一种海上盾构隧洞取水头部结构的制作方法

本技术涉及发电厂取水头部结构，尤其涉及一种海上盾构隧洞取水头部结构。

背景技术：

1、目前国内核电厂新建厂址逐渐由传统的滨海厂址转变为离海岸较远的离岸厂址，传统的明渠取水结构方案对离岸厂址难以适用。对于离岸核电厂址，盾构隧洞逐渐成为了一种主流的取水方案。此类方案一般是在隧洞的取水端建设固定的取水头部结构，或者采用沉箱的方式安装取水头部结构。但由于核电厂对取水工程的安全性要求高，取水隧洞需要定期干检修，目前的方案使得无法仅通过现有的取水头部结构来提供干检修环境，因而需额外设置闸门井来满足要求，施工周期长，工艺复杂，工程费用高。因此，亟需研发一种具备干检修功能、结构安全可靠、施工难度低、施工工期短的一种取水头部结构。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提供一种施工难度更低、施工周期更短、工程成本更低、可实现盾构取水隧洞全线具备干检修条件的海上盾构隧洞取水头部结构。

2、为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种海上盾构隧洞取水头部结构，包括有取水头主体结构，取水头主体结构包括有取水井，其特征在于：还包括有钢圆筒，钢圆筒插入在海床中；取水头主体结构设置在钢圆筒内部，由钢圆筒形成取水头主体结构的外壁；在钢圆筒的筒壁上开设有取水口和隧洞接口，取水口与取水井连通，取水口高于海床面但低于海平面；隧洞接口低于海床面，隧洞通过隧洞接口接入取水头主体结构，取水井与隧洞连通；在取水井与取水口之间设置有取水闸门，通过关闭取水闸门而实现关闭通过取水口往取水头主体结构内的进水；在取水井与隧洞之间设置有隧洞闸门，通过关闭隧洞闸门而实现关闭隧洞的进水。

3、进一步地，在钢圆筒的筒壁上开设有若干个取水口，每一取水口内侧均通过一段进水通道与取水井连通，进水通道为从外到内逐渐变窄收缩的锥形口结构，取水口外侧设置有过滤格栅；在每一进水通道靠近取水井的位置均设置有一道取水闸门，在取水头主体结构中对应取水闸门的位置设置有取水闸门槽，每一取水闸门安装在对应的取水闸门槽中，闸门放下即关闭，抬起即开闸。

4、进一步地，所述取水头主体结构设置有检修间，检修间内设置有楼梯或者爬梯；在检修间与隧洞之间设置有检修通道，通过检修通道将隧洞与检修间相互连通，以便检修人员通过检修通道进出隧洞。

5、进一步地，沿钢圆筒的内壁浇筑有钢筋混凝土形成的内衬，内衬在对应取水口和隧洞接口的位置设计有洞口加强结构，以便用于开设取水口和隧洞接口。

6、进一步地，隧洞闸门设置在隧洞的入口处且位于检修通道与取水井之间，检修通道位于钢圆筒内部；在取水头主体结构中对应隧洞闸门的位置设置有隧洞闸门槽，隧洞闸门安装在隧洞闸门槽中。

7、进一步地，沿钢圆筒上部内侧浇筑有钢筋混凝土制成的冠梁，冠梁与内衬的顶端对接；沿钢圆筒内侧浇筑有若干道钢筋混凝土制成的圈梁，各圈梁与内衬形成相嵌的结构；在取水头主体结构内部设置有若干处加强肋，加强肋具有横向结构和环向结构，通过加强肋将相邻的取水口隔开；在钢圆筒内侧沿取水口的边缘设置有加厚内壁以加强窗口位置的结构强度。

8、进一步地，在取水头主体结构中设置有设备间和检修口，设备间和检修口位于取水井的上方；在取水头主体结构的下部设置有隔墙，通过隔墙围成取水井并隔出若干个独立隔间，在各独立隔间中填充有回填砂。

9、进一步地，在隧洞与钢圆筒外侧的连接处打设有旋喷桩端头以形成对该连接处的加强止水结构，在钢圆筒内侧环绕隧洞接口处设置有环梁。

10、进一步地，在钢圆筒的底部浇筑有钢筋混凝土的底板形成对钢圆筒底部的防水结构，取水头主体结构连接于底板上；对钢圆筒底部土体设置高压旋喷桩基和高压旋喷桩的止水帷幕进行加固。

11、进一步地，在钢圆筒外侧的海床面处铺设有由块石和复合土工垫组成的护底块石层。

12、本实用新型具有以下有益效果：第一、采用大直径钢圆筒作为取水头部结构的外层结构，结合底部止水帷幕和复合基础，可提供海上干施工条件，不需要另外建设施工围堰，可缩短工期，减小施工对环境的影响；

13、第二、外部钢圆筒与取水头部结构内部结构一体化设计，充分利用内部空间。钢圆筒作为永久结构，一物两用，施工完成后不需要拆除，可缩减施工流程，减少施工成本，缩短工期，还能加强取水头部结构的结构强度；

14、第三、取水头部结构内部设置取水闸门和隧洞闸门，解决了现有隧洞取水头部结构无法提供干检修功能的问题，可实现隧洞干检修和取水头部结构自身的干检修；

15、第四、在施工期可作为隧洞的工作井使用，为隧洞施工提供便利，同时为盾构机海上回收提供条件。

技术特征：

1.一种海上盾构隧洞取水头部结构，包括有取水头主体结构，取水头主体结构包括有取水井，其特征在于：还包括有钢圆筒，钢圆筒插入在海床中；取水头主体结构设置在钢圆筒内部，由钢圆筒形成取水头主体结构的外壁；在钢圆筒的筒壁上开设有取水口和隧洞接口，取水口与取水井连通，取水口高于海床面但低于海平面；隧洞接口低于海床面，隧洞通过隧洞接口接入取水头主体结构，取水井与隧洞连通；在取水井与取水口之间设置有取水闸门，通过关闭取水闸门而实现关闭通过取水口往取水头主体结构内的进水；在取水井与隧洞之间设置有隧洞闸门，通过关闭隧洞闸门而实现关闭隧洞的进水。

2.根据权利要求1所述的海上盾构隧洞取水头部结构，其特征在于：在钢圆筒的筒壁上开有若干个取水口，每一取水口内侧均通过一段进水通道与取水井连通，进水通道为从外到内逐渐变窄收缩的锥形口结构，取水口外侧设置有过滤格栅；在每一进水通道靠近取水井的位置均设置有一道取水闸门，在取水头主体结构中对应取水闸门的位置设置有取水闸门槽，每一取水闸门安装在对应的取水闸门槽中。

3.根据权利要求1所述的海上盾构隧洞取水头部结构，其特征在于：沿钢圆筒的内壁浇筑有钢筋混凝土形成的内衬，内衬在对应取水口和隧洞接口的位置设计有洞口加强结构。

4.根据权利要求1所述的海上盾构隧洞取水头部结构，其特征在于：所述取水头主体结构设置有检修间，检修间内设置有楼梯或者爬梯；在检修间与隧洞之间设置有检修通道，通过检修通道将隧洞与检修间相互连通。

5.根据权利要求2所述的海上盾构隧洞取水头部结构，其特征在于：隧洞闸门设置在隧洞的入口处且位于检修通道与取水井之间，检修通道位于钢圆筒内部；在取水头主体结构中对应隧洞闸门的位置设置有隧洞闸门槽，隧洞闸门安装在隧洞闸门槽中。

6.根据权利要求4所述的海上盾构隧洞取水头部结构，其特征在于：沿钢圆筒上部内侧浇筑有钢筋混凝土制成的冠梁，冠梁与内衬的顶端对接；沿钢圆筒内侧浇筑有若干道钢筋混凝土制成的圈梁，各圈梁与内衬形成相嵌的结构；在取水头主体结构内部设置有若干处加强肋，加强肋具有横向结构和环向结构，通过加强肋将相邻的取水口隔开；在钢圆筒内侧沿取水口的边缘设置有加厚内壁以加强窗口位置的结构强度。

7.根据权利要求1所述的海上盾构隧洞取水头部结构，其特征在于：在取水头主体结构中设置有设备间和检修口，设备间和检修口位于取水井的上方；在取水头主体结构的下部设置有隔墙，通过隔墙围成取水井并隔出若干个独立隔间，在各独立隔间中填充有回填砂。

8.根据权利要求1所述的海上盾构隧洞取水头部结构，其特征在于：在隧洞与钢圆筒外侧的连接处打设有旋喷桩端头以形成对该连接处的加强止水结构，在钢圆筒内侧环绕隧洞接口处设置有环梁。

9.根据权利要求1所述的海上盾构隧洞取水头部结构，其特征在于：在钢圆筒的底部浇筑有钢筋混凝土的底板形成对钢圆筒底部的防水结构，取水头主体结构连接于底板上；对钢圆筒底部土体设置高压旋喷桩基和高压旋喷桩的止水帷幕进行加固。

10.根据权利要求1所述的海上盾构隧洞取水头部结构，其特征在于：在钢圆筒外侧的海床面处铺设有由块石和复合土工垫组成的护底块石层。

技术总结
本技术公开了一种海上盾构隧洞取水头部结构，取水头部结构包括有取水头主体结构和钢圆筒，取水头主体结构包括有取水井并设置在钢圆筒内部，钢圆筒插入海床中；钢圆筒开设有取水口和隧洞接口，隧洞通过隧洞接口接入取水头主体结构；取水口与取水井连通，取水井与隧洞连通；取水井与取水口之间设有取水闸门，取水井与隧洞之间设有隧洞闸门。如此可提供海上干施工条件，不需要另外建设施工围堰，钢圆筒作为永久结构，一物两用，施工完成后不需要拆除，可缩短工期，减小施工对环境的影响；通过取水闸门和隧洞闸门可实现隧洞干检修和取水头部结构自身的干检修。

技术研发人员：王毅,顾磊,李沐时,叶雅图,夏悟民,邓垿,吕静,万志男,王秉昌,白帆
受保护的技术使用者：中交第四航务工程勘察设计院有限公司
技术研发日：20240322
技术公布日：2024/12/5