TBM施工的水电站地下厂房通风洞和交通洞布置结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种TBM施工的水电站地下厂房通风洞和交通洞布置结构，通风洞和交通洞采用TBM一次拆装完成施工，断面型式为圆形，通风洞洞口和交通洞洞口相邻设置，通风洞洞口和交通洞洞口之间的岩体最小厚度不小于洞口开挖直径，通风洞尾端和交通洞尾端分别位于地下厂房的左右端墙处，通风洞尾端和交通洞尾端之间隧洞为施工连接洞，施工连接洞为地下厂房的施工通道，与地下厂房依次排列的主变室、尾闸室被围在通风洞和交通洞走向形成的曲线里侧。满足水电站运行期两洞能集中运行管理，确保隧洞在施工期做到TBM在同一场地一次拆装即可完成两条隧道开挖，达到缩短水电站地下厂房合理施工工期，提高隧洞施工安全性，降低工程建设对自然环境和人员健康损害的目的。

【技术实现步骤摘要】
TBM施工的水电站地下厂房通风洞和交通洞布置结构
本技术涉及水工建筑物，尤其是一种TBM施工的水电站地下厂房通风洞和交通洞布置结构,方便于建设单位通风洞和交通洞洞口集中管理。
技术介绍
地下发电厂房的通风洞和交通洞是其对外主要的通风和交通通道，传统的通风洞和交通洞单洞断面大，长度短(单洞长度一般不超过2000m)，钻爆法施工是其技术经济性最好的施工方法。但随着近年来TBM设备的研发和应用，为在水电站施工中发挥TBM长距离、连续快速的施工优点，通常采用将交通洞和通风洞洞口的位置设计的较远，以满足TBM施工需要。这就造成施工期施工辅助设施增加较多、对自然环境影响范围加大和电站运行期两洞洞口管理不便的问题。综上所述，现有水电站地下厂房通风洞和交通洞为适用TBM施工，通风洞和交通洞只能采用分散式布置，但是，存在以下问题：1、施工期需要平整两处不同的施工场地，对自然环境破坏范围大，后期恢复面积大。2、施工过程中需要针对两个洞口分别设置施工道路、施工供水、施工供电、施工供风系统等施工辅助系统。3、两洞口附近需要分别设置废液和废渣处理系统或者需要中途停工对废液和废渣处理系统进行转运拆装。4、施工过程中随着TBM掘进长度加大，人员、材料、辅助机械以及生活和工作设施必须转移。5、水电站运行期两洞口需要独立分散管理，安全管控风险点相对较多，现场巡视不便管理难度相对较大。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，提供一种TBM施工的水电站地下厂房通风洞和交通洞布置结构，满足水电站运行期两洞能集中运行管理，并且不能增加过长的隧洞长度(单洞不超过2000m)，确保隧洞在施工期做到TBM在同一场地一次拆装即可完成两条隧道开挖，达到缩短水电站地下厂房合理施工工期，提高隧洞施工安全性，降低工程建设对自然环境和人员健康损害的目的。为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种TBM施工的水电站地下厂房通风洞和交通洞布置结构，通风洞和交通洞采用TBM一次拆装完成施工，断面型式为圆形，隧洞纵坡不超过10％，通风洞洞口和交通洞洞口相邻设置，通风洞洞口和交通洞洞口之间的岩体最小厚度不小于洞口开挖直径，通风洞尾端和交通洞尾端分别位于地下厂房的左右端墙处，高程根据水电站地下厂房通风和交通需要确定，通风洞尾端和交通洞尾端之间隧洞为施工连接洞，施工连接洞为地下厂房的施工通道，与地下厂房依次排列的主变室、尾闸室被围在通风洞和交通洞走向形成的曲线里侧。所述通风洞洞口和交通洞洞口相邻并行设置，设计高程相同。所述交通洞段在TBM施工完成后设置预制路面仰拱块或现场浇筑混凝土形成路面，通风洞段运行期无特别要求采用TBM开挖形成的圆形断面，交通洞运行期有交通需要的洞段最大纵坡不超过8％。所述通风洞包括通风洞洞口、通风洞洞身斜坡段、通风洞洞身转弯段、通风洞洞身水平段、通风洞洞身圆弧段和通风洞尾端，通风洞洞身斜坡段和通风洞洞身转弯段为一组，或多组通过同向和/或反向转弯依次连接，通风洞沿进洞方向从通风洞洞口开始降坡，经过通风洞洞身斜坡段及其最后一个通风洞洞身转弯段后在通风洞洞身水平段进口处高程降至与地下厂房通风洞设计高程相同，通风洞洞身水平段进口处位于经过交通洞尾端的竖直延伸线与通风洞洞身水平段隧洞轴线交点的外侧；通风洞洞身水平段的隧洞洞轴线与尾闸室的洞室轴线平行，与尾闸室相邻洞壁之间的距离不小于通风洞开挖直径，通风洞洞身圆弧段的弦长大于地下厂房和尾闸室之间的水平距离；所述交通洞包括交通洞洞口、交通洞洞身斜坡段、交通洞洞身转弯段、交通洞洞身水平段和交通洞尾端，交通洞洞身斜坡段和交通洞洞身转弯段为一组，或多组通过同向和/或反向转弯依次连接，沿交通洞进洞方向自交通洞洞口开始降坡，经过交通洞洞身斜坡段及其最后一个交通洞洞身转弯段后在交通洞洞身水平段进口处高程降至与地下厂房安装场设计高程相同。所述施工连接洞的隧洞轴线与地下厂房的洞室轴线平行或重合；施工连接洞隧洞轴线在地下厂房的结构内时，施工连接洞纵坡由通风洞尾端和交通洞尾端以及地下厂房的设计长度控制；施工连接洞隧洞轴线在地下厂房的洞室结构外时，通过调整通风洞洞身圆弧段的转弯半径使施工连接洞隧洞轴线在地下厂房的洞室结构外时，纵坡按照有利于排水的要求确定，并且通过调整通风洞洞身圆弧段的转弯半径使施工连接洞替代地下厂房上层排水廊道经过此处的洞段。所述通风洞洞身转弯段和交通洞洞身转弯段的最小转弯半径均不小于70m，通风洞洞身圆弧段的圆弧半径不小于70m。所述通风洞洞身水平段、通风洞洞身圆弧段、施工连接洞和交通洞洞身水平段在平面上呈横卧“U”字型布置。当然，也可将交通洞和通风洞的位置互换，所述交通洞包括交通洞洞口、交通洞洞身斜坡段、交通洞洞身转弯段、交通洞洞身水平段、交通洞洞身圆弧段和交通洞尾端，交通洞洞身斜坡段和交通洞洞身转弯段为一组，或多组通过同向和/或反向转弯依次连接，交通洞沿进洞方向从交通洞洞口开始降坡，经过交通洞洞身斜坡段及其最后一个交通洞洞身转弯段后在交通洞洞身水平段进口处高程降至与地下厂房安装场设计高程相同，交通洞洞身水平段进口处位于经过交通洞尾端的竖直延伸线与交通洞洞身水平段隧洞轴线交点的外侧；交通洞洞身水平段的隧洞洞轴线与尾闸室的洞室轴线平行，与尾闸室相邻洞壁之间的距离不小于交通洞开挖直径，交通洞洞身圆弧段的弦长大于地下厂房和尾闸室之间的水平距离；所述通风洞包括通风洞洞口、通风洞洞身斜坡段、通风洞洞身转弯段、通风洞洞身水平段和通风洞尾端，通风洞洞身斜坡段和通风洞洞身转弯段为一组，或多组通过同向和/或反向转弯依次连接，沿通风洞进洞方向自通风洞洞口开始降坡，经过通风洞洞身斜坡段及其最后一个通风洞洞身转弯段后在通风洞洞身水平段进口处高程降至与地下厂房通风洞设计高程相同。所述施工连接洞的隧洞轴线与地下厂房的洞室轴线平行或重合；施工连接洞隧洞轴线在地下厂房的结构内时，施工连接洞纵坡由通风洞尾端和交通洞尾端以及地下厂房的设计长度控制；施工连接洞隧洞轴线在地下厂房的洞室结构外时，通过调整交通洞洞身圆弧段的转弯半径使施工连接洞隧洞轴线在地下厂房的洞室结构外时，纵坡按照有利于排水的要求确定，并且通过调整交通洞洞身圆弧段的转弯半径使施工连接洞替代地下厂房上层排水廊道经过此处的洞段；所述通风洞洞身转弯段和交通洞洞身转弯段的最小转弯半径均不小于70m，交通洞身圆弧段的圆弧半径不小于70m；所述交通洞洞身水平段、交通洞洞身圆弧段、施工连接洞和通风洞洞身水平段在平面上呈横卧“U”字型布置。本技术的有益效果是：适应TBM开挖施工的要求；运行期方便水电站对通风洞和交通洞的安全运营管理，减少安全管理风险点；施工期做到TBM在同一场地一次拆装即可完成两条隧道开挖，缩短了水电站地下厂房合理施工工期，提高隧洞施工安全性，降低开挖施工对自然环境和人员健康的损害。附图说明图1为本技术的TBM施工的水电站地下厂房通风洞和交通洞布置结构布置示意图。图2为本技术的通风洞和交通洞的典型布置型式。图3为本技术的通风洞和交通洞断面图。...

【技术保护点】
1.一种TBM施工的水电站地下厂房通风洞和交通洞布置结构，其特征在于，采用TBM一次拆装完成施工的通风洞(2)和交通洞(3)的断面型式为圆形，隧洞纵坡不超过10％，通风洞洞口(2-1)和交通洞洞口(3-1)相邻设置，通风洞洞口(2-1)和交通洞洞口(3-1)之间的岩体最小厚度不小于洞口开挖直径，通风洞尾端(2-2)和交通洞尾端(3-2)分别位于地下厂房(1)的左右端墙处，通风洞尾端(2-2)和交通洞尾端(3-2)之间隧洞为施工连接洞(4)，施工连接洞(4)为地下厂房(1)的施工通道，与地下厂房(1)依次排列的主变室(5)、尾闸室(6)被围在通风洞(2)和交通洞(3)走向形成的曲线里侧。/n

【技术特征摘要】
1.一种TBM施工的水电站地下厂房通风洞和交通洞布置结构，其特征在于，采用TBM一次拆装完成施工的通风洞(2)和交通洞(3)的断面型式为圆形，隧洞纵坡不超过10％，通风洞洞口(2-1)和交通洞洞口(3-1)相邻设置，通风洞洞口(2-1)和交通洞洞口(3-1)之间的岩体最小厚度不小于洞口开挖直径，通风洞尾端(2-2)和交通洞尾端(3-2)分别位于地下厂房(1)的左右端墙处，通风洞尾端(2-2)和交通洞尾端(3-2)之间隧洞为施工连接洞(4)，施工连接洞(4)为地下厂房(1)的施工通道，与地下厂房(1)依次排列的主变室(5)、尾闸室(6)被围在通风洞(2)和交通洞(3)走向形成的曲线里侧。


2.根据权利要求1所述TBM施工的水电站地下厂房通风洞和交通洞布置结构，其特征在于，所述通风洞洞口(2-1)和交通洞洞口(3-1)相邻并行设置，设计高程相同。


3.根据权利要求1所述TBM施工的水电站地下厂房通风洞和交通洞布置结构，其特征在于，所述在TBM施工完成后的交通洞(3)段设置有预制路面仰拱块或现场浇筑混凝土的路面，通风洞(2)段运行期无特别要求采用TBM开挖形成的圆形断面，交通洞(3)运行期有交通需要的洞段最大纵坡不超过8％。


4.根据权利要求1-3任一项所述TBM施工的水电站地下厂房通风洞和交通洞布置结构，其特征在于，所述通风洞(2)包括通风洞洞口(2-1)、通风洞洞身斜坡段(2-3)、通风洞洞身转弯段(2-4)、通风洞洞身水平段(2-5)、通风洞洞身圆弧段(2-6)和通风洞尾端(2-2)，通风洞洞身斜坡段(2-3)和通风洞洞身转弯段(2-4)为一组，或多组通过同向和/或反向转弯依次连接，通风洞(2)沿进洞方向从通风洞洞口(2-1)开始降坡，经过通风洞洞身斜坡段(2-3)及其最后一个通风洞洞身转弯段(2-4)后在通风洞洞身水平段(2-5)进口处高程降至与地下厂房通风洞设计高程相同，通风洞洞身水平段(2-5)进口处位于经过交通洞尾端(3-2)的竖直延伸线与通风洞洞身水平段隧洞轴线交点的外侧；通风洞洞身水平段(2-5)的隧洞洞轴线与尾闸室(6)的洞室轴线平行，与尾闸室(6)相邻洞壁之间的距离不小于通风洞(2)开挖直径，通风洞洞身圆弧段(2-6)的弦长大于地下厂房(1)和尾闸室(6)之间的水平距离；所述交通洞(3)包括交通洞洞口(3-1)、交通洞洞身斜坡段(3-3)、交通洞洞身转弯段(3-4)、交通洞洞身水平段(3-5)和交通洞尾端(3-2)，交通洞洞身斜坡段(3-3)和交通洞洞身转弯段(3-4)为一组，或多组通过同向和/或反向转弯依次连接，沿交通洞进洞方向自交...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚海龙，刘永奇，张正平，吴朝月，李冰，李富春，代振峰，王可，张国良，郝峰，杜贤军，黄坤，张捷，韩小鸣，茹松楠，徐艳群，谭红强，张杰，张怀芝，王博，赵军强，刘晓楠，张栋梁，多彤，师志刚，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，国网新源控股有限公司，中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司，国网山东省电力公司经济技术研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11