[发明专利]地下水封洞库混凝土密封塞及其参数确定方法与施工方法

说明书

本发明涉及一种地下水封洞库混凝土密封塞及其参数确定方法与施工方法，所述密封塞形状采用双圆台，密封塞的主要参数包括在施工巷道或竖井中的位置、长度、嵌入围岩的深度、两边锥体的角度、钢筋配置。所述密封塞施工方法包括：对密封塞位置及其前后各10m处进行注浆，开挖密封塞嵌入部分的岩体；安装模板；安装钢筋和其它预埋件；现场浇筑混凝土；完成密封塞的接触注浆；对密封塞中埋置的管道或人孔等空隙进行注浆回填；开展增强密封塞密封性能的其它工作。与现有技术相比，本发明的密封塞在能承受水、气压力的同时保证建设的经济性和良好的密封性。

技术领域

本发明涉及地下水封洞库技术领域，尤其是涉及地下水封洞库混凝土密封塞及其参数确定方法与施工方法。

背景技术

地下水封洞库是指在低于地下水位的岩体中由人工挖掘形成的具有一定形状和容积的具有储藏功能的洞库群，是一种利用地下水密封技术储存石油、液化石油气的地下工程类型。地下水封洞库面临的最大问题是储存介质泄漏，会造成严重经济损失以及一系列安全问题。因此，在洞库开挖支护施工结束后需设置密封塞对施工巷道和竖井进行封闭，保证洞库的密闭性。地下水封洞库中的密封塞是保证洞库密封性最关键的工程结构之一。

地下水封洞库密封塞的内容包括密封塞设计和密封塞施工，目前，关于介绍地下水封洞库密封塞设计及施工方面的专利极少，且集中于施工巷道密封塞结构组成的简单介绍，而密封塞设计中最重要的是密封塞长度、密封塞嵌入围岩的深度以及两边锥体的嵌入角度这几个参数的确定，其技术难点在于如何合理确定密封塞的各项参数，以保证密封塞能承受在洞库运营期间的水、气压力并具有良好的密闭性。地下水封洞库密封塞的工程量虽然不大，但其作为保证洞库密封性的关键工程结构，对密封标准的要求高，且施工工序复杂，竖井密封塞悬空、施工难度较大。已有的极少数技术专利只是简单地介绍了密封塞施工过程中需要的预埋件，缺少一套完整且具体的密封塞施工方法。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供地下水封洞库混凝土密封塞及其参数确定方法与施工方法，使得密封塞在能承受水、气压力的同时保证建设的经济性和良好的密封性。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种地下水封洞库混凝土密封塞，包括设于竖井或施工巷道中的密封塞，所述密封塞由第一圆台和第二圆台的底面重合连接，形成双圆台结构；

所述第一圆台的高度L₁和第二圆台的高度L₂满足以下圆台高度公式：

式中，K为预设的安全系数；P₁为作用在第二圆台侧表面的压力，P₂为作用在第一圆台侧表面的压力；S为密封塞位置处施工巷道或竖井的断面面积；C为密封塞位置处施工巷道或竖井的断面周长；α为混凝土-岩石界面不规则性所产生的摩擦角；P_b表示混凝土的承载力；

所述密封塞嵌入围岩的深度h满足：h>1m；

所述第一圆台的斜度β₁和第二圆台的斜度β₂均满足：β₁>20°，β₂>20°。

所述安全系数K取值范围为1.5-3.5。

所述混凝土的承载力P_b满足以下公式：

式中，f_c为28天龄期后混凝土立方体试样的单轴抗压强度。

所述密封塞在竖井或施工巷道中的位置距主洞室边界3-18m。

竖井中的密封塞的配筋结构包括：周侧环向布置的竖井周侧钢筋、中部横竖交错布置的竖井横竖钢筋和由中心向外呈放射状布置的竖井径向钢筋；