一種跨越活動(dòng)性斷層的輸水洞線系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于水利水電工程建設(shè)領(lǐng)域，公開了一種跨越活動(dòng)性斷層的輸水洞線系統(tǒng)，其構(gòu)造特征是：活斷層上游的輸水隧洞內(nèi)設(shè)有一段埋管，通過埋管過渡連接有明管，明管安裝在輸水隧洞內(nèi)并通過伸縮節(jié)依次連接，明管穿過活斷層；埋管與明管的連接處設(shè)有安全閥室，室內(nèi)安裝有安全閥，安全閥配有過速跳閘裝置；位于安全閥下游、活斷層上游之間的明管上設(shè)有調(diào)壓室。本發(fā)明的輸水洞線系統(tǒng)解決了其不能修建在大錯(cuò)距活斷層或主活斷層上的問題，具有受損后可快速切斷高速水流，減少泄漏水量，可防止事故損失擴(kuò)大并且可快速修復(fù)的特點(diǎn)。
【專利說明】一種跨越活動(dòng)性斷層的輸水洞線系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水利水電工程建設(shè)領(lǐng)域，具體涉及一種跨越活動(dòng)性斷層的輸水洞線系統(tǒng)。該系統(tǒng)適用于輸水洞線跨越活動(dòng)性斷層的水利水電工程，尤其適用于高地震烈度區(qū)域存在較大規(guī)?；顢鄬拥拇笾行退姽こ?。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)條件下，選擇水電站站址或進(jìn)行電站建筑物布置時(shí)一般都避開活動(dòng)性斷層，特別是重要的建筑物更不允許跨越在活斷層上。小型輸水線路等線性工程有時(shí)不能避開活斷層，跨越它時(shí)應(yīng)盡可能避開主斷層，同時(shí)，還應(yīng)選擇合適的建筑物結(jié)構(gòu)形式和尺寸，以盡量有效地防御活斷層所產(chǎn)生的地震力或地表位移的影響和破壞，例如，為適應(yīng)壩基斷層位移，土石壩比任何混凝土壩都可靠。此外，為減少或避免地震力的破壞，也可調(diào)整建筑物構(gòu)件本身的材料、形狀、尺寸，以及其端部聯(lián)結(jié)條件，使建筑物與地震的振動(dòng)周期保持較大差值，避免產(chǎn)生共振；在一定條件下，亦可加固地基或改善地基的性質(zhì)。
[0003]就輸水洞線設(shè)計(jì)而言，對于錯(cuò)距較小的活斷層，可以在斷層區(qū)域設(shè)置鋼管伸縮節(jié)來補(bǔ)償斷層的錯(cuò)動(dòng)變位，但這種方法僅適應(yīng)于活斷層錯(cuò)距較小的情況。對于錯(cuò)距超過300mm的活斷層或主活斷層，輸水建筑物在采取了適度的防震抗斷裂措施的情況下，當(dāng)遭遇超設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)地震時(shí)也難免會(huì)遭受不同程度的破壞，而且受損后維護(hù)非常困難。
[0004]所以，要想突破輸水洞線不能修建在大錯(cuò)距活斷層或主活斷層上的禁區(qū)，就要解決如何盡快有效切斷壓力水道破壞后涌出的高壓高速水流，防止沖毀下游的開關(guān)站、電站廠房及其他重要建筑物，避免災(zāi)害事故進(jìn)一步擴(kuò)大；同時(shí)，如何從工程布置的角度為地震后進(jìn)行的工程搶修提供便利條件，盡量降低輸水洞線的修復(fù)費(fèi)用，縮短修復(fù)工期，盡快恢復(fù)供電，為災(zāi)后重建提供電力保障的問題。
[0005]然而，這些技術(shù)難題，此前在水電工程建設(shè)領(lǐng)域還尚未找到可行的解決方案。但是，隨著水電開發(fā)程度的提高，在高地震烈度區(qū)和活動(dòng)性斷層上建設(shè)電站難以避免。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為克服上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種跨越活動(dòng)性斷層的輸水洞線系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過采取綜合工程措施，突破了輸水洞線不能修建在大錯(cuò)距活斷層或主活斷層上的禁區(qū)。既可在地震導(dǎo)致輸水洞線損壞時(shí)，防止其沖毀下游的水利設(shè)施，又為災(zāi)后的輸水洞線修復(fù)提供有力條件，降低了修復(fù)費(fèi)用，縮短了修復(fù)施工的時(shí)間。
[0007]本發(fā)明解決問題的技術(shù)方案是:一種跨越活動(dòng)性斷層的輸水洞線系統(tǒng)，該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下:
活斷層上游的輸水隧洞內(nèi)設(shè)有一段埋管，通過埋管過渡連接有明管，明管安裝在輸水隧洞內(nèi)并通過伸縮節(jié)依次連接，明管穿過活斷層；
埋管與明管的連接處設(shè)有安全閥室，室內(nèi)安裝有安全閥，用于在斷層處明管破裂時(shí)迅速切斷來自水庫的水流。并且，安全閥配有過速跳閘裝置，當(dāng)明管內(nèi)水的流速超過正常運(yùn)行的最大流速時(shí)，表明明管已發(fā)生爆管。此時(shí)，該跳閘裝置將使安全閥能夠在高流速條件下自動(dòng)關(guān)閉。
[0008]上述技術(shù)方案中，位于安全閥下游、活斷層上游之間的明管上設(shè)有調(diào)壓室，極大地降低了安全閥在緊急關(guān)閉時(shí)的補(bǔ)氣量和真空度，使得安全閥能夠快速關(guān)閉。
[0009]上述技術(shù)方案中，從體積、重量、成本、操作方便程度等方面綜合考慮，優(yōu)選安全閥為蝶閥。
[0010]上述技術(shù)方案中，根據(jù)工程技術(shù)要求，輸水隧洞內(nèi)的明管上設(shè)置有鎮(zhèn)墩，兩個(gè)鎮(zhèn)墩之間設(shè)有支墩。
[0011]上述技術(shù)方案中，為保障管道更穩(wěn)定、更安全的運(yùn)行，所述伸縮節(jié)為多維度大補(bǔ)償量的復(fù)式伸縮節(jié)；并且每個(gè)伸縮節(jié)下游的第一個(gè)支墩上均設(shè)置有減振消能限位裝置，以有效限制明管產(chǎn)生有害的過大變位，減輕震害。該減振消能限位裝置可采用中國專利201320367461.3中所用的裝置。
[0012]為方便維護(hù)，洞內(nèi)設(shè)有檢查維修明管及其附屬設(shè)施的通道。同時(shí)，還設(shè)有通風(fēng)洞和通風(fēng)設(shè)施，防止鋼管、伸縮節(jié)、安全閥及其輔助設(shè)備外壁防腐涂料層因結(jié)露而損壞脫落，亦可作為檢修通道。
[0013]本發(fā)明的跨越活動(dòng)性斷層的輸水洞線系統(tǒng)中，其結(jié)構(gòu)形式還可以在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步更優(yōu)化的改進(jìn)，其結(jié)構(gòu)如下:
活斷層上游的輸水隧洞內(nèi)設(shè)有埋藏式岔管，通過埋藏式岔管分為至少兩條支洞，支洞穿過活斷層，通過支洞內(nèi)的明管向機(jī)組引水發(fā)電。主洞通過埋藏式岔管過渡為至少兩條管徑小的明管分別安裝于支洞內(nèi)，支洞內(nèi)明管通過伸縮節(jié)依次連接，始端明管與埋藏式岔管相連接；
埋藏式岔管與各支洞內(nèi)明管的連接處分別設(shè)有安全閥室，每個(gè)室內(nèi)安裝有安全閥，每個(gè)安全閥均配有過速跳閘裝置。
[0014]而且，位于安全閥下游、活斷層上游之間的每條支洞明管上均設(shè)有調(diào)壓室。
[0015]上述進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn)的結(jié)構(gòu)中，所述主洞通過埋藏式岔管過渡為至少兩條管徑小的明管，一側(cè)便于布置管徑較小的安全閥，二則也可使得明管伸縮節(jié)的管徑變小，使明管容易獲得更大的各向補(bǔ)償變位。
[0016]上述進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn)的結(jié)構(gòu)中，各安全閥室之間以及支洞之間設(shè)有橫向聯(lián)系廊道，以利于鋼管爆管時(shí)水流擴(kuò)散消能，同時(shí)也便于檢修維護(hù)和通風(fēng)。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:該輸水洞線系統(tǒng)通過采取綜合工程措施，突破了輸水洞線不能修建在大錯(cuò)距活斷層或主活斷層上的禁區(qū)。當(dāng)?shù)卣鸸r活斷層錯(cuò)動(dòng)導(dǎo)致鋼管爆裂時(shí)，安全閥可快速切斷高速水流，防止其沖毀下游的開關(guān)站、電站廠房及村莊，以防止損失擴(kuò)大；
同時(shí)，因?yàn)椴捎枚磧?nèi)明管的布置方式，又為災(zāi)后鋼管修復(fù)提供有力條件，降低了修復(fù)費(fèi)用，縮短了修復(fù)時(shí)間；
更為重要的是多支路的系統(tǒng)中當(dāng)某一條或幾條支管受損時(shí)，其它未受損的支管可以繼續(xù)正常使用，正常引水發(fā)電。而且，在日常維護(hù)時(shí)還可關(guān)閉某條支路的安全閥，在不影響發(fā)電的情況下單獨(dú)對該支路的明管進(jìn)行檢修?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0019]圖1為本發(fā)明跨越活動(dòng)性斷層的輸水洞線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0020]圖2為本發(fā)明跨越活動(dòng)性斷層的輸水洞線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
[0021]圖3為本發(fā)明輸水洞線系統(tǒng)中的減振消能限位裝置安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]其中，1-主洞，2-埋藏式岔管，3-安全閥室，4-安全蝶閥，5-明管，6-廊道，7-調(diào)壓室，8-鎮(zhèn)墩，9-支墩，10-伸縮節(jié)，11-活斷層，12-支洞，13-減振消能限位裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0023]本實(shí)施例提供一種跨越活動(dòng)性斷層的輸水洞線系統(tǒng)，如圖1、圖2所示，該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下:
活斷層11上游大于150m處的輸水隧洞內(nèi)設(shè)有埋藏式岔管2，通過埋藏式岔管2分為兩條支洞12，兩條支洞12穿過活斷層11，通過兩條支洞12內(nèi)的明管5向機(jī)組引水發(fā)電。主洞I通過埋藏式岔管2過渡為兩條管徑小的明管5分別安裝于支洞12內(nèi)；
支洞12內(nèi)設(shè)置有明管鎮(zhèn)墩8，在坡度較緩的直線管段每隔IOOm?200m設(shè)置一個(gè)，坡度較陡的直線管段每隔IOOm?150m設(shè)置一個(gè)；兩個(gè)鎮(zhèn)墩8之間設(shè)有支墩9，支墩間距為IOm ?20m ；
支洞內(nèi)明管5通過伸縮節(jié)10依次連接，始端明管5與埋藏式岔管2相連接，該伸縮節(jié)10設(shè)置于每個(gè)鎮(zhèn)墩8下游側(cè)靠近鎮(zhèn)墩2.5m?IOOm處或兩鎮(zhèn)墩中間處。為保障管道更穩(wěn)定、更安全的運(yùn)行，所述伸縮節(jié)10為多維度大補(bǔ)償量的復(fù)式伸縮節(jié)，并且每個(gè)伸縮節(jié)下游的第一個(gè)支墩上均設(shè)置有中國專利201320367461.3中所述的減振消能限位裝置13，以有效限制明管產(chǎn)生有害的過大變位，減輕震害；
埋藏式岔管2與兩支洞12內(nèi)明管5的連接處分別設(shè)有安全閥室3，室內(nèi)安裝有安全蝶閥4，用于在斷層處明管破裂時(shí)迅速切斷來自水庫的水流。并且，安全蝶閥4配有過速跳閘裝置，當(dāng)明管5內(nèi)水的流速超過正常運(yùn)行的最大流速時(shí)，表明明管5已發(fā)生爆管。此時(shí)，該跳閘裝置將使安全蝶閥4能夠在高流速條件下自動(dòng)關(guān)閉；
位于安全蝶閥4下游、活斷層11上游之間的兩條支洞12上分別設(shè)有調(diào)壓室7，極大地降低了安全蝶閥4在緊急關(guān)閉時(shí)的補(bǔ)氣量和真空度，使得安全蝶閥4能夠快速關(guān)閉。
[0024]為方便檢修，支洞12內(nèi)設(shè)有檢查維修明管5及其附屬設(shè)施的通道，且兩安全閥室3之間以及兩條支洞之間設(shè)有橫向聯(lián)系廊道6。同時(shí)，在支洞12上游端部還設(shè)有通風(fēng)洞和通風(fēng)設(shè)施，便于通風(fēng)。
[0025]本發(fā)明的輸水洞線系統(tǒng)突破了輸水洞線不能修建在大錯(cuò)距活斷層或主活斷層上的禁區(qū)，具有受損后可快速切斷高速水流，減少泄漏水量，可防止事故損失擴(kuò)大并且可快速修復(fù)的特點(diǎn)。
【權(quán)利要求】
1.一種跨越活動(dòng)性斷層的輸水洞線系統(tǒng)，其特征在于:活斷層上游的輸水隧洞內(nèi)設(shè)有一段埋管，通過埋管過渡連接有明管，明管安裝在輸水隧洞內(nèi)并通過伸縮節(jié)依次連接，明管穿過活斷層；埋管與明管的連接處設(shè)有安全閥室，室內(nèi)安裝有安全閥，安全閥配有過速跳閘>j-U ρ?α裝直。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的跨越活動(dòng)性斷層的輸水洞線系統(tǒng)，其特征在于:位于安全閥下游、活斷層上游之間的明管上設(shè)有調(diào)壓室。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的跨越活動(dòng)性斷層的輸水洞線系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)還設(shè)有明管支墩，每個(gè)伸縮節(jié)下游的第一個(gè)支墩上均設(shè)置有減振消能限位裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的跨越活動(dòng)性斷層的輸水洞線系統(tǒng)，其特征在于:活斷層上游的輸水隧洞內(nèi)設(shè)有埋藏式岔管，通過埋藏式岔管分為至少兩條支洞，支洞穿過活斷層，主洞通過埋藏式岔管過渡為至少兩條管徑小的明管分別安裝于支洞內(nèi)，支洞內(nèi)明管通過伸縮節(jié)依次連接，始端明管與埋藏式岔管相連接； 埋藏式岔管與各支洞內(nèi)明管的連接處分別設(shè)有安全閥室，每個(gè)室內(nèi)安裝有安全閥，每個(gè)安全閥均配有過速跳閘裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的跨越活動(dòng)性斷層的輸水洞線系統(tǒng)，其特征在于:位于安全閥下游、活斷層上游之間的每條支洞明管上均設(shè)有調(diào)壓室。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的跨越活動(dòng)性斷層的輸水洞線系統(tǒng)，其特征在于:各安全閥室之間以及支洞之間設(shè)有橫向聯(lián)系廊道。
【文檔編號(hào)】E02B9/06GK103938596SQ201410189745
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月7日
【發(fā)明者】劉昌桂, 楊亞軍, 張戰(zhàn)午, 熊啟明, 龔德瑜, 周復(fù)明 申請人:中國水電顧問集團(tuán)中南勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司