CN105178648A - 易渗山区水电站用岸边厂房结构 - Google Patents

易渗山区水电站用岸边厂房结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种岸边厂房结构，尤其是公开了一种易渗山区水电站用岸边厂房结构，属于水工建筑物附属设施设计制造技术领域。提供一种能有效降低极端气候或地质灾害给岸边厂房造成的损失，保护操作人员生命安全的易渗山区水电站用岸边厂房结构。所述的岸边厂房结构包括岸边厂房本体和与该岸边厂房本体连通的尾水涵洞，所述的岸边厂房结构还包括围挡系统、防渗系统和强排系统，所述的岸边厂房本体位于地平以上的部分通过所述的围挡系统围护，所述的岸边厂房本体位于地平以下的部分通过所述的防渗系统围护，进入所述岸边厂房结构内的淹没水通过所述的强排系统排出所述的围挡系统；所述尾水涵洞从所述围挡系统的下部穿出所述的围挡系统。

Description

易渗山区水电站用岸边厂房结构
技术领域
本发明涉及一种岸边厂房结构，尤其是涉及一种易渗山区水电站用岸边厂房结构，属于水工建筑物附属设施设计制造技术领域。
背景技术
近年来，随着极端气候以及地质灾害频发导致的水电站厂房被淹、被埋事件时有发生，造成极大的财产损失甚至人员伤亡，其中又以洪水、泥石流灾害对厂区安全造成的危害最大。如四川岷江上游各梯级水电站、绵远河上梯级水电站、田湾河流域个别水电站等，均因洪水泥石流淹没或冲毁厂区及重要水工建筑物，造成厂区断电停机甚至水电站完全损毁等恶劣后果。当遇到易渗水山区地质时，如果防渗处理不好，在洪水、泥石流的冲击和压力下，对电站岸边厂房造成的危害更大、更严重。这些现象凸显了当前水电站岸边厂房设计理念对于特殊工况认识不足，设计体系的不健全以及设计方法的匮乏。改进甚至创造出一种新的设计理念、设计方案，以指导未来水电站的岸边式厂房区的“防洪-防灾”设计或对大量的已建岸边水工建筑物进行技术改造，将极大的提高水电站岸边厂房区的“防洪-防灾”能力，具有较大的经济效益和防灾减灾效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种能有效降低极端气候或地质灾害给岸边厂房造成的损失，保护操作人员生命安全的易渗山区水电站用岸边厂房结构。
为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种易渗山区水电站用岸边厂房结构，包括岸边厂房本体和与该岸边厂房本体连通的尾水涵洞，所述的岸边厂房结构还包括围挡系统、防渗系统和强排系统，所述的岸边厂房本体位于地平以上的部分通过所述的围挡系统围护，所述的岸边厂房本体位于地平以下的部分通过所述的防渗系统围护，进入所述岸边厂房结构内的淹没水通过所述的强排系统排出所述的围挡系统；所述尾水涵洞从所述围挡系统的下部穿出所述的围挡系统。
本发明的有益效果是：由于所述的岸边厂房结构除了包括岸边厂房本体和与该岸边厂房本体连通的尾水涵洞外，本申请还以所述的岸边厂房本体为中心分别设置了围挡系统、防渗系统和强排系统，并使所述的岸边厂房本体位于地平以上的部分通过所述的围挡系统围护，使所述的岸边厂房本体位于地平以下的部分通过所述的防渗系统围护，而进入所述岸边厂房结构内的淹没水则通过所述的强排系统排出所述的围挡系统。这样，当出现极端气候或发生地质灾害时，所述岸边厂房本体位于地平以上的部分可以通过所述的围挡系统保护，而所述的岸边厂房本体位于地平以下的部分可以通过所述的防渗系统保护，从而使所述的岸边厂房本体既使是建在易渗透山区的岸坡上，在出现极端气候或发生地质灾害时，仍然能得到有效的保护，达到降低岸边厂房本体损失和保护操作人员安全的目的。同时，既使出现范围不大的超出预计的极端气候或地质灾害，使部分洪水进入岸边厂房结构的围挡系统内，也可以通过所述的强排系统排出所述的围挡系统，以最大限度的保护本申请所述的岸边厂房结构。
进一步的是，所述的围挡系统为依据所述岸边厂房本体所依靠的外部边坡基础建造的挡墙结构。
上述方案的优选方式是，所述的挡墙结构为后序可以加高、加固的重力式挡墙，或者为后序可以加高、加固的扶壁式挡墙。
进一步的是，在所述挡墙结构与已有边坡之间设置有搭接键槽和防渗止水片，在所述的挡墙结构上设置有进厂防洪门，所述的进厂防洪门包含有快速开闭机械。
进一步的是，所述的防渗系统为建造在所述围挡系统下方基础内的防渗挡墙，或建造在所述围挡系统下方基础内的防渗灌浆帷幕。
上述方案的优选方式是，所述的防渗灌浆帷幕为双排灌浆孔灌浆结构。
进一步的是，所述的强排系统包括排水沟、集水井和抽排机械，所述的排水沟在所述岸边厂房结构内的地平基础上纵横布置，所述的集水井与纵横布置的所述排水沟配套布置在所述的岸边厂房结构内，经过所述排水沟汇集的淹没水通过所述的抽排机械排出所述的岸边厂房结构。
上述方案的优选方式是，所述的排水沟还包括沿围挡系统走向设置的排水环沟，在所述的排水环沟上也布置有临近所述围挡系统的集水井，在所述的集水井内也布置有所述的抽排机械。
进一步的是，所述集水井的容积V、所述岸边厂房结构内的渗透量Q、所述岸边厂房结构内的集雨量P以及所述抽排机械的总抽排能力∑W之间的关系按下述公式确定，
V≥(2x3600xQ)+(2x3600xP)，
∑W≥Q+P，
其中，P为岸边厂房结构的集雨量总和，并包括厂区降雨量以及可能的后边坡集雨量，单位m3/s；
∑W为布置在岸边厂房结构内的所有抽排机械抽排能力总和，但不包括移动抽排机械，单位m3/s；
Q为岸边厂房结构单位时间内的渗漏量，单位m3/s；
V为集水井容积，单位m3/s。
进一步的是，所述尾水涵洞的出水方向与所述岸边厂房结构以外的天然河道的水流方向相适应，其坡比i大于所述天然河道的自然坡比i0。
附图说明
图1为本发明易渗山区水电站用岸边厂房结构的结构示意图；
图2为图1的A-A剖视图；
图3为图1的B-B剖视图；
图4为图1的C-C部视图。
图中标记为：岸边厂房本体1、尾水涵洞2、围挡系统3、防渗系统4、强排系统5、外部边坡基础6、挡墙结构7、进厂防洪门8、快速开闭机械9、排水沟10、集水井11、抽排机械12、排水环沟13、天然河道14。
具体实施方式
如图1～图4所示是本发明提供的一种能有效降低极端气候或地质灾害给岸边厂房造成的损失，保护操作人员生命安全的易渗山区水电站用岸边厂房结构。所述的岸边厂房结构包括岸边厂房本体1和与该岸边厂房本体1连通的尾水涵洞2，所述的岸边厂房结构还包括围挡系统3、防渗系统4和强排系统5，所述的岸边厂房本体1位于地平以上的部分通过所述的围挡系统3围护，所述的岸边厂房本体1位于地平以下的部分通过所述的防渗系统4围护，进入所述岸边厂房本体1内的淹没水通过所述的强排系统5排出所述的围挡系统3；所述尾水涵洞2从所述围挡系统3的下部穿出所述的围挡系统3。由于所述的岸边厂房结构除了包括岸边厂房本体1和与该岸边厂房本体1连通的尾水涵洞2外，本申请还以所述的岸边厂房本体为中心分别设置了围挡系统3、防渗系统4和强排系统5，并使所述的岸边厂房本体1位于地平以上的部分通过所述的围挡系统3围护，使所述的岸边厂房本体1位于地平以下的部分通过所述的防渗系统4围护，而进入所述岸边厂房结构内的淹没水则通过所述的强排系统排5出所述的围挡系统3。这样，当出现极端气候或发生地质灾害时，所述岸边厂房本体位于地平以上的部分可以通过所述的围挡系统3保护，而所述的岸边厂房本体位于地平以下的部分可以通过所述的防渗系统4保护，从而使所述的岸边厂房本体1既使是建在易渗透山区的岸坡上，在出现极端气候或发生地质灾害时，仍然能得到有效的保护，达到降低岸边厂房本体损失和保护操作人员安全的目的。同时，既使出现范围不大的超出预计的极端气候或地质灾害，使部分洪水进入岸边厂房结构的围挡系统3内，也可以通过所述的强排系统排5出所述的围挡系统3，以最大限度的保护本申请所述的岸边厂房结构。
上述实施方式中，为了简化所述围挡系统的结构，既方便在新建电站中施工，又方便在改扩建电站中修筑，本申请将所述的围挡系统3设置为依据所述岸边厂房本体1所依靠的外部边坡基础6建造的挡墙结构7。此时，优选的所述挡墙结构7为后序可以加高、加固的重力式挡墙，或者为后序可以加高、加固的扶壁式挡墙。而为了方便所述挡墙结构7与已有边坡之前的连接，或者所述挡墙结构7与已有建筑之间的连接，在所述挡墙结构7与已有边坡之间设置有搭接键槽和防渗止水片。同时，为了适应山区电站山洪易发，地质灾害易起的现实状况，在所述的挡墙结构7上设置有进厂防洪门8，所述的进厂防洪门8包含有快速开闭机械9。这样，当出现较大的山洪并进入本申请所述的岸边厂房结构内时，便可以通过所述的有快速开闭机械9快速打开所述的进厂防洪门8将进入本申请所述的岸边厂房结构内的洪水或泥石流排出本申请所述的岸边厂房结构，以最大限度的保护岸边厂房本体1。
参照现有防渗结构，为了方便本申请所述岸边厂房结构的建造，可以将所述的防渗系统4为建造在所述围挡系统3下方基础内的防渗挡墙，也可以将所述的防渗系统4为建造在所述围挡系统3下方基础内的防渗灌浆帷幕。此时，如果选择防渗灌浆帷幕，其优选的结构为双排灌浆孔灌浆结构，以提高防渗效果，方便浆液灌注。
进一步的，为了既排出地基中的渗透水，又在出现山洪进入本申请所述岸边厂房结构内的最大限度的排出所述的围挡系统3，以保护本申请所述的岸边厂房本体1，本申请所述的强排系统5包括排水沟10、集水井11和抽排机械12，所述的排水沟10在所述岸边厂房结构内的地平基础上纵横布置，所述的集水井11与纵横布置的所述排水沟10配套布置在所述的岸边厂房结构内，经过所述排水沟10汇集的淹没水通过所述的抽排机械12排出所述的岸边厂房结构；再结合本申请修建了围挡系统3的结构特点，所述的排水沟10还包括沿围挡系统走向设置的排水环沟13，在所述的排水环沟13上也布置有临近所述围挡系统3的集水井11，在所述的集水井11内也布置有所述的抽排机械12。同时，为了能即时排出集水井中的集水以及进入岸边厂房结构内的洪水，本申请中，所述集水井11的容积V、所述岸边厂房结构内的渗透量Q、所述岸边厂房结构内的集雨量P以及所述抽排机械12的总抽排能力∑W之间的关系按下述公式确定，
V≥(2x3600xQ)+(2x3600xP)，
∑W≥Q+P，
其中，P为岸边厂房结构的集雨量总和，并包括厂区降雨量以及可能的后边坡集雨量，单位m3/s；
∑W为布置在岸边厂房结构内的所有抽排机械抽排能力总和，但不包括移动抽排机械，单位m3/s；
Q为岸边厂房结构单位时间内的渗漏量，单位m3/s；
V为集水井容积，单位m3/s。
总结现有技术中常出现极端气候或发生地质灾害后，岸边厂房的现场状况，为了最大限度的保证在上述情况发生初期或者状况不是十分严重时，电站能继续工作，或较为严重的状况发生时，能即时排出尾水，本申请将所述尾水涵洞2的出水方向与所述岸边厂房结构以外的天然河道14的水流方向相适应，其坡比i大于所述天然河道14的自然坡比i0。
综上所述，采用本申请所述的岸边厂房结构后，对现有技术重新定义了山区岸边河流对于灾害尤其是洪水-泥石流灾害的认识；从风险角度，阐释了目前执行的《水利水电工程等级划分及洪水标准》、《水电站厂房设计规范》对于山区水电站岸边厂房区防洪设计的不适应。提出了以洪水-泥石流灾害标准，确定厂房区防洪围挡结构的防洪防地灾标准。
同时，提出了一套新的防洪防地灾理念，通过整合现有资源和措施，增设围挡系统、防渗-强排系统、尾水自排系统、污水系统、自动监测-控制系统、逃生系统等等、协同不同系统间的功能，以较低的投资，换来整个厂区防洪防灾水平大幅提高，具有较高的效费比。同时，本发明的各系统布置具有较高的实用性、施工难度较低、施工干扰较小等优势，适合广大新建山区河流的岸边厂房的防洪设计、已建成厂房区防洪技术改造以及受淹卖厂房区的灾后应急抢险修复工程。

Claims (10)

1.一种易渗山区水电站用岸边厂房结构，包括岸边厂房本体(1)和与该岸边厂房本体(1)连通的尾水涵洞(2)，其特征在于：所述的岸边厂房结构还包括围挡系统(3)、防渗系统(4)和强排系统(5)，所述的岸边厂房本体(1)位于地平以上的部分通过所述的围挡系统(3)围护，所述的岸边厂房本体(1)位于地平以下的部分通过所述的防渗系统(4)围护，进入所述岸边厂房结构内的淹没水通过所述的强排系统(5)排出所述的围挡系统(3)；所述尾水涵洞(2)从所述围挡系统(3)的下部穿出所述的围挡系统(3)。
2.根据权利要求1所述的易渗山区水电站用岸边厂房结构，其特征在于：所述的围挡系统(3)为依据所述岸边厂房本体(1)所依靠的外部边坡基础(6)建造的挡墙结构(7)。
3.根据权利要求2所述的易渗山区水电站用岸边厂房结构，其特征在于：所述的挡墙结构(7)为后序可以加高、加固的重力式挡墙，或者为后序可以加高、加固的扶壁式挡墙。
4.根据权利要求2或3所述的易渗山区水电站用岸边厂房结构，其特征在于：在所述挡墙结构(7)与已有边坡之间设置有搭接键槽和防渗止水片，在所述的挡墙结构(7)上设置有进厂防洪门(8)，所述的进厂防洪门(8)包含有快速开闭机械(9)。
5.根据权利要求1所述的易渗山区水电站用岸边厂房结构，其特征在于：所述的防渗系统(4)为建造在所述围挡系统(3)下方基础内的防渗挡墙，或建造在所述围挡系统(3)下方基础内的防渗灌浆帷幕。
6.根据权利要求5所述的易渗山区水电站用岸边厂房结构，其特征在于：所述的防渗灌浆帷幕为双排灌浆孔灌浆结构。
7.根据权利要求1所述的易渗山区水电站用岸边厂房结构，其特征在于：所述的强排系统(5)包括排水沟(10)、集水井(11)和抽排机械(12)，所述的排水沟(10)在所述岸边厂房结构内的地平基础上纵横布置，所述的集水井(11)与纵横布置的所述排水沟(10)配套布置在所述的岸边厂房结构内，经过所述排水沟(10)汇集的淹没水通过所述的抽排机械(12)排出所述的岸边厂房结构。
8.根据权利要求7所述的易渗山区水电站用岸边厂房结构，其特征在于：所述的排水沟(10)还包括沿围挡系统走向设置的排水环沟(13)，在所述的排水环沟(13)上也布置有临近所述围挡系统(3)的集水井(11)，在所述的集水井(11)内也布置有所述的抽排机械(12)。
9.根据权利要求7所述的易渗山区水电站用岸边厂房结构，其特征在于：所述集水井(11)的容积V、所述岸边厂房结构内的渗透量Q、所述岸边厂房结构内的集雨量P以及所述抽排机械(12)的总抽排能力∑W之间的关系按下述公式确定，
V≥(2x3600xQ)+(2x3600xP)，
∑W≥Q+P，
其中，P为岸边厂房结构的集雨量总和，并包括厂区降雨量以及可能的后边坡集雨量，单位m3/s；
∑W为布置在岸边厂房结构内的所有抽排机械抽排能力总和，但不包括移动抽排机械，单位m3/s；
Q为岸边厂房结构单位时间内的渗漏量，单位m3/s；
V为集水井容积，单位m3/s。
10.根据权利要求1、2、3、5、6、7、8或9所述的易渗山区水电站用岸边厂房结构，其特征在于：所述尾水涵洞(2)的出水方向与所述岸边厂房结构以外的天然河道(14)的水流方向相适应，其坡比i大于所述天然河道(14)的自然坡比i0。
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