[实用新型]用于Ⅳ、Ⅴ类围岩区特大断面导水隧洞衬砌层的固结结构

说明书

本实用新型公开了一种固定结构，尤其是公开了一种用于Ⅳ、Ⅴ类围岩区特大断面导水隧洞衬砌层的固结结构，属于水工建筑物设计建造技术领域。提供一种预应力扩散均匀，方便控制隧洞变形的用于Ⅳ、Ⅴ类围岩区特大断面导水隧洞衬砌层的固结结构。所述的固结结构包括大吨位预应力锚固系统和锚固力扩散系统，所述的锚固力扩散系统通过所述的大吨位预应力锚固系统锚固在特大断面导水隧洞洞壁的Ⅳ、Ⅴ类围岩上，特大断面导水隧洞的衬砌层通过所述的锚固力扩散系统衬砌在该特大断面导水隧洞的内侧壁上。

技术领域

本实用新型涉及一种固定结构，尤其是涉及一种用于Ⅳ、Ⅴ类围岩区特大断面导水隧洞衬砌层的固结结构，属于水工建筑物设计建造技术领域。

背景技术

由于土石坝具有诸多优点而成为许多水电水利工程的优选坝型，但其坝身不能泄洪，对采用土石坝挡水的高山峡谷区大、中型工程，常需在坝肩修建大跨度、超长、高流速泄水隧洞。这类水工隧洞难免遇到断层破碎带等Ⅳ、Ⅴ类围岩区，针对这类洞段，所采用的支护措施必须在保证工效的前提下确保洞室施工期稳定，同时满足洞室运行期稳定、特别是高速水流的冲刷磨蚀及空化空蚀作用要求。为此，除开挖前采取超前灌浆也叫锚固，开挖后采用钢拱架、锚喷等浅层支护措施外，还常采用大吨位预应力锚杆或锚索等深层支护措施，之后再完成钢筋混凝土衬砌施工。大吨位预应力锚杆或锚索的外锚固结构必须将锚固力均匀扩散至较低承载力的围岩上，以确保围岩稳定并控制围岩变形，同时外锚固结构必须嵌入钢筋混凝土衬砌层内与其联合受力，以确保洞室运行期稳定，并适应高速水流要求。

现有技术中，为了隧洞美观，且一定程度增加预应力锚杆或锚索外锚固结构与钢筋混凝土衬砌层的整体性，一种方法是浇筑一块常规锚墩宽度的混凝土方块作为外锚固结构，混凝土方块四周留设与隧洞衬砌配筋同规格的插筋，插筋与后续衬砌钢筋进行焊接；另一种方法是分期浇筑衬砌混凝土，一期混凝土约占衬砌厚度的1/2，作为外锚固结构，之后将上述外锚固结构表面凿毛，再浇筑后续衬砌混凝土。采用常规锚墩宽度的混凝土方块作为外锚固结构，对于围岩较差的特大断面隧洞，缺点一是受限围岩的承载力较低，难以采用大吨位预应力锚杆或锚索；缺点二是不能有效扩散预应力锚杆或锚索的锚固力，对控制隧洞变形不利；缺点三是每个混凝土方块均留设与隧洞衬砌配筋同规格的插筋，插筋与后续衬砌配筋焊接，接头过多，一定程度破坏了衬砌内层配筋的整体性，不利于保证衬砌质量；衬砌分期施工，并采用一期衬砌作为外锚固结构的方法，则在一、二期混凝土层间预留了施工缝，这在高速水流水工隧洞中是不允许的。有的水工隧洞整体衬砌厚度仅60cm，若将混凝土衬砌分期浇筑，外层混凝土过薄，难以抵抗高速水流的冲刷磨蚀及空化空蚀作用，会带来严重后果。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种预应力扩散均匀，方便控制隧洞变形的用于Ⅳ、Ⅴ类围岩区特大断面导水隧洞衬砌层的固结结构。

为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于Ⅳ、Ⅴ类围岩区特大断面导水隧洞衬砌层的固结结构，所述的固结结构包括大吨位预应力锚固系统和锚固力扩散系统，所述的锚固力扩散系统通过所述的大吨位预应力锚固系统锚固在特大断面导水隧洞洞壁的Ⅳ、Ⅴ类围岩上，特大断面导水隧洞的衬砌层通过所述的锚固力扩散系统衬砌在该特大断面导水隧洞的内侧壁上。

进一步的是，所述的大吨位预应力锚固系统包括大吨位预应力锚杆或大吨位预应力锚索和混凝土基座，所述的混凝土基座通过所述的大吨位预应力锚杆或大吨位预应力锚索固定在特大断面导水隧洞洞壁的Ⅳ、Ⅴ类围岩上，所述的锚固力扩散系统通过所述的混凝土基座固定在特大断面导水隧洞洞壁的Ⅳ、Ⅴ类围岩上。

上述方案的优选方式是，所述的大吨位预应力锚固系统还包括系统锚杆，插接在特大断面导水隧洞洞壁的Ⅳ、Ⅴ类围岩内的所述系统锚杆的外露端位于所述的锚固力扩散系统上。

进一步的是，所述的混凝土基座包括钢垫板、钢筋骨架座和网喷混凝土块，所述的网喷混凝土块包覆在所述的钢筋骨架座上，所述的钢垫板通过所述钢筋骨架座的外侧衬接在所述的网喷混凝土块上，所述的大吨位预应力锚杆或大吨位预应力锚索穿接在所述的网喷混凝土块上。