[发明专利]一种矿山法水下隧道充气式挡水墙

说明书

本发明公开了一种矿山法水下隧道充气式挡水墙，包括：钢筋混凝土底座；可膨胀的气囊，底部固定在钢筋混凝土底座上，两侧固定在隧道支护结构侧墙上；盖状钢板，设置在气囊的外部，位于钢筋混凝土底座上，盖状钢板的顶面与施工道路平齐，通过气囊的膨胀与压缩以带动盖状钢板向上移动或落下。本发明的一种矿山法水下隧道充气式挡水墙，适用于矿山法水下隧道施工过程中的充气式挡水墙，该装置在隧道发生涌水时可以迅速投入使用，阻挡来水，为抢险提供缓冲时间；在非工作状态可收纳，不占用隧道内部空间；在隧道贯通后拆除方便。

技术领域

本发明涉及隧道中的施工安全装置技术领域，尤其涉及一种矿山法水下隧道充气式挡水墙。

背景技术

穿江越海隧道往往是现代都市交通系统中的重要节点，目前水下隧道最常采用的工法主要有：矿山法、盾构法、沉管法等，其中矿山法隧道在水深较深且地质条件复杂的场区环境应用广泛，具有代表性的工程有厦门翔安海底隧道、青岛胶州湾海底隧道等。

与盾构隧道不同，矿山法水下隧道的开挖面为开放式，在穿越富水软弱地层或裂隙发育的岩石地层时，开挖面易发生涌水事故，轻则影响施工进度，重则威胁洞内人员、设备的安全。在遭遇这种地层条件时，一般采用注浆加固堵水，并辅以机械抽排的方法进行预处理。但是由于地下工程环境的不确定性，注浆加固的效果因地因时而异，翔安海底隧道与胶州湾海底隧道在注浆后开挖过程中均出现过不同程度的开挖面涌水状况，因此矿山法水下隧道一般均在开挖面后方布置至少一道施工临时挡水装置以应对这种状况。

目前惯用的施工临时挡水装置形式为：在开挖面后方，围岩完整段浇筑一道混凝土墙，并通过径向锚索(管)与周边围岩连接，墙上预留门洞并安装单开或双开钢结构门扇，该门仅能朝开挖面方向单向开启，门扇与门框周边安装可压缩密封橡胶条。在隧道正常施工时，门扇呈打开状态；工作面发生涌水事故时，关闭门扇，阻挡来水。这种挡水装置存在以下几个局限性：

1)门枋侵入隧道净空，形成运输行车的瓶颈；

2)为达到密封要求，混凝土门枋须设置门槛，并斜搭钢板桥等才能行车，若关闭门扇须先移开钢板桥等沉重的障碍物，这无疑会影响抢险效率；

3)要求设置在围岩完整且强度较高的区段，位置选择不自由；

4)作为施工临时构筑物后期拆除困难；

5)混凝土门枋浇筑及钢结构门扇焊接制作过程复杂，造价高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于矿山法水下隧道、能够在隧道发生涌水时可以迅速投入使用的矿山法水下隧道充气式挡水墙。

为实现上述目的，本发明的一种矿山法水下隧道充气式挡水墙的具体技术方案为：

一种矿山法水下隧道充气式挡水墙，包括：钢筋混凝土底座；可膨胀的气囊，底部固定在钢筋混凝土底座上，两侧固定在隧道支护结构侧墙上；盖状钢板，设置在气囊的外部，位于钢筋混凝土底座上，盖状钢板的顶面与施工道路平齐，通过气囊的膨胀与压缩以带动盖状钢板向上移动或落下。

进一步，盖状钢板呈矩形，垂直于隧道轴线处设置有可承力支座。

进一步，盖状钢板靠近迎水侧的一边通过铰接支座固定在钢筋混凝土底座，靠近背水侧的一边通过活动支座与钢筋混凝土底座活动连接，盖状钢板绕铰接支座自由转动。

进一步，气囊通过充气管与充气泵相连，气囊上设置有用于充气的充气嘴，充气泵通过充气管与气囊上的充气嘴相连，以向气囊内充气。

进一步，充气管上设置有用于显示、控制供气量的压力表。

进一步，盖状钢板上靠近充气嘴处预留有形孔洞，以便充气。

进一步，气囊包括受力骨架，受力骨架为高强度合成纤维织物。