放空洞或非常泄洪洞布置系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種布置系統，尤其是公開了一種放空洞或非常泄洪洞布置系統，屬于水工建筑物設計制造【技術領域】。提供一種能有效降低水電站工程造價的放空洞或非常泄洪洞布置系統。所述布置系統包括導流洞和非常泄洪洞或放空洞，在所述非常泄洪洞或放空洞上布置有事故檢修閘門，所述布置結構還包括含有過流裝置的封堵結構，所述非常泄洪洞或放空洞進口段末端的高程高于所述導流洞進口段的高程，在所述導流洞的進口段內設置有封堵體，所述非常泄洪洞或放空洞的進口段末端與封堵體之后的所述導流洞連通，所述封堵結構布置在所述非常泄洪洞或放空洞進口段末端之后的導流洞內，并將該導流洞封堵。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種布置系統，尤其是涉及一種放空洞或非常泄洪洞布置系統， 屬于水工建筑物設計建造【技術領域】。 放空洞或非常泄洪洞布置系統
【背景技術】
[0002] 水電站一般由大壩、引水或泄洪建筑物、發電廠房等三部分組成。其中大壩的作用 是將水位抬高，形成水庫，結合河道的天然落差人為制造出可以用于水力發電的水頭勢能。 按筑壩材料來分，一般可分為心墻堆石壩、面板堆石壩、混凝土壩等各種類型。由于大壩直 接與水庫水體接觸，因而在上游水位較高的情況下，大壩一般不具備檢修施工的條件。如果 大壩特別是面板堆石壩及心墻堆石壩在建成運行期間，由于壩體不均勻沉降、嚴重滲漏和 壩面維修等原因，需放空水庫進行維修和處理時，通常需保留有專門的放空洞以供放空水 庫之用。
[0003] 隨著水電站規模的不斷擴大，工程設計標準也相應提高，泄洪設施規模也隨之提 高，以確保大壩安全。如果不考慮使用頻率，把所有的泄洪設施都按同一標準進行設計是不 經濟的。在確保大壩安全的前提下，根據使用頻率的高低把泄洪設施分為正常泄洪設施和 非常泄洪設施，以不同的設計標準進行修建是十分必要的。在常遇洪水的情況下，啟用正常 泄洪設施即可確保大壩安全，而在遇到重現概率較低的特大洪水時，啟用正常泄洪設施和 非常泄洪設施，并允許非常泄洪建筑物的自身部分破壞來確保大壩的安全，這樣可降低非 常建筑物的設計標準，降低工程造價。非常泄洪洞的特點是使用頻率較低，平時基本不使 用。
[0004] 目前，滿足前述要求的放空洞或非常泄洪洞的布置方式一般是在兩岸山體內專門 修建一條進口高程較低的能夠滿足水庫放空要求或宣泄非常洪水要求的水工隧洞；或者直 接在混凝土壩的壩體上增設放空底孔或泄洪深孔；或者采取各種方法，利用水電站施工期 間的導流洞改建出一條使用頻率較低的放空洞或非常泄洪洞。
[0005] 由于水電站的放空洞一般僅在需要對大壩壩體或上游壩面等平時浸泡在水庫內 的建筑物進行檢修時，用于放空水庫之用；而水電站的非常泄洪洞僅僅在遇到特大洪水導 致常規泄洪洞無法滿足泄洪需求時使用，所以這兩種水工隧洞的共同特點是使用頻率非常 低，平時基本不使用。但是為了維持水電站的功能需要或者作為安全儲備又是必須設置的。 目前，這類水工隧洞正常情況下需要布置兩道鋼閘門，即一扇工作閘門加一扇事故檢修閘 門。而深水鋼閘門本身的造價比較高，而且每扇鋼閘門都需要布置啟閉機、配電房、啟閉機 排架等配套的機電設備與混凝土建筑物。雖然這類水工隧洞使用頻率很低，但為了確保在 需要開啟時能夠正常使用，平日需對兩扇鋼閘門及其附屬設施進行維護與保養。
[0006] 由于水工鋼閘門普遍造價較高，尤其是放空洞或非常泄洪洞這類工作水頭很高的 深水鋼閘門更是造價昂貴，鋼閘門運行所需的附屬建筑物造價更大，且平時維護成本較高。 對于放空洞或非常泄洪洞這類使用頻率較低的水工隧洞而言，兩扇高水頭鋼閘門及其附屬 建筑物的成本投入太大，但又是不可或缺的。而且深水閘門長期擋水，其止水維修困難，閘 門等鋼構件長期泡于水下，使用機會很少，啟閉設施長期閑置，由于銹蝕等原因，當水庫需 要放空或啟用非常泄洪洞時，往往難以真正發揮其作用，反而容易引起擋水期水庫的滲漏。
[0007] 而在水電站在建設的時候，為了修筑大壩，需要先期建筑擋水的上下圍堰，所以在 截流以前，就得預先安排河水的出路。這種安排有兩種方法，即導流明渠和導流洞。在不具 備條件建設導流明渠的大壩施工中，如處在峽谷地帶的二灘水電站，就只能在山體內開挖 大斷面的導流隧洞，在截流的時候，河水通過隧洞從上游圍堰前導向下游圍堰后。在工程竣 工后，所述的導流隧洞通常被封堵。這樣既造成的資源的浪費，又增加了建設成本。 實用新型內容
[0008] 本實用新型所要解決的技術問題是：提供一種能有效降低水電站工程造價的放空 洞或非常泄洪洞布置系統。
[0009] 為解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種放空洞或非常泄洪洞布置系統， 包括導流洞和非常泄洪洞或放空洞，在所述非常泄洪洞或放空洞上布置有事故檢修閘門， 所述布置結構還包括含有過流裝置的封堵結構，所述非常泄洪洞或放空洞進口段末端的高 程高于所述導流洞進口段的高程，在所述導流洞的進口段內設置有封堵體，所述非常泄洪 洞或放空洞的進口段末端與封堵體之后的所述導流洞連通，所述封堵結構布置在所述非常 泄洪洞或放空洞進口段末端之后的導流洞內，并將該導流洞封堵。
[0010] 進一步的是，所述封堵結構由封堵混凝土構成，所述過流裝置包括過流管道和封 頭；所述過流管道沿所述導流洞的過流方向布置在所述的封堵混凝土中，其末端沿所述的 過流方向向后伸出所述封堵混凝土末端至少4m ;所述封頭可拆卸的安裝在伸出所述封堵 混凝土末端的過流管道的末端。
[0011] 上述方案的優選方式是，在伸出所述封堵混凝土末端的過流管道的末端上以及所 述的封頭上分別設置連接法蘭，在所述連接法蘭上設置有連接螺栓孔，所述的封頭通過所 述的連接法蘭和布置在所述連接螺栓孔中的連接螺栓可拆卸的安裝在所述過流管道的末 端。
[0012] 進一步的是，在所述封堵混凝土末端的軸向內側壁上設置有柔性防護墊環，與該 柔性防護墊環對應的那一段過流管道通過所述的柔性防護墊環布置在所述的封堵段混凝 土內。
[0013] 進一步的是，在所述封堵混凝土的軸向外側壁與所述導流洞的軸向內側壁之間設 置有接觸灌漿層。
[0014] 進一步的是，位于所述封堵段混凝土內未設置柔性防護墊環的那一部分過流管道 的軸向外側壁上還設置有加強連接結構，所述的加強連接結構鑲嵌在對應部位的封堵段混 凝土中。
[0015] 上述方案的優選方式是，與所述導流洞連通后的所述非常泄洪洞或放空洞的進口 段沿縱向在垂直面內的投影呈圓滑過渡的龍抬頭結構或者呈折線過渡的之字形結構。
[0016] 進一步的是，所述的封堵結構布置在所述導流洞的縱向中部或尾部。
[0017] 本實用新型的有益效果是：通過將所述導流洞的進口段封堵后，再將非常泄洪洞 或放空洞的進口段末端與封堵體之后的該導流洞連通，構成具有非常泄洪洞或放空洞功能 的非常泄洪洞或放空洞布置結構，這樣既顯著的縮短了所述非常泄洪洞或放空洞的建造長 度，廢棄導流洞又得到了充分的利用，從而有效的降低了水電站的工程造價。同時，由于在 所述非常泄洪洞或放空洞上減少了造價相當高昂的工作閘門及其附屬設施，僅用一個含有 過流裝置的封堵結構代替，進一步的降低了所述放空洞或非常泄洪洞的建設成本。采用上 述結構的非常泄洪洞或放空洞后，當需要對水庫進行放空或出現非常情況需要進行非常泄 洪過流時，結合所述的過流裝置僅包括過流管道和封頭構成，所述過流管道與所述的封頭 之間，通過分別設置的連接法蘭連接的結構特點，只需要計算出采用爆破方式開啟所述封 堵結構的封頭需要的最大破斷力，并根據該最大破斷力研制爆破切割藥包和對應的高精度 微秒引爆雷管，然后再將所述的爆破切割藥包和對應的高精度微秒引爆雷管布置到所述兩 個連接法蘭之間的連接螺栓下面，并通過所述的高精度微秒引爆雷管引爆所述的爆破切割 藥包爆斷所述的連接螺栓即可快速、安全、方便的開啟所述封堵結構的封頭，實現放空過流 或非常泄洪過流。本申請提供的開啟所述放空洞或非常泄洪洞布置結構的封頭的開啟方法 簡單、安全、投資成本低，平常沒有維護和保養工作，而且在放空后檢修完成或非常泄洪完 成，需要重新對所述的放空洞或非常泄洪洞進行封堵時，只需要重新制作一個所述的封頭， 在放下所述的事故檢修閘門，使所述放空洞或非常泄洪洞斷水后，安裝到所述過流管道的 末端即可達到反復使用的目的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018] 圖1為本實用新型一種放空洞或非常泄洪洞布置系統的結構示意圖；
[0019] 圖2為本實用新型一種放空洞或非常泄洪洞布置系統的另一種結構示意圖；
[0020] 圖3為本實用新型涉及到的封堵結構的結構示意圖；
[0021] 圖4為圖3的A-A視圖。
[0022] 圖中標記為：非常泄洪洞或放空洞1、事故檢修閘門2、封堵混凝土 3、過流裝置4、 過流管道5、封頭6、連接法蘭7、連接螺栓8、接觸灌漿層9、柔性防護墊環10、加強連接結構 11、爆破切割藥包12、高精度微秒引爆雷管13、導流洞14、封堵結構15、封堵體16。
【具體實施方式】
[0023] 如圖1、圖2、圖3以及圖4所示是本實用新型提供的一種能有效降低水電站工程 造價的放空洞或非常泄洪洞布置系統。所述放空洞或非常泄洪洞布置系統包括導流洞14 和非常泄洪洞或放空洞1，在所述非常泄洪洞或放空洞1上布置有事故檢修閘門2,所述布 置結構還包括含有過流裝置4的封堵結構15,所述非常泄洪洞或放空洞1進口段末端的高 程高于所述導流洞14進口段的高程，在所述導流洞14的進口段內設置有封堵體16,所述非 常泄洪洞或放空洞1的進口段末端與封堵體16之后的所述導流洞14連通，所述封堵結構 15布置在所述非常泄洪洞或放空洞1進口段末端之后的導流洞14內，并將該導流洞14封 堵。為了方便后序對所述封堵結構的開啟，所述封堵結構15由封堵混凝土 3構成，所述過 流裝置4包括過流管道5和封頭（6);所述過流管道5沿所述導流洞14的過流方向布置在 所述的封堵混凝土 3中，其末端沿所述的過流方向向后伸出所述封堵混凝土 3末端至少4m ; 所述封頭6可拆卸的安裝在伸出所述封堵混凝土 3末端的過流管道5的末端。同時為了簡 化該過水裝置4的結構，在伸出所述封堵混凝土 3末端的過流管道5的末端上以及所述的 封頭6上分別設置連接法蘭7,在所述連接法蘭7上設置有連接螺栓孔，所述的封頭6通過 所述的連接法蘭7和布置在所述連接螺栓孔中的連接螺栓8可拆卸的安裝在所述過流管道 5的末端。這樣在開啟所述封堵結構時，并可以采用以下的步驟方便、簡單、快捷的進行，
[0024] 1)確定連接螺栓的破斷力，根據布置在所述各連接螺栓孔中的連接螺栓8的數量 以及連接螺栓8的直徑，計算確定采用爆破方式開啟所述封堵結構15的封頭6需要的最大 破斷力；
[0025] 2)確定并制作爆破切割藥包，根據步驟1)確定的最大破斷力研制爆破切割藥包 12和對應的高精度微秒引爆雷管13,并且使所述爆破切割藥包12的個數不低于固定所述 封頭6所需要的連接螺栓8的件數；
[0026] 3)放置切割藥包，將步驟2)制作的爆破切割藥包12沿周向均布到所述兩個連接 法蘭7之間的各連接螺栓8的靠近過流管道5的一側，并保證每一件所述的連接螺栓8處 至少具有一個所述的爆破切割藥包12 ;
[0027] 4)爆破開啟所述可拆卸式封頭，利用所述高精度微秒引爆雷管13起動所述爆破 切割藥包12,通過爆破切割藥包12的定向破壞作用力爆斷所述的各件連接螺栓8開啟所述 的封頭6,這樣便完成了一次在緊急情況下需要打開的所述可拆卸式封頭6的開啟工作。。
[0028] 上述通過將所述導流洞14的進口段封堵后，再將放空洞或非常泄洪洞1的進口段 末端與封堵體16之后的該導流洞14連通，構成具有放空或非常泄洪功能的放空洞或非常 泄洪洞布置結構，這樣既顯著的縮短了所述放空洞或非常泄洪洞1的建造長度，廢棄導流 洞14又得到了充分的利用，從而有效的降低了水電站的工程造價。同時，由于在所述放空 洞或非常泄洪洞1上減少了造價相當高昂的工作閘門及其附屬設施，僅用一個含有過流裝 置4的封堵結構15代替，進一步的降低了所述放空洞或非常泄洪洞1的建設成本。采用上 述結構的放空洞或非常泄洪洞后，當需要對水庫進行放空或出現非常情況需要進行非常泄 洪過流時，結合所述的過流裝置4僅包括過流管道5和封頭6構成，所述過流管道5與所述 的封頭6之間，通過分別設置的連接法蘭7連接的結構特點，只需要計算出采用爆破方式開 啟所述封堵結構15的可拆卸式封頭6需要的最大破斷力，并根據該最大破斷力研制爆破切 割藥包12和對應的高精度微秒引爆雷管13,然后再將所述的爆破切割藥包12和對應的高 精度微秒引爆雷管13布置到所述兩個連接法蘭7之間的連接螺栓8下面，并通過所述的高 精度微秒引爆雷管13引爆所述的爆破切割藥包12爆斷所述的連接螺栓8即可快速、安全、 方便的開啟所述封堵結構15的可拆卸式封頭6,實現放空過流或非常泄洪過流。本申請提 供的開啟所述放空洞或非常泄洪洞布置結構的封頭的開啟方法簡單、安全、投資成本低，平 常沒有維護和保養工作，而且，在放空后檢修完成或非常泄洪完成，需要重新對所述的放空 洞或非常泄洪洞1進行封堵時，只需要重新制作一個所述的封頭6,在放下所述的事故檢修 閘門2,使所述放空洞或非常泄洪洞1斷水后，安裝到所述過流管道5的末端即可達到反復 使用的目的。
[0029] 上述實施方式中，為了避免爆炸時產生飛片對過流管道5造成影響，在上述步驟 2)中制作的爆破切割藥包12為沒有外殼的光藥柱藥包，并在制作前先根據連接螺栓的直 徑和用材進行具有針對性的專門性試驗。
[0030] 上述實施方式中，為了避免在爆破開啟所述封堵結構的封頭6時，影響過流管道5 在所述封堵段混凝土 3中的連接，以及影響所述封堵段混凝土 3與導流洞14的連接，在所 述封堵混凝土 3末端的軸向內側壁上設置有柔性防護墊環10,與該柔性防護墊環10對應的 那一段過流管道5通過所述的柔性防護墊環10布置在所述的封堵段混凝土 3內；在所述封 堵混凝土 3的軸向外側壁與所述導流洞14的軸向內側壁之間設置有接觸灌漿層9 ;位于所 述封堵段混凝土 3內未設置柔性防護墊環10的那一部分過流管道5的軸向外側壁上還設 置有加強連接結構11，所述的加強連接結構11鑲嵌在對應部位的封堵段混凝土 3中。
[0031] 同時，為了便于高速水流能順利的從所述放空洞或非常泄洪洞1中過渡到所述導 流洞14中，如圖1、圖2所示，與所述導流洞14連通后的所述非常泄洪洞或放空洞1的進 口段沿縱向在垂直面內的投影呈圓滑過渡的龍抬頭結構或者呈折線過渡的之字形結構。同 時，將所述的封堵結構15布置在所述導流洞的縱向中部或尾部。
【權利要求】
1. 一種放空洞或非常泄洪洞布置系統，包括導流洞（14)和非常泄洪洞或放空洞（1)， 在所述非常泄洪洞或放空洞（1)上布置有事故檢修閘門（2)，其特征在于：所述布置結構還 包括含有過流裝置（4)的封堵結構（15)，所述非常泄洪洞或放空洞（1)進口段末端的高程 高于所述導流洞（14)進口段的高程，在所述導流洞（14)的進口段內設置有封堵體（16)，所 述非常泄洪洞或放空洞（1)的進口段末端與封堵體（16)之后的所述導流洞（14)連通，所 述封堵結構（15)布置在所述非常泄洪洞或放空洞（1)進口段末端之后的導流洞（14)內， 并將該導流洞（14)封堵。
2. 根據權利要求1所述的放空洞或非常泄洪洞布置系統，其特征在于：所述封堵結構 (15)由封堵混凝土（3)構成，所述過流裝置（4)包括過流管道（5)和封頭（6);所述過流管 道（5)沿所述導流洞（14)的過流方向布置在所述的封堵混凝土（3)中，其末端沿所述的過 流方向向后伸出所述封堵混凝土（3)末端至少4m;所述封頭（6)可拆卸的安裝在伸出所述 封堵混凝土（3)末端的過流管道（5)的末端。
3. 根據權利要求2所述的放空洞或非常泄洪洞布置系統，其特征在于：在伸出所述封 堵混凝土（3)末端的過流管道（5)的末端上以及所述的封頭（6)上分別設置連接法蘭（7)， 在所述連接法蘭（7)上設置有連接螺栓孔，所述的封頭（6)通過所述的連接法蘭（7)和布 置在所述連接螺栓孔中的連接螺栓（8)可拆卸的安裝在所述過流管道（5)的末端。
4. 根據權利要求2或3所述的放空洞或非常泄洪洞布置系統，其特征在于：在所述封 堵混凝土（3)末端的軸向內側壁上設置有柔性防護墊環（10)，與該柔性防護墊環（10)對應 的那一段過流管道（5)通過所述的柔性防護墊環（10)布置在所述的封堵段混凝土（3)內。
5. 根據權利要求4所述的放空洞或非常泄洪洞布置系統，其特征在于：在所述封堵混 凝土（3)的軸向外側壁與所述導流洞（14)的軸向內側壁之間設置有接觸灌漿層（9)。
6. 根據權利要求4所述的放空洞或非常泄洪洞布置系統，其特征在于：位于所述封堵 段混凝土（3)內未設置柔性防護墊環（10)的那一部分過流管道（5)的軸向外側壁上還設 置有加強連接結構（11)，所述的加強連接結構（11)鑲嵌在對應部位的封堵段混凝土（3) 中。
7. 根據權利要求1所述的放空洞或非常泄洪洞布置系統，其特征在于：與所述導流洞 (14)連通后的所述非常泄洪洞或放空洞（1)的進口段沿縱向在垂直面內的投影呈圓滑過 渡的龍抬頭結構或者呈折線過渡的之字形結構。
8. 根據權利要求1所述的放空洞或非常泄洪洞布置系統，其特征在于：所述的封堵結 構（15)布置在所述導流洞的縱向中部或尾部。
【文檔編號】E02B8/06GK203846465SQ201420271885
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年5月26日 優先權日:2014年5月26日
【發明者】龐明亮, 王仁坤, 胡云明, 王壽根, 趙永剛, 邵敬東, 潘艷芳 申請人:中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司