)的修復(fù)措施，且通氣結(jié)構(gòu)的絕大部分可在放空修復(fù)前完成，塌方石渣的清理、裸巖塌方段處的錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)以及剩余通氣結(jié)構(gòu)的施工可同步進(jìn)行，有效節(jié)約了修復(fù)時(shí)間，較先清渣再進(jìn)行二次混凝土襯砌的常規(guī)修復(fù)措施可節(jié)省工期約65％以上，對后續(xù)的供水、發(fā)電及防洪等工程效益影響較??；

21、3.工程投資低：本發(fā)明主要涉及的錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)及通氣結(jié)構(gòu)投資較低，較先清渣再進(jìn)行二次混凝土襯砌的常規(guī)修復(fù)措施，可節(jié)約直接投資約30％以上，如果考慮后續(xù)的供水或發(fā)電等工程效益引起的間接投資，節(jié)約投資比例會更高；4.對隧洞其他檢修工作影響?。罕景l(fā)明主要涉及的錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)及通氣結(jié)構(gòu)施工侵占洞內(nèi)空間較小且時(shí)間短，不影響隧洞其他的檢修工作實(shí)施，在塌方段修復(fù)施工時(shí)，可同步對隧洞其他位置進(jìn)行檢修并采取相應(yīng)的修復(fù)措施。

技術(shù)特征：

1.一種山體內(nèi)設(shè)通氣管的已建有壓隧洞塌方修復(fù)結(jié)構(gòu)，包括裸巖塌方段和位于裸巖塌方段上、下游段的常規(guī)隧洞段，其特征在于：

2.如權(quán)利要求1所述的一種山體內(nèi)設(shè)通氣管的已建有壓隧洞塌方修復(fù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述裸巖塌方段的錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)向上、下游段的常規(guī)隧洞段延伸。

3.如權(quán)利要求1或2所述的一種山體內(nèi)設(shè)通氣管的已建有壓隧洞塌方修復(fù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)包括初噴混凝土、鋼筋網(wǎng)、噴混凝土、系統(tǒng)錨桿和隨機(jī)排水孔，所述初噴混凝土、鋼筋網(wǎng)、噴混凝土在隧洞側(cè)壁由外向內(nèi)布置，系統(tǒng)錨桿沿隧洞徑向布置，隨機(jī)排水孔布置于隧洞巖面凹陷處及滲水處。

4.如權(quán)利要求1所述的一種山體內(nèi)設(shè)通氣管的已建有壓隧洞塌方修復(fù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述通氣結(jié)構(gòu)包括通氣管、孔洞和襯砌體，所述孔洞自山體頂部向裸巖塌方段的洞頂開設(shè)，通氣管插入孔洞內(nèi)，所述襯砌體設(shè)置在孔洞內(nèi)壁與通氣管外壁之間。

5.如權(quán)利要求4所述的一種山體內(nèi)設(shè)通氣管的已建有壓隧洞塌方修復(fù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述通氣管位于山體頂部的一端設(shè)有管帽。

6.如權(quán)利要求4所述的一種山體內(nèi)設(shè)通氣管的已建有壓隧洞塌方修復(fù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述襯砌體采用混凝土襯砌或水泥砂漿襯砌。

7.如權(quán)利要求4所述的一種山體內(nèi)設(shè)通氣管的已建有壓隧洞塌方修復(fù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述通氣管采用鋼管，且鋼管內(nèi)壁設(shè)置防腐層。

8.一種基于權(quán)利要求1至7任一所述的山體內(nèi)設(shè)通氣管的已建有壓隧洞塌方修復(fù)結(jié)構(gòu)的修復(fù)方法，其特征在于，包括以下步驟：

9.如權(quán)利要求8所述的一種山體內(nèi)設(shè)通氣管的已建有壓隧洞塌方修復(fù)結(jié)構(gòu)的修復(fù)方法，其特征在于，通氣結(jié)構(gòu)臨近裸巖塌方段洞頂?shù)牟糠质┕?，包括以下步驟：在已建有壓隧洞放空搶修時(shí)，從已實(shí)施的通氣結(jié)構(gòu)頂部采用小鉆頭自上而下先鉆通整個(gè)孔洞，再從裸巖塌方段洞內(nèi)或上部進(jìn)行擴(kuò)孔施工。

10.如權(quán)利要求8所述的一種山體內(nèi)設(shè)通氣管的已建有壓隧洞塌方修復(fù)結(jié)構(gòu)的修復(fù)方法，其特征在于，所述錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)從裸巖塌方段一側(cè)的延伸支護(hù)范圍循序漸進(jìn)向另外一側(cè)實(shí)施。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及水利水電工程中的隧洞技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種山體內(nèi)設(shè)通氣管的已建有壓隧洞塌方修復(fù)結(jié)構(gòu)及修復(fù)方法，包括已建有壓隧洞、錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)和通氣結(jié)構(gòu)，已建有壓隧洞包括常規(guī)隧洞段、裸巖塌方段和塌方石渣，錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)包括初噴混凝土、鋼筋網(wǎng)、噴混凝土、系統(tǒng)錨桿和隨機(jī)排水孔，確保了塌方段支護(hù)的安全穩(wěn)定；通氣結(jié)構(gòu)包括通氣管、管帽、孔壁和襯砌混凝土；塌方修復(fù)工作量較少，施工簡便，節(jié)約了投資成本及工期，塌方修復(fù)后主洞通水時(shí)，塌方段洞頂空腔內(nèi)空氣可以沿通氣結(jié)構(gòu)排出，為隧洞的安全運(yùn)行提供了保障，本發(fā)明具有施工簡便、工期短、安全可靠、投資低的特點(diǎn)，能夠滿足已建有壓水工隧洞塌方的及時(shí)修復(fù)。

技術(shù)研發(fā)人員：劉大康,郝小鳥,張宇弛,張晨辰,陳澤華,葉泓杰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10