一种钻爆法隧洞近距离交叉预留上穿接口结构的制作方法

1.本实用新型涉及水利水电工程中的输水隧洞结构，具体涉及一种钻爆法施工的两条输水隧洞近距离交叉穿越时，为减少后施工的输水隧洞爆破上穿施工对先施工的隧洞振动影响，在先施工的输水隧洞建设时，预先完成后施工输水隧洞交叉段的上穿接口结构。


背景技术：

2.钻爆法是通过钻孔、装药、爆破开挖岩石的方法，因施工灵活、造价低、地质条件适应性强而在水利行业输水隧洞开挖工程中广泛应用。
3.随着国家水网的建设，输水隧洞因具有密闭输水、占地少、环境影响小等优点而在引调水工程中被广泛采用，输水线路在山体中交叉的情况也越来越多。
4.考虑防洪影响，高于地表的山体往往被用作市政公路或铁路隧道的建设空间；而有压输水的输水隧洞往往低于隧道布置，一方面，有利于减少输水隧洞内水外渗；另一方面，也是避免输水隧洞上穿隧道时渗水影响隧道结构安全。
5.输水线路在穿越平原沟谷等浅埋段时，一般采用地下埋管形式，为减少开挖及回填工程量，埋管高程一般都是略低于地表布置；为了隧洞检修时自流排水方便，输水隧洞高程一般要高于埋管；因此，输水隧洞往往集中在低于或略高于地表的山体空间中建设。
6.综合在山体中避让上部公路或铁路隧道、要高于浅埋段埋管以便自流排水两方面要求，多条输水线路交叉时，往往高程上属于近距离交叉。
7.近距离交叉的输水隧洞，后施工的输水隧洞采用钻爆法对已建的输水隧洞结构安全存在较大影响，容易导致渗透失稳和水力劈裂现象。《水工隧洞设计规范》(sl279-2016)也规定，相邻隧洞之间的岩体厚度不宜小于2倍开挖洞径(或洞宽)，确因布置需要，经论证岩体厚度可适当减小，但不应小于1倍开挖洞径(或洞宽)。
8.因此，常规输水线路交叉设计时，为保证交叉部位的隧洞间岩体厚度，后施工的输水隧洞为了与已建输水隧洞保留安全距离，在上穿已建输水隧洞时往往需局部抬高，下游段考虑埋管设置需要又需进行降低，输水隧洞在山体内容易形成人字坡的局部高点，山体内大多无条件设置直通地表的通气孔，人字坡隧洞段充水时，顶部空气无法排出，容易造成憋气，从而降低隧洞的有效过流面积，高水头时还会造成下游隧洞发生空化空蚀，影响隧洞结构安全。


技术实现要素：

9.本实用新型的目的在于解决山体中钻爆法施工的输水隧洞近距离交叉时，后施工交叉上穿的输水隧洞为与已建输水隧洞保持安全距离，而大幅调整纵坡导致排气困难的问题，提出了一种钻爆法隧洞近距离交叉预留上穿接口结构，在先施工的输水隧洞建设时，预先完成后施工输水隧洞交叉段结构。
10.本实用新型所采用的技术方案是：
11.一种钻爆法隧洞近距离交叉预留上穿接口结构，包括预留接口、在建隧洞、端部封
板、截渗灌浆、堵口和接口通道。所述接口位于所述在建隧洞的上方，根据后施工隧洞轴线需要与在建隧洞交叉布置，包括接口初期支护和接口衬砌；所述在建隧洞为先行施工的输水隧洞，包括隧洞初期支护和隧洞衬砌；所述端部封板位于预留接口两端；所述截渗灌浆用于截断两端岩体中的裂隙水沿接口初期支护与岩体间的间隙向交叉点渗流的渗漏通道；所述堵口位于交叉点预留接口的接口衬砌的边墙上，所述接口通道位于在建隧洞的顶拱上部，为施工预留接口的临时斜坡通道。
12.进一步地，所述接口初期支护为预留接口开挖后的挂网锚喷结构，用于维持预留接口在接口衬砌施工前的施工安全，在预留接口开挖时实施完成；接口衬砌为钢筋混凝土结构，是后施工输水隧洞先行实施的交叉段输水及防渗结构。接口衬砌包括顶拱、边墙和底板，分别位于接口衬砌的顶部、两侧和底部，整体组成接口衬砌。
13.进一步地，所述隧洞初期支护为在建隧洞开挖后的挂网锚喷结构，用于维持在建隧洞的施工安全；隧洞衬砌为钢筋混凝土结构，是在建隧洞的输水及防渗结构。
14.进一步地，所述端部封板为钢筋混凝土衬砌结构，采用锚筋锚固于岩体内，用于维护端部围岩的稳定，在后施工输水隧洞开挖贯通至预留接口的端部时，也可对已建的接口衬砌起防爆破飞石破环作用。
15.进一步地，在所述预留接口的接口衬砌、在建隧洞的隧洞衬砌中设置有衬砌伸缩缝，间距6m～12m，用于避免接口衬砌、隧洞衬砌出现环向裂缝。
16.进一步地，所述堵口为接口衬砌施工完成后，模板、灌浆设施及人员撤离的出口，堵口在接口衬砌、端部封板、截渗灌浆完成后采用微膨胀混凝土封闭，在接口衬砌背离接口通道一侧的模板只能留待后期工程拆除。
17.进一步地，所述接口通道在堵口完工后，采用埋石混凝土或低标号混凝土回填处理。
18.进一步地，所述在建隧洞的掌子面按标准断面开挖至接口通道起始点位置后，按接口通道断面要求进行开挖，即底高程不变，顶高程不断增加直到预留结口的顶拱，掌子面开挖至预留接口的另一侧边墙后，再按在建隧洞标准断面向前方推进至少30m后，再回头接口通道部位，通过在建隧洞交汇口段基础局部垫渣的方式，依次施工预留接口两侧洞挖、接口初期支护、预留结构衬砌、端部封板、截渗灌浆、堵口回填、接口通道回填；然后再继续在建隧洞的洞挖及隧洞初期支护，在建隧洞的隧洞衬砌在开挖贯通后再实施。
19.所述预留接口除圆拱直墙断面外，也可根据后建隧洞工程需要采用圆形、或平底圆形、或马蹄形、或平底马蹄形等断面结构。
20.所述在建隧洞除平底圆形断面外，也可根据工程需要采用圆拱直墙、或圆形、或马蹄形、或平底马蹄形等断面结构。
21.所述预留接口的接口初期支护在围岩地质条件好时可取消，在围岩地质条件较差时还可增加钢支撑。
22.所述在建隧洞的初期支护在围岩地质条件好时可取消，在围岩地质条件较差时还可增加钢支撑。
23.所述端部封板与两端岩体间，也可视需要再增设橡胶垫、或豆粒石等爆破缓震隔层。
24.所述接口通道回填考虑工期影响，也可调整到在建隧洞的隧洞衬砌施工至交汇口
部位后一并实施。
25.本实用新型的有益效果是：
26.1、有利改善隧洞排气。通过给近距离交叉上穿的后施工隧洞先行实施预留结口，可有效降低上部施工隧洞的高程至少1倍洞径，避免局部人字坡造成排气困难。
27.2、有利于山体空间综合利用。通过减少两交叉隧洞间的岩体至零距离，有效提高了山体空间的综合利用效率，对于输水隧洞先建设、公路隧道或铁路隧道尚在规划的地区，可以为上部山体预留更大的建设空间。
28.3、投资省。预留接口属于本身后施工输水隧洞的建设内容，这一技术主要增加的工程量为接口通道的局部洞挖及回填混凝土，相对于后施工隧洞大幅调整纵坡，或增设排气通道增加的工程量而言，投资大幅节省。
附图说明
29.图1是本实用新型实施例一种钻爆法隧洞近距离交叉预留上穿接口结构的平面布置图；
30.图2是图1的a—a剖视图；
31.图3是图1的b—b剖视图；
32.图4是图1的c—c剖视图；
33.图5是图1的d—d剖视图；
34.图6是图1的e—e剖视图。
35.图中：1-预留接口；11-接口初期支护；12-接口衬砌；12a-顶拱；12b-边墙；12c-底板；2-在建隧洞；21-隧洞初期支护；22-隧洞衬砌；3-端部封板；4-截渗灌浆；5-衬砌伸缩缝；6-堵口；7-接口通道。
具体实施方式
36.下面结合附图，对本实用新型作进一步详细说明。
37.如图1～图6所示，本实用新型一种钻爆法隧洞近距离交叉预留上穿接口结构，包括预留接口1、在建隧洞2、端部封板3、截渗灌浆4、衬砌伸缩缝5、堵口6和接口通道7。
38.所述接口1位于所述在建隧洞2的上方，根据后施工隧洞轴线需要与在建隧洞2交叉布置，包括接口初期支护11和接口衬砌12。接口初期支护11为预留接口1开挖后的挂网锚喷结构，用于维持预留接口1在接口衬砌12施工前的施工安全，在预留接口1开挖时实施完成；接口衬砌12为钢筋混凝土结构，是后施工输水隧洞先行实施的交叉段输水及防渗结构。接口衬砌12包括顶拱12a、边墙12b和底板12c，分为位于接口衬砌12的顶部、两侧和底部，整体组成接口衬砌12。
39.所述在建隧洞2位于预留接口1下方，为先行施工的输水隧洞，包括隧洞初期支护21和隧洞衬砌22。隧洞初期支护21为在建隧洞2开挖后的挂网锚喷结构，用于维持在建隧洞2的施工安全；隧洞衬砌22为钢筋混凝土结构，是在建隧洞2的输水及防渗结构。
40.所述端部封板3位于预留接口1两端，为钢筋混凝土衬砌结构，采用锚筋锚固于岩体内，用于维护端部围岩的稳定，在后施工输水隧洞开挖贯通至预留接口1的端部时，也可对已建的接口衬砌12起防爆破飞石破环作用。
41.所述截渗灌浆4位于预留接口1两端的周边岩体内，用于截断两端岩体中的裂隙水沿接口初期支护11与岩体间的间隙向交叉点渗流的渗漏通道。
42.所述衬砌伸缩缝5在预留接口1的接口衬砌12、在建隧洞2的隧洞衬砌22中设置，间距6m～12m，用于避免接口衬砌12、隧洞衬砌22出现环向裂缝。
43.所述堵口6位于交叉点预留接口1的接口衬砌12的边墙12b上，为接口衬砌12施工完成后，模板、灌浆设施及人员撤离的出口，堵口6在接口衬砌12、端部封板3、截渗灌浆4完成后采用微膨胀混凝土封闭，在接口衬砌12背离接口通道7一侧的模板只能留待后期工程拆除。
44.所述接口通道7位于在建隧洞2的顶拱12a上部，为施工预留接口1的临时斜坡通道，在堵口6完工后，采用埋石混凝土或低标号混凝土回填处理。
45.所述在建隧洞2掌子面按标准断面开挖至接口通道7起始点位置后，按接口通道7断面要求进行开挖，即底高程不变，顶高程不断增加直到预留结口1的顶拱12a，掌子面开挖至预留接口1的另一侧边墙12b后，再按在建隧洞2标准断面向前方推进至少30m后，再回头接口通道7部位，通过在建隧洞2交汇口段基础局部垫渣的方式，依次施工预留接口1两侧洞挖、接口初期支护11、预留结构衬砌12、端部封板3、截渗灌浆4、堵口6回填、接口通道7回填；然后再继续在建隧洞2的洞挖及隧洞初期支护21，在建隧洞2的隧洞衬砌22在开挖贯通后再实施。
46.所述预留接口1除圆拱直墙断面外，也可根据后建隧洞工程需要采用圆形、或平底圆形、或马蹄形、或平底马蹄形等断面结构。
47.所述在建隧洞2除平底圆形断面外，也可根据工程需要采用圆拱直墙、或圆形、或马蹄形、或平底马蹄形等断面结构。
48.所述预留接口1的接口初期支护11在围岩地质条件好时可取消，在围岩地质条件较差时还可增加钢支撑。
49.所述在建隧洞2的初期支护21在围岩地质条件好时可取消，在围岩地质条件较差时还可增加钢支撑。
50.所述端部封板3与两端岩体间，也可视需要再增设橡胶垫、或豆粒石等爆破缓震隔层。
51.所述接口通道7回填考虑工期影响，也可调整到在建隧洞2的隧洞衬砌22施工至交汇口部位后一并实施。
52.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。