实现水下岩塞爆破消能的输水隧道工程结构的制作方法

本实用新型涉及工程建设领域，特别是一种实现水下岩塞爆破消能的输水隧道工程结构。

背景技术：

从水库(或湖泊)处开始修建引水或泄水水工隧洞时，可以在不放空水库和修建围堰的条件下，先把后部的隧洞建好，仅在取水口位置留下一块岩体，采用水下岩塞爆破的形式完成最后的贯通工作。

但是，由于取水口多位于已建成的水库库区，水下岩塞爆破时产生较大冲击波，会在水库(或湖泊)内产生较大规模的涌浪和水击波，对水生生物、岸坡和附近的建筑物造成一定的影响，严重时会破坏水中生态环境，影响岸坡稳定和建筑物结构安全。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种在建造过程中能够尽量减少爆炸冲击影响的输水隧道工程结构。

一种实现水下岩塞爆破消能的输水隧道工程结构，开设于山体内部，包括：

隧道主体，其一端设有岩塞体，另一端通过闸门井的闸门封闭，用于缓冲爆破所述岩塞体形成的冲击；

集渣坑，开设于所述岩塞体的下方，且与所述隧道主体连通，用于收集爆破岩塞体后形成的碎渣；

通风井，开设于所述集渣坑的上方，所述通风井包括位于所述山体内侧的第一端口及位于所述山体外侧的第二端口，所述第一端口与所述集渣坑气体导通，所述集渣坑内爆破产生的气体经所述通风井从所述第二端口排出；

其中，所述隧道主体包括进口段及缓冲进口段，所述缓冲进口段设置于所述进口段与所述集渣坑之间，所述缓冲进口段用于缓冲爆破所述岩塞体形成的冲击。

在其中一实施方式中，所述缓冲进口段的长度大于所述进口段的长度。

在其中一实施方式中，所述进口段与所述缓冲进口段的总长度大于4300米。

在其中一实施方式中，还包括施工支洞，所述施工支洞的一端与所述隧道主体连通，另一端端口位于山体外侧。

在其中一实施方式中，所述通风井的第二端口处设有防护板及固定支撑件，所述固定支撑件支撑所述防护板封挡所述第二端口的背向所述山体的一侧。

在其中一实施方式中，所述防护板设有回弯部，所述回弯部用于部分遮盖所述第二端口的上方。

在其中一实施方式中，所述通风井设有混凝土锁口段。

在其中一实施方式中，所述集渣坑和隧道主体内充水，水面距所述隧道主体的顶面的高度为0.8米～1.2米。

在其中一实施方式中，所述岩塞体采用全排孔岩塞爆破方案光面爆破。

在其中一实施方式中，还包括用于导引爆破引线的爆破引线孔。

本实施方式的输水隧道工程结构的施工结构简单，能在爆破时起到消能的作用，减少了爆破影响范围内的安全防护成本，保护了水库库区或湖泊的生态环境以及岸坡和建筑物，对在水产种质资源保护区或敏感水域内施工有着极为重要的价值。

并且，通风井和施工支洞可以提前完工，可明显改善洞内交通和通风条件，缩短了风水管线的布设长度，即节约了岩塞体爆破的施工工期。

附图说明

图1为本实施方式的输水隧道工程结构的示意图；

图2为根据图1所示的通风井的部分结构放大图。

附图标记说明如下：10、输水隧道工程结构；11、隧道主体；111、进口段；112、缓冲进口段；12、集渣坑；13、通风井；131、第一端口；132、第二端口；133、防护板；134、固定支撑件；135、回弯部；136、混凝土锁口段；14、岩塞体；15、闸门井；16、爆破引线孔；17、施工支洞。

具体实施方式

尽管本实用新型可以容易地表现为不同形式的实施方式，但在附图中示出并且在本说明书中将详细说明的仅仅是其中一些具体实施方式，同时可以理解的是本说明书应视为是本实用新型原理的示范性说明，而并非旨在将本实用新型限制到在此所说明的那样。

由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本实用新型的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本实用新型的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。

在附图所示的实施方式中，方向的指示(诸如上、下、左、右、前和后)用于解释本实用新型的各种元件的结构和运动不是绝对的而是相对的。当这些元件处于附图所示的位置时，这些说明是合适的。如果这些元件的位置的说明发生改变时，则这些方向的指示也相应地改变。

以下结合本说明书的附图，对本实用新型的较佳实施方式予以进一步地详尽阐述。

参见图1，本实用新型提出一种实现水下岩塞爆破消能的输水隧道工程结构，开设于山体2内部。实现水下岩塞爆破消能的输水隧道工程结构10包括隧道主体11、集渣坑12及通风井13。

隧道主体11的一端连接集渣坑12末端，另一端通过闸门井的闸门封闭。岩塞体14先将输水隧道工程结构10封堵，当爆破岩塞体14的时候，即可实现输水隧道工程结构10贯通。具体在本实施方式中，岩塞体14选用全排孔岩塞爆破方案光面爆破，雷管分段微差起爆。先是岩塞体14的中心起爆，形成中间贯通，而后各圈爆破孔从中心向外逐圈顺序起爆，最后岩塞体14周边轮廓孔起爆，形成预设的塞体轮廓形状，从而减少最大单响起爆药量，降低爆破产生的振动。

集渣坑12开设于岩塞体14的下方，用于收集爆破岩塞体14形成的碎渣。爆破前在集渣坑12和隧道主体11内充水，采用全排孔岩塞爆破方案，分段微差爆破技术，爆破后的石渣大部分落入洞内集渣坑12，很少部分抛入库区或湖泊，将爆破产生的能量主要释放在岩塞体14下方的集渣坑12内。

通风井13开设于集渣坑12的上方，通风井13包括位于山体2内侧的第一端口131及位于山体2外侧的第二端口132，第一端口与集渣坑12内气体导通，集渣坑12内气体经通风井13从第二端口132排出。当岩塞体14爆破之后，集渣坑12和隧道主体11内产生大量膨胀气体，由于通风井13与集渣坑12的顶部空间气体导通，则膨胀气体可以从通风井13的第二端口132排出。同样，水流也会被压入通风井13，从通风井13的第二端口132排出。因此，通风井13也可以对爆破产生的涌浪产生较好的缓冲，起到消能的作用。

通风井13为竖直设置，与隧道主体11垂直设置，以便于气体及涌浪能够顺利从通风井13内排出。在其他实施方式中，根据不同的地理环境，通风井13还可以为其他形状，例如，倾斜状。

隧道主体11包括进口段111及缓冲进口段112。进口段111设置于隧道主体11远离集渣坑12的一端，缓冲进口段112设置于进口段111与集渣坑12之间，缓冲进口段112用于缓冲爆破岩塞体14形成的冲击。相对于传统技术，本公开的缓冲进口段112与进口段111可以使爆破产生的涌浪在长距离的缓冲进口段112与进口段111内的反复震荡，以及从预先防护好的通风井13和施工支洞涌出实现消能，从而减少乃至消除库区或湖泊内的水面涌浪，控制水击波在安全的范围内，保护生态环境和岸坡及建筑物安全。

可以理解，缓冲进口段111的形状沿水流的方向呈逐渐收口状结构，以有利于缓冲涌浪，吸收爆炸产生的能量。

当对岩塞体14进行爆破的时候，岩塞体14碎裂，上游水流流入到隧道主体11内。本实施方式的输水隧道工程结构，当对岩塞体14进行爆破的时候，产生较大的冲击，一方面，爆破产生的气体可以通过通风井13排出到洞外，并且部分爆炸冲击产生的水流也会从通风井13排出洞外，可以实现消能的作用。另一方面，爆炸产生的能量，也可以通过隧道主体11的水流反复震荡缓冲，也可以实现减弱爆炸产生的冲击。因此，本实施方式的输水隧道工程结构10在爆破的时候，能够减小爆破对隧道内部的冲击。

隧道主体11的长度占输水隧道工程结构10总长度的大部分。缓冲进口段112的长度大于进口段111的长度。具体地，进口段111与缓冲进口段112的总长度大于4300米。可以理解，对于不同的爆破强度及不同半径大小的隧道主体11，进口段111与缓冲进口段112的长度和还可以为其他数值大小。根据不同的使用环境相应设计进口段111与缓冲进口段对应长度，能够满足使用需要即可。

参见图2，通风井13的第二端口132处设有防护板133及固定支撑件134。固定支撑件134支撑防护板133封挡第二端口132的背向山体2的一侧。当从通风井13的第二端口132处排出的具有一定强度的水流，防护板133可以避免水流对山体2进行冲刷，防止出现山体2滑坡等危险，保证生产安全。

防护板133设有回弯部135。回弯部135用于部分遮盖第二端口132的上方。回弯部135可以将冲出的水流进行止挡，避免水流直接冲出通风井13。

通风井13设有混凝土锁口段136。混凝土锁口段136将通风井13靠近地面的一端固定，通过混凝土锁口段136可以保证通风井13位于地面上的第二端口132处的强度。

集渣坑12和隧道主体11内充水，水面距隧道主体11的顶面的高度为0.8米～1.2米。水面距隧道主体11的顶面具有一定距离，可以保证通风井13能够与隧道主体11内的顶部空气导通，实现排出气体和在施工期运输材料的目的，明显改善洞内交通和通风条件，缩短了风水管线的布设长度，即节约了岩塞爆破的施工工期。

请再次参见图1，输水隧道工程结构10还包括用于导引爆破引线的爆破引线孔16。爆破引线孔16设于通风井13的一侧。爆破引线孔16用于导引爆破引线。爆破引线的一端与岩塞体14的炸药连接，另一端经爆破引线孔16引出用于引爆。

隧道主体11的另一端设有闸门井15。闸门井15落下闸门以控制充水和爆破影响范围，岩塞体14爆通后不影响闸门下游段隧道的施工。

输水隧道工程结构还包括施工支洞17。施工支洞17的一端与隧道主体11连通，另一端端口位于山体外侧。当爆破的时候，大量气体和涌浪从隧道主体11涌入施工支洞17。施工支洞17可以作为大规模涌浪的出口，可以有效减少涌浪对闸门井15的冲击。并且，在爆破前需做好施工支洞17的洞口的防护与导流工作，以保证涌入施工支洞17的涌浪顺利排出。

本实施方式的输水隧道工程结构10施工简单，能在爆破时起到消能的作用，减少了爆破影响范围内的安全防护成本，保护了水或湖泊的生态环境以及岸坡和建筑物，对在水产种质资源保护区或敏感水域内施工有着极为重要的价值。

并且，通风井13和施工支洞17可以提前完工，可明显改善洞内交通和通风条件，缩短了风水管线的布设长度，即节约了岩塞体14爆破的施工工期。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本实用新型，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本实用新型能够以多种形式具体实施而不脱离实用新型的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。