一种排水隧洞盾构洞门预埋结构的制作方法

本发明属于水利工程领域，涉及一种排水隧洞盾构洞门预埋结构。

背景技术：

在隧洞盾构掘进工艺中，为确保作业安全，盾构接收井（或始发井）与隧洞连接处洞门常采用钢筋混凝土墙（洞门）临时封堵，待盾构机进洞或出洞前再将洞门破除。洞门破除主要采用人工手持风镐、钻机等进行，作业效率较低、人工凿除强度较高，工期较长；作业面噪音、粉尘等较大，职业健康存在较多不利因素；当洞门尺寸较大时，需搭设作业平台，高处作业亦存在一定安全风险。目前，对于大型、坚硬块体的破除已有绳锯等自动化程度较高机械设备，能极大地降低和减少人力的投入。但受制于盾构掘进工艺，以及接收井（或始发井）施作工序的限制，未能将相关自动化设备引入盾构洞门的破除，主要原因包括两个方面：一是洞门为地下挡土结构，埋深数米、十余米甚至数十米不等，在破除前洞门后壁（靠近隧洞侧）充满填土，承受较高的地下土压力（水压力），人员不能进入及到达，无法将绳锯切割绳穿越墙体及背面土体，形成作业的空间条件；二是盾构接收井（或始发井）地质条件不一，场地环境复杂多样，造成基坑围护结构、支护体系形式多样，洞门结构形式也不一样，而洞门一般随着基坑围护、支护的完成一并形成，基于原因一的因素，要将切割工具引入亦较为困难。但当盾构接收井（或始发井）的基坑形式、结构功能与常规方法不一样时，切割工具的引入便成为一种可能。如在滨海电站排水隧洞的盾构施工中，虹吸井兼作盾构接收井，根据场地条件及地质情况，虹吸井基坑为分级放坡开挖，采取的施工顺序为：虹吸井（接收井）基坑开挖（始发井同步施工）→虹吸井外部结构及部分内部结构施工（盾构始发同步启动并掘进）→虹吸井（接收井）与隧洞连接处洞门临时封堵→虹吸井基坑回填→盾构掘进至虹吸井基坑附近→虹吸井（接收井）洞门破除→盾构机穿过洞门→盾构机到达接收井→盾构机吊出接收井→虹吸井剩余内部结构施工。采用此施工顺序，与常规做法的主要区别在于两个方面：一是虹吸井兼作盾构接收井，虹吸井外部结构及部分内部结构施工完成后，再进行洞门临时封堵；二是增加了基坑回填工序，基坑回填前须完成洞门临时封堵。若能创造条件，将绳锯等切割工具运用到洞门破除，对工程的推进将起到积极作用，具有较强的现实意义和价值。另外，当采用前述施工顺序后，盾构机穿越虹吸井（接收井）基坑边坡到达接收井前，基坑原有止水体系便因盾构机穿越而破坏，地下水便沿着盾构机掘进路径进行渗流，若虹吸井（接收井）洞门后壁（靠近隧洞侧）回填效果不够理想，当洞门破除后，便存在地下水涌入的风险，存在极大安全风险。为消除地下水涌入风险，常规做法是在洞门破除时，在洞门上用钻机在洞门上钻出若干水平探测孔，根据渗透水流出情况判断施工风险，但该方法不仅需要调入专用设备、搭设作业平台，高处作业，而且增大安全风险、增加人力投入，耽误施工工期。若能在洞门破除时，采用一种简单的方法，提前探知地下水的渗透情况，具有较强安全意义和应用价值。

技术实现要素：

鉴于现有技术存在的不足，本发明提供了一种排水隧洞盾构洞门预埋结构，以解决现有技术中进行盾构洞门破除前无法方便快捷地提前探知地下水渗漏情况，以及在盾构洞门破除时，破除强度大，效率低和安全性差的技术问题。

为了解决上述技术问题，实现本发明目的，采取如下技术方案：一种排水隧洞盾构洞门预埋结构，包括预埋在洞门上的定位孔、线路孔、吊环、探地孔，线路孔预埋在洞门后壁（隧洞侧），吊环预埋在洞门前壁（接收井侧），洞门四周构筑有洞门周边墙体，洞门周边墙体与其下方的底板相连，定位孔从洞门前壁（接收井侧）穿透洞门至洞门后壁（隧洞侧），并与线路孔一端通过弯头连通，线路孔的另一端与另一定位孔通过弯头连通；探地孔预埋在洞门上，其在洞门上从上至下、分层错开预埋，并从洞门前壁穿透洞门至洞门后壁，探地孔后壁侧入口端通过渗透水材料封堵，其前壁侧出口端通过可拆卸的密封装置密封。

进一步地，所述渗透水材料为碎石，探地孔后壁侧入口通过网兜包裹碎石封堵，并在探地孔后壁侧入口端周围回填碎石滤层。

进一步地，所述可拆卸的密封装置包括法兰、螺栓和盲板，所述探地孔伸出洞门前壁与法兰相连，所述盲板通过螺栓固定在法兰上。

进一步地，所述定位孔、线路孔均为pvc或ppr管材预埋。

进一步地，所述探地孔为钢管预埋，且其出口端伸出洞门的前壁侧。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

该结构通过定位孔、线路孔和弯头形成从洞门前壁至洞门后壁再到洞门前壁的连通管路，切割绳穿进此连通管路可方便对洞门进行切割，将洞门切割成若干块，采用吊机通过预埋在切割块上的吊环将切割块吊出，从而使盾构洞门破除造价、成本低，施工方便，作业效率高，降低人工破除强度，减少破碎块体清理工作量，降低了噪音、粉尘等职业危害及高处作业风险；破除前，即绳锯对洞门切割前，通过打开设置在洞门上的探地孔上的盲板，根据从探地孔流出的渗透水流情况，判断洞门是否可以破除，从而预知和评估地下水渗透风险，降低安全风险，减少人力资源等投入，缩短施工工期。总之，本发明结构简单，施工方便快捷，成本低，效率高和安全性高。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细描述。

图1是本发明结构立面图；

图2是本发明图1中a-a剖面图；

图3是本发明图1中b-b剖面图；

图4是图1中细部区a放大图；

图5是图2中细部区b放大图；

图6是图3中细部区c放大图；

图中：1-洞门；2-定位孔；3-线路孔；4-弯头；5-吊环；6-切割线；7-洞门周边墙体；8-底板；9-切割绳；10-螺栓；11-碎石滤层；12-探地孔；13-法兰；14-盲板；15-包裹碎石。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做出进一步说明，本发明实施方式包括但不限于下列实施例。

如图1至图6所示，本发明提供了一种排水隧洞盾构洞门预埋结构，包括预埋在洞门1上的定位孔2、线路孔3、吊环5、探地孔12，线路孔3预埋在洞门1后壁（隧洞侧），吊环5预埋在洞门1前壁（接收井侧），洞门1四周构筑有洞门周边墙体7，洞门周边墙体7与其下方的底板8相连，定位孔2从洞门前壁（接收井侧）穿透洞门至洞门后壁（隧洞侧），并与线路孔3一端通过弯头4连通，线路孔3的另一端与另一定位孔2通过弯头4连通；探地孔12预埋在洞门1上，其在洞门1上从上至下、分层错开预埋，并从洞门前壁穿透洞门至洞门后壁，探地孔12后壁侧入口端通过渗透水材料封堵，优选渗透水材料为碎石，探地孔12后壁侧入口通过网兜包裹碎石15封堵，并在探地孔12后壁侧入口端周围回填碎石滤层；探地孔12前壁侧出口端通过可拆卸的密封装置密封，优选可拆卸的密封装置包括法兰13、螺栓10和盲板14，所述探地孔12伸出洞门前壁与法兰13相连，所述盲板14通过螺栓10固定在法兰13上。其中定位孔2、线路孔3均为pvc或ppr管材预埋，探地孔12为钢管预埋，且其出口端伸出洞门1的前壁侧。

预埋该结构时，根据吊机最大吊装重量，提前计算出切割块体的最大允许尺寸，结合洞门尺寸对洞门进行切割分区，各切割块体不得超过吊机最大吊装重量；在洞门钢筋绑扎过程中，根据切割分区进行测量放样，标记出切割线6的位置及走向；在切割线6上预埋定位孔2、线路孔3，并根据吊装要求在切割块上预埋3或4个吊环5，定位孔2从洞门前壁（靠近接收井侧）穿透洞门至洞门后壁（靠近隧洞侧），定位孔2及线路孔3通过弯头4连通，采用d50直径的pvc管或ppr管等作为定位孔2、线路孔3、弯头4预埋管道，采用¢14钢筋加工好后作为预埋吊环5。将直径d100并带有法兰13的钢管作为探地孔12提前预埋，探地孔12在洞门上预埋原则为从上至下、分层错开，采用网兜包裹碎石15将探地孔12后壁侧入口封堵。在预埋过程中，将预埋管道和预埋吊环与钢筋绑扎牢固，模板支护过程中要核对预埋管道的定位及走向。

洞门拆模后，基坑具备回填条件时，洞门两侧5m宽度范围内，沿隧洞轴线5m长度范围内，分层回填含水泥掺量为15%比例的水泥土，当回填至探地孔12入口附近时，开始回填碎石滤层，以包裹住探地孔入口并防止有其他回填料混入为宜，然后再继续回填水泥土分层压实至洞顶上方1倍洞泾标高后，最后采用山皮土回填至基坑顶部。回填过程中，应防止回填设备、回填料夹杂的硬质块体触碰预埋的pvc管（或ppr管），以免造成管材破损。当盾构机穿越虹吸井（接收井）基坑，快要到达洞门1前，打开盲板14，根据从探地孔12流出的渗透水流情况，判断洞门是否可以破除，如渗透水量过大，需采取相应措施（二次补浆等）；如无渗透水或渗透水量很小，采用绳锯对洞门进行切割破除，正式切割前，采用细铁丝引导，将切割绳9引导穿过定位孔2及线路孔3；当绳锯及切割绳9等准备就绪后，根据定位孔2定位及线路孔3走向对洞门进行切割，每一整块各条边（三条或四条边）均切割完成后，采用吊机通过预埋在切割块上的吊环5将其整体吊出。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。