溝水處理排水洞結構和溝水處理排水方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種溝水處理排水洞結構和溝水處理排水方法，特別是一種應用于高山峽谷地區支流溝谷溝水處理領域的溝水處理排水洞結構和溝水處理排水方法。
【背景技術】
[0002]在高山峽谷地區建筑水電站工程時，近壩區可利用的施工場地及少，而工程建設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施，因此，常利用壩址上游側的支流溝谷作為棄渣場，需對溝谷進行溝水處理，溝水處理方式多采用擋水壩+排水洞。
[0003]目前，工程中遇到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然較大時，為保證出水口安全，常在出水口設置臺階消能設施。但是，采用以上布置方案的排水洞施工難度大，出水口防護工程量大且運行期間需多次修復。另外，排水洞運行將對出水口附近(或下方)的道路和橋梁、臨建設施及生產人員造成較大的安全隱患。
[0004]專利號“ZL201420531983.7的實用新型在大壩上游設置了高低出水口。低出水口滿足工程施工期的溝水引排，解決了常規排水洞出水口臺階防護常被沖毀、對出水口附近(或下方)的道路和橋梁、臨建設施及生產人員造成的安全隱患。設置高出水口解決了水庫蓄水后工程永久期的溝水引排和水能利用要求。但是，實際工程可能遇到排水洞出口在水庫下游，且排水洞運行時間較長的情況。此時，若仍采用專利號“ZL201420531983.7的實用新型結構便存在以下不足:
[0005]1、旋流豎井消能結構作為排水通道，運行時將長，運行不靈活，一旦發生破壞將造成巨大經濟損失和影響。
[0006]2、山區河流中夾帶推移質，旋流豎井消能結構在高流速時會發生沖刷、摻氣、空化空蝕等破壞；流量較小時，水流直接跌入消能井，因此，不適應大范圍變化的流量，長期排水難免會對結構造成破壞。
[0007]3、無法對豎井消能結構進行定期檢查和修復。
【發明內容】
[0008]本發明所要解決的技術問題是提供一種可靠性高，能夠適應大范圍變化的流量，可以跨越汛期和枯水期長時間運行，并且在長時間運行中可以有效避免排水對結構造成破壞，方便對設施進行檢修的溝水處理排水洞結構。
[0009]為解決上述技術問題，本發明采用的水處理排水洞結構，包括主排水洞、分流洞和旋流豎井消能結構，所述旋流豎井消能結構與主排水洞連通，所述分流洞與主排水洞連通，并且分流筒與主排水洞的連接口位于旋流豎井消能結構的上游一側，還包括高出水口和低出水口，所述高出水口設置在分流洞的出口處，所述低出水口與旋流豎井消能結構的出口連通。
[0010]進一步的是，所述分流筒與主排水洞的連接口距旋流豎井消能結構與主排水洞連接口處的水平距離范圍為20?40m。
[0011 ] 進一步的是，所述分流洞為施工支洞。
[0012]進一步的是，所述分流洞的坡比為0。
[0013]進一步的是，還包括閘室結構，所述閘室結構位于述分流洞的出口一端。
[0014]進一步的是，在所述主排水洞的底板中間位置設置有中隔墻。
[0015]進一步的是，所述中隔墻起于主排水洞入口處，所述中隔墻末端與分流洞靠近主排水洞一側的邊墻相連接。
[0016]進一步的是，所述中隔墻的寬度范圍為0.8?1.5m。
[0017]本發明還提供了一種可靠性高，能夠適應大范圍變化的流量，可以跨越汛期和枯水期長時間運行，并且在長時間運行中可以有效避免排水對結構造成破壞，方便對設施進行檢修的溝水處理排水方法，包括以下幾個步驟:
[0018]a、判斷排水期是處于汛期還是枯水期；
[0019]b、若排水期處于汛期則排水途徑為水流由主排水洞流經旋流豎井消能結構后，從低出水口排出，若排水期處于枯水期則排水途徑為水流由主排水洞流經分流洞后，從高出水口排出。
[0020]進一步的是，在a步驟之前在所述主排水洞的底板中間位置設置中隔墻，所述中隔墻起于主排水洞入口處，所述中隔墻末端與分流洞靠近主排水洞一側的邊墻相連接，在a步驟之后，如果處于枯水期則在主排水洞入口處封住中隔墻一側通道的水流，并對該側的主排水洞和旋流豎井消能結構進行檢修，然后打通該側水流并封住中隔墻另一側通道的水流，并對另一側的主排水洞和旋流豎井消能結構進行檢修。
[0021]本發明的有益效果是:本申請設置的分流洞出水口滿足枯期的溝水引排，避免了旋流豎井消能結構長時間作為唯一的排水通道所帶來的安全隱患，從而減小了工程風險；高、低出水口均可根據地質條件進行靈活布置，布置更為靈活；每年都可在枯期進行檢修，更為安全可靠；通過閘室的控制，可根據來流量大小調整水流出流位置和方式，可避免枯期來流量較大時對山體下部存在的施工場地、設施、道路等的沖擊破壞，使用更為靈活；主排水洞的施工支洞可用于分流洞，節省工程投資，從而達到“一洞多用”的目的，節省了工程投資，且施工方便。
【附圖說明】
[0022]圖1是溝水處理排水洞平面布置圖；
[0023]圖2是主排水洞橫剖面圖；
[0024]圖3是主排水洞縱剖面圖；
[0025]圖中零部件、部位及編號:主排水洞1、分流洞2、旋流豎井消能結構3、高出水口 4、低出水口 5、中隔墻6、水平距離h、寬度b、天然的溝谷河道7、水庫大壩下游河道8、擬建施工道路9。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖對本發明作進一步說明。
[0027]如圖1、圖2、及圖3所示，為解決上述技術問題，本發明采用的溝水處理排水洞結構，包括主排水洞1、分流洞2和旋流豎井消能結構3，所述旋流豎井消能結構3與主排水洞1連通，所述分流洞2與主排水洞1連通，并且分流筒與主排水洞1的連接口位于旋流豎井消能結構3的上游一側，還包括高出水口 4和低出水口 5，所述高出水口 4設置在分流洞2的出口處，所述低出水口 5與旋流豎井消能結構3的出口連通。在旋流豎井消能結構3的上游一側，增設一個與主排水洞1連通的分流洞2。這樣在汛期通過旋流豎井消能結構3排水，在枯水期可以通過分流洞2排水。
[0028]現有技術中溝水處理排水洞設置的低出水口 5滿足汛期的溝水引排，設置低出水口 5解決了常規排水洞出水口邊坡陡峭，但現有技術中的臺階防護工程施工難度高，且常被沖毀、對出水口附近或下方的道路、橋梁、臨建設施及生產人員造成的安全隱患；而本申請增設的分流洞2可以滿足枯期的溝水引排，避免了旋流豎井消能結構3長時間作為唯一的排水通道所帶來的安全隱患，從而減小了工程風險；高出水口 4、低出水口 5均可根據地質條件進行靈活布置，布置更為靈活；同時避免了流量較小時，水流直接跌入消能井，對其產生破換，在流量過大時，可以利用分流洞2分流，防止區河流中夾帶推移質，使旋流豎井消能結構3在高流速時發生沖刷、摻氣、空化空蝕等破壞；因此，采用本申請的排水洞結構可以適應大范圍變化的流量，即使長期排水也不會對結構造成破壞。
[0029]所述分流筒與主排水洞1的連接口距旋流豎井消能結構3與主排水洞1連接口處的水平距離h范圍為20?40m。采用前述距離范圍，可以是排水洞的布置更加合理。
[0030]所述分流洞2為施工支洞。主排水洞1的施工支洞可用于分流洞2，節省工程投資，從而達到“一洞多用”的目的，節省了工程投資，且施工方便。所述分流洞2的坡比為0。
[0031]還包括閘室結構，所述閘室結構位于述分流洞2的出口一端。當枯期來流量較大時，可關閉閘室結構閘門讓水流由主排水洞1經旋流豎井消能結構3，從低排水洞出水口排出，以避免可能發生的沖擊破壞等不利影響。通過閘室的控制，可根據來流量大小調整水流出流位置和方式，可避免枯水期來流量較大時對山體下部存在的施工場地、設施、道路等的