[发明专利]适于TBM施工的压力管道与排水廊道的布置结构及施工方法

说明书

本发明公开了一种适于TBM施工的压力管道与排水廊道的布置结构及施工方法，包括用于施工多条平行压力管道中平洞的施工支洞，将在施工支洞上开挖排水廊道的起点设定为a点，由a点处开挖形成依次连接的第一段排水廊道和第二段排水廊道，第一段排水廊道和第二段排水廊道之间的连接拐点设定为b点，第二段排水廊道的尾端设定为c点；第二段排水廊道的尾端连接有布置在压力管道中平洞上方的蛇形排水廊道，将蛇形排水廊道的尾端设定为d点；蛇形排水廊道的尾端通过第七段排水廊道与第一段排水廊道的b点连接。本发明结构简单，优势在于可以针对TBM机械的施工特点合理安排排水廊道硐室的布置，安排施工机械的进场与转场，避免施工受阻等问题。

技术领域

本发明属于水利水电工程技术领域，具体涉及一种适于TBM施工的压力管道与排水廊道的布置结构及施工方法。

背景技术

水电站压力管道普遍采用钢板衬砌进行设计，众所周知钢板衬砌有强度高、受内水条件好、防渗性好等众多优势，但也有抗外水压力差的致命弱点。针对这一弱点，高压管道的周围会设置排水廊道，其目的就是降低高压管道附近的地下水位。排水廊道的开挖断面一般都很小，使用钻爆法施工难度很大，安全和施工进度难以保障。因此近些年有少数电站引进了较为先进的TBM法进行排水廊道的施工，这样就极大程度上解决了安全和进度两大难题。例如发明专利《一种水电站压力管道排水廊道结构》(CN201910501349.6)中就提到了采用TBM法进行压力管道排水廊道的施工，就是很好的范例。但从其描述的内容看同样存在一些问题。

(1)由于TBM施工对场地的要求更高，因此在工程实际设计中需要详细安排机械的进场与出厂。此文中提到的排水廊道是一个封闭的环形，但是没有说明TBM是如何进入环形圈进行排水廊道的起始点开挖，又是如何待封闭环形排水廊道开挖完成后离开排水廊道的。

(2)此文中所描述的排水廊道位于每两个压力管道中平洞的正中间，高程与高压管道中平洞相近，此种设计是大多数电站采用的设计方案。这种设计方案将会破坏每两条压力管道中平洞之间的岩体，影响围岩与钢板的联合受力，增加钢板厚度，提高投资；同时由于压力管道中平洞、排水廊道和施工支洞在位于同一高程的邻近区域纵横排列布置，因此增加了排水廊道底部排水沟布置的难度。

(3)如此文附图3中所绘，位于两边的压力管道中平洞上方仅一侧有深排水孔，而不像中间的压力管道中平洞上方两侧均有深排水孔，此种设计同样是大多数电站采用的设计方案。此种设计中，位于两边的压力管道中平洞上方仅一侧存在深排水孔，难以形成封闭的排水区，降低外水的效果有所减弱。

采用TBM施工排水廊道的难点在于：如何合理布置排水廊道的路线，既能保证TBM有效施工，使排水廊道的开挖快速、安全；又能对压力管道中平洞周围岩体产生更为良好的排水效果、及时降低地下水位；同时尽可能保护压力管道中平洞之间岩体的完整性。现有技术成果对于解决上述问题仍有许多不足之处。

基于上述情况，本发明提出了一种适于TBM施工的压力管道与排水廊道的布置结构及施工方法，可有效解决以上问题。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种适于TBM施工的压力管道与排水廊道的布置结构及施工方法。本发明结构简单，排水廊道线路及其坡度设计合理，一举三得，优势在于可以针对TBM机械的施工特点合理安排排水廊道硐室的布置，安排施工机械的进场与转场，避免施工受阻等问题。同时提高排水廊道高程，减少对压力管道中平洞同一高程处中间岩体的破坏，提高这一区域围岩的完整性，增加围岩对内水压力的分担比，降低投资。在两侧压力管道中平洞的外部各增加一组排水廊道，使得每一条压力管道中平洞上方均有2条排水廊道，从排水廊道中打深排水孔，这样每条压力管道中平洞均可以形成封闭的排水区间，可以更为有效的降低地下水，减少钢板壁厚和增加加进环间距，降低工程投资和施工难度。

为解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案实现：