[发明专利]适于TBM施工的压力管道中平洞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施工的压力管道中平洞与排水廊道的布置结构及施工方法，属于水利水电工程领域。该结构包括用于施工至少两条平行压力管道中平洞的施工支洞，在远离压力管道中平洞一侧的施工支洞的左右两侧分别修建供TBM机械组装的装配场和供TBM机械拆解的拆卸场，装配场与第一段排水廊道的开挖端连接，第一段排水廊道的末端与第二段排水廊道的开挖端连接，第二段排水廊道的末端与拆卸场连接，且第一段排水廊道与第二段排水廊道的连接点位于远离压力管道中平洞的另一侧。本发明结构简单，排水廊道在充分利用施工支洞的前提条件下合理布置洞轴线，取得了很好的效果。

技术领域

本发明涉及水利水电工程领域，具体涉及适于TBM施工的压力管道中平洞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》(CN 201910501349.6)中提到了采用TBM进行压力管道中平洞排水廊道的施工，但从文章中可以看出此专利的设计均存在一定的局限性。

(1)首先此专利主要针对的是压力管道中平洞是3条平行布置的隧洞，在每2条隧洞中间分别布置一条排水廊道，最终形成一条闭合的回路。但很多实际工程只有2条压力管道中平洞，由于TBM施工机械受转弯半径的限制(TBM小断面掘进隧洞的转弯半径≥30m)，仍按照此方式在2条压力管道中平洞之间布置排水廊道就变得不可行了。

若想按此方案进行相关布置，那么2条中平洞的间距就要加大，以便满足由于TBM施工机械转弯半径的要求。这样就带来2个直接的问题：

1)会使得上水库进/出水口2个单体进/出水口之间的距离变大，从而使得上水库进/出水口区域的开挖规模加大，增加投资；

2)会使得机组中心间距加大，增加地下厂房的规模，进一步增加开挖难度和投资。

(2)由于TBM机械体积较大，对施工场地的空间要求较高，但是此专利没有说明TBM机械是如何进场施工，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。

(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。此种设计中，位于两边的压力管道中平洞仅一侧具有排水孔，难以形成封闭的排水区，降低外水的效果有所减弱。

本发明专利针对的难点在于：针对输水线路为“2洞4机”的设计方案，合理布置排水廊道的路线，既能保证TBM机械有效施工排水廊道；又能使2条压力管道中平洞均位封闭的排水孔下方，极大的增强引排外水的效果。

基于上述构思，本发明提出了一种适用于TBM施工的钢板衬砌压力管道中平洞与排水廊道的布置结构及施工方法。

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施工的压力管道中平洞与排水廊道的布置结构及施工方法。本发明结构简单，排水廊道在充分利用施工支洞的前提条件下合理布置洞轴线，收到了很好的效果，具体如下：(1)在不增加上水库进/出水口和地下厂房的开挖规模的前提下，成功克服输水线路为“2洞4机”时2条中平洞间距较小、TBM机械难以转弯的重大技术问题。(2)在不特别开挖硐室的前提下，充分利用中平洞施工支洞的空间，合理布置TBM机械的进场和转场，既节省投资又最大程度保障地下硐室的完整性，减少不必要的开挖。(3)排水廊道位于2条压力管道中平洞的左右2侧，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。

为解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案实现：