用于溝水處理的排水洞和排水方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水電站工程構(gòu)造，尤其是一種針對高山峽谷地區(qū)支流溝谷的用于溝水處理的排水洞。本發(fā)明提供了一種消除主體工程施工期間安全隱患的用于溝水處理的排水洞，包括縱坡、設(shè)置在縱坡內(nèi)的上平洞和高出水口，縱坡內(nèi)還設(shè)置有渦室、豎井和低出水口；渦室設(shè)置在上平洞和高出水口之間，并與上平洞和高出水口連通；豎井的上端與渦室連通，豎井向下延伸后與低出水口連通；高出水口內(nèi)設(shè)置有可拆卸的臨時(shí)封堵體，臨時(shí)封堵體的上部設(shè)置有通氣孔。溝水處理排水洞設(shè)置高低出水口后，排水洞縱坡不必設(shè)置過陡，便于施工和檢修。設(shè)置低出水口解決了常規(guī)排水洞出水口臺階防護(hù)常被沖毀、對出水口附近的道路和橋梁、臨建設(shè)施及生產(chǎn)人員造成的安全隱患。
【專利說明】用于溝水處理的排水洞和排水方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水電站工程構(gòu)造，尤其是一種針對高山峽谷地區(qū)支流溝谷的用于溝水處理的排水洞。此外，本發(fā)明還涉及一種排水方法，尤其是一種針對高山峽谷地區(qū)支流溝谷的排水方法

【背景技術(shù)】
[0002]在高山峽谷地區(qū)建筑水電站工程時(shí)，當(dāng)在臨近擋水壩處有支流溝谷匯入時(shí)，考慮水能利用，一般情況下，壩址將選在溝谷下游側(cè)；由于近壩區(qū)可利用的施工場地及少，而工程建設(shè)中有大量的棄渣需要堆存，還需布置各類施工工廠等臨建設(shè)施，因此，常利用壩址上游側(cè)的支流溝谷作為棄渣場，高山峽谷地區(qū)的支流溝谷多為常年流水、切割較深且縱坡較大，一旦堆渣，必將溝谷全部截?cái)?，部分前期開挖的棄渣形成場地后，將在渣場頂部布置后續(xù)施工所需的各類施工臨建設(shè)施，受溝谷縱坡較大、堆渣容量要求及蓄水水位等因素影響，溝谷內(nèi)布置的大部分臨建設(shè)施及棄渣所形成的場地將位于庫水位以上(形成永久渣場)，因此，在此類溝谷利用前，需對溝谷進(jìn)行溝水處理，溝水處理方式多采用擋水壩+排水洞。
[0003]目前，工程上一般采用一坡到底的排水洞，即排水口排出的水直接沿坡面流入主江中，排水洞進(jìn)水口布置受溝谷利用范圍和溝水處理擋水壩位置限制，進(jìn)水口高程相對固定；排水洞出水口設(shè)置高程受排水洞縱坡和出口水位限制，在便于排水洞自身施工和檢修的前提下，盡可能加大縱坡，以使排水洞出水口盡可能和下游河道水位銜接；如排水洞已按滿足施工要求的最大縱坡布置，排水洞出水口高程距下游河道高差仍較大時(shí)，為保證出水口安全，常在出水口設(shè)置臺階消能設(shè)施。根據(jù)以往工程運(yùn)行情況看，采用以上布置方案的排水洞施工難度較大，出水口防護(hù)工程量大且運(yùn)行期間需多次修復(fù)，主體工程蓄水前，排水洞運(yùn)行將對出水口附近(或下方)的道路和橋梁、臨建設(shè)施及生產(chǎn)人員造成較大的安全隱患，如采取避讓出水口布置道路(即繞行或交通隧洞下穿排水洞出口)和臨建設(shè)施，又將導(dǎo)致整個(gè)工程的投資增加等缺點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種消除主體工程施工期間安全隱患的用于溝水處理的排水洞。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的用于溝水處理的排水洞，包括縱坡、設(shè)置在縱坡內(nèi)的上平洞和高出水口，所述縱坡內(nèi)還設(shè)置有渦室、豎井和低出水口 ；所述渦室設(shè)置在上平洞和高出水口之間，并與上平洞和高出水口連通；所述豎井的上端與渦室連通，所述豎井向下延伸后與低出水口連通；所述高出水口內(nèi)設(shè)置有可拆卸的臨時(shí)封堵體，所述臨時(shí)封堵體的上部設(shè)置有通氣孔。
[0006]進(jìn)一步的是，所述縱坡內(nèi)還設(shè)置有消力井，所述消力井連接在豎井的下端，并位于豎井和低出水口連接處之下。
[0007]進(jìn)一步的是，所述縱坡內(nèi)還設(shè)置有通氣孔，所述通氣孔的兩端分別與高出水口和低出水口連通。
[0008]進(jìn)一步的是，所述低出水口的排水端口高度在設(shè)置在主江汛期高水位和常水位之間。
[0009]進(jìn)一步的是，所述縱坡上設(shè)置有場內(nèi)道路，所述場內(nèi)道路位于低出水口之上。
[0010]本發(fā)明另一個(gè)要解決的技術(shù)問題是消除主體工程施工期間安全隱患的用于溝水處理的排水方法。
[0011]本發(fā)明提供的用于溝水處理的排水方法，采用上述的用于溝水處理的排水洞，
[0012]在水庫主體工程完成前，利用臨時(shí)封堵體封堵高出水口，支流溝水通過上平洞、渦室和豎井后，從低出水口排入主江；
[0013]在水庫主體工程完成蓄水后，拆除臨時(shí)封堵體，溝水由上平洞、渦室、高出水口排至水庫內(nèi)。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:溝水處理排水洞設(shè)置高低出水口后，排水洞縱坡不必設(shè)置過陡，便于施工和檢修。低出水口滿足工程施工期的溝水引排，設(shè)置低出水口解決了常規(guī)排水洞出水口臺階防護(hù)常被沖毀、對出水口附近(或下方)的道路和橋梁、臨建設(shè)施及生產(chǎn)人員造成的安全隱患，例如汛期洪水可能沖毀臺階防護(hù)，進(jìn)而危及道路和橋梁、臨建設(shè)施等安全，高原或寒冷地區(qū)冬季可能產(chǎn)生霧化，造成路面結(jié)冰；節(jié)省工程投資，即取消出口開挖和臺階防護(hù)工程量、節(jié)省繞行交通隧洞工程量。設(shè)置高出水口解決了水庫蓄水后，低出水口易發(fā)生淤堵和不具備檢修的弊端，滿足工程永久期的溝水引排和水能利用要求。溝水處理排水洞設(shè)置高低出水口可保證施工期和永久期的運(yùn)行安全。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的剖面圖。
[0016]圖2是本發(fā)明高出水口部分的剖面圖。
[0017]圖3是本發(fā)明低出水口部分的剖面圖。
[0018]圖中零部件、部位及編號:上平洞1、渦室2、高出水口 3、臨時(shí)封堵體4、豎井5、消力井6、低出水口 7、場內(nèi)道路8、通氣孔9、消力井通氣孔10。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0020]如圖1所示，本發(fā)明包括縱坡、設(shè)置在縱坡內(nèi)的上平洞I和高出水口 3，所述縱坡內(nèi)還設(shè)置有渦室2、豎井5和低出水口 ；所述渦室2設(shè)置在上平洞I和高出水口 3之間，并與上平洞I和高出水口 3連通；所述豎井5的上端與渦室2連通，所述豎井5向下延伸后與低出水口 7連通；所述高出水口 3內(nèi)設(shè)置有可拆卸的臨時(shí)封堵體4，所述臨時(shí)封堵體4的上部設(shè)置有通氣孔9。臨時(shí)封堵體4主要是為了防止渦室2內(nèi)的水從高出水口 3排出。
[0021]上述結(jié)構(gòu)可以采用以下方式施工:排水洞的上平洞1、高出水口 3和低出水口 7洞段均采用常規(guī)方法開挖、襯砌，渦室2和高出水口 3作為施工渦室2的通道，豎井5采用天井鉆機(jī)先開挖導(dǎo)井、后自上而下擴(kuò)挖的方式開挖，混凝土經(jīng)高出水口 3受料斗由真空溜管入倉，滑模澆筑。排水洞全部施工結(jié)束后，對高出水口 3進(jìn)行臨時(shí)封堵，臨時(shí)封堵體4頂部預(yù)留潤室通氣孔9,待水庫畜水后,再拆除聞出水口 3的臨時(shí)封堵體4。
[0022]上述結(jié)構(gòu)具體采用下列方式運(yùn)行:在水庫主體工程完成前，利用臨時(shí)封堵體4封堵高出水口 3，支流溝水通過上平洞1、渦室2和豎井5后，從低出水口 7排入主江；在水庫主體工程完成蓄水后，拆除臨時(shí)封堵體4，溝水由上平洞1、渦室2、高出水口 3排至水庫內(nèi)。
[0023]與傳統(tǒng)一坡到底的排水洞不同，本發(fā)明的排水洞設(shè)置有高出水口 3和低出水口 3，在主體工程完成前，利用低出水口 3排出溝水，這樣的好處就是，水并不沿縱坡面流動，這樣水流的沖擊就不會影響到縱坡下部的道路、橋梁、臨建設(shè)施及生產(chǎn)人員；而在此時(shí)，高出水口 3被臨時(shí)封堵體4封堵，其只能通過通氣孔9排出渦室2內(nèi)的空氣，而不能排水，高出水口 3在此時(shí)能夠通過排出空氣而幫助渦室2內(nèi)形成旋流，達(dá)到良好的消能作用。本發(fā)明隨便增加了豎井5、低出水口 7等額外的構(gòu)造，但是卻省去了傳統(tǒng)排水洞的臺階消能設(shè)施，也無需加大縱坡。這樣的成本反而小于傳統(tǒng)的排水洞。在水庫主體工程完成蓄水后，拆除臨時(shí)封堵體4，溝水由上平洞1、渦室2、高出水口 3排至水庫內(nèi)。而低出水口 3和豎井5等構(gòu)造就被淹沒在水里，自動廢棄。這樣就完美的解決了王體工程施工完成如后的溝水排放要求。
[0024]為了更好的消能，避免豎井5和低出水口 7被沖壞，如圖1所示，所述縱坡內(nèi)還設(shè)置有消力井6，所述消力井6連接在豎井5的下端，并位于豎井5和低出水口 7連接處之下。
[0025]為了便于水流流動，如圖1所示，所述縱坡內(nèi)還設(shè)置有消力井通氣孔10，所述消力井通氣孔10的兩端分別與高出水口 3和低出水口 7連通。消力井通氣孔10可以通過高出水口 3排出消立井6和低出水口 7內(nèi)的空氣，有利于水流。
[0026]具體的，所述低出水口 7的排水端口高度在設(shè)置在主江汛期高水位和常水位之間。
[0027]如圖1，在采用本發(fā)明后，由于低出水口 7直接連接至主江，因此縱坡底部的道路、橋梁、臨建設(shè)施及生產(chǎn)人員均可以設(shè)置低出水口 7之上，以避免被水流沖擊，例如縱坡上設(shè)置有場內(nèi)道路8，所述場內(nèi)道路8位于低出水口 7之上。
[0028]排水洞縱坡、上平洞1、高出水口 3和低出水口 7按滿足自身施工和檢修要求設(shè)置。在臨近上平洞I的末端、巖石較完整洞段設(shè)置渦室2、豎井5及消力井6消能，消力井6連接低出水口 7，低出水口 7與水庫蓄水前的天然河道銜接,滿足工程施工期間的溝水引排,在水庫正常蓄水高程設(shè)置高出水口 3，高出水口 3與渦室2、上平洞I連接，高出水口 3施工期間作為施工支洞，排水洞施工結(jié)束后對高出水口 3進(jìn)行臨時(shí)封堵，并預(yù)留通氣孔9，溝水由上平洞1、渦室2、豎井5、消力井6、低出水口 7弓丨排，水庫蓄水后，低出水口 7淹在水下，易發(fā)生淤堵、不具備檢修條件，此時(shí)拆除高出水口 3內(nèi)的臨時(shí)封堵體4，溝水由上平洞1、渦室2、高出水口 3排至庫內(nèi)，低出水口 7自行廢棄，上平洞I與庫水位銜接。
【權(quán)利要求】
1.用于溝水處理的排水洞，包括縱坡、設(shè)置在縱坡內(nèi)的上平洞(I)和高出水口(3)，其特征在于:所述縱坡內(nèi)還設(shè)置有渦室(2)、豎井(5)和低出水口(7);所述渦室(2)設(shè)置在上平洞⑴和高出水口⑶之間，并與上平洞⑴和高出水口(3)連通；所述豎井(5)的上端與渦室(2)連通，所述豎井(5)向下延伸后與低出水口(7)連通；所述高出水口(3)內(nèi)設(shè)置有可拆卸的臨時(shí)封堵體(4)，所述臨時(shí)封堵體(4)的上部設(shè)置有通氣孔(9)。
2.如權(quán)利要求1所述的用于溝水處理的排水洞，其特征在于:所述縱坡內(nèi)還設(shè)置有消力井(6)，所述消力井(6)連接在豎井(5)的下端，并位于豎井(5)和低出水口(7)連接處之下。
3.如權(quán)利要求1所述的用于溝水處理的排水洞，其特征在于:所述縱坡內(nèi)還設(shè)置有消力井通氣孔(10)，所述消力井通氣孔(10)的兩端分別與高出水口(3)和低出水口(7)連通。
4.如權(quán)利要求1所述的用于溝水處理的排水洞，其特征在于:所述低出水口(7)的排水端口高度在設(shè)置在主江汛期高水位和常水位之間。
5.如權(quán)利要求1至4任一權(quán)利要求所述的用于溝水處理的排水洞，其特征在于:所述縱坡上設(shè)置有場內(nèi)道路(8)，所述場內(nèi)道路(8)位于低出水口(7)之上。
6.用于溝水處理的排水方法，其特征在于:采用如權(quán)利要求1至5任一權(quán)利要求所述的用于溝水處理的排水洞； 在水庫主體工程完成前，利用臨時(shí)封堵體(4)封堵高出水口(3)，支流溝水通過上平洞(I)、渦室⑵和豎井(5)后，從低出水口(7)排入主江； 在水庫主體工程完成蓄水后，拆除臨時(shí)封堵體(4)，溝水由上平洞(I)、渦室(2)、高出水口⑶排至水庫內(nèi)。
【文檔編號】E02B9/02GK104264642SQ201410471931
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月16日
【發(fā)明者】王永剛, 雷運(yùn)華, 銀登林, 薛云飛, 黎昀, 何興勇, 郭長江, 易文明, 張超 申請人:中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司