CN105369786B - 导流隧洞改建生态放水洞的弧形闸门闸室结构及布置方法 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种导流隧洞改建生态放水洞的弧形闸门闸室结构及布置方法；它包括导流隧洞改建体(1)，弧形闸门室(2)紧贴在所述的导流隧洞改建体(1)下游，在所述的弧形闸门室(2)两侧浇筑有侧墙(4)，在所述的弧形闸门室(2)四周设置有固结灌浆孔(10)；在所述的弧形闸门室(2)的下方设置有扩散墩(5)；所述的弧形闸门室(2)包括位于中间的操作室(9)，位于底部的底板(3)；在所述的操作室(9)下方浇筑有弧形闸门支撑体(6)，在所述的弧形闸门支撑体(6)上设置有可控制开度的弧形闸门(7)；它克服了现有技术中弧形闸门推力大、扬压力水平高的条件下闸室不稳定的缺点，具有解决了水库蓄水期不断流、大流量放水、导流隧洞平面闸门高水头动水闭门困难的优点。

Description

导流隧洞改建生态放水洞的弧形闸门闸室结构及布置方法

技术领域

本发明属于水利水电工程施工导流技术领域，更加具体来说是导流隧洞改建生态放水洞的弧形闸门闸室结构及布置方法。

背景技术

1、目前国内外导流隧闸门洞封及闸室工作条件；高山峡谷地区修建高坝，施工导流前期通常采用围堰拦断河床、导流隧洞泄流的导流方式，施工导流后期，采取坝身临时导流底孔和岸边导流隧洞的导流方式。导流隧洞一般采用进口平板闸门下闸封堵，平板闸门闸室布置在隧洞进口，闸室水推力由闸室侧墙直接传递给山体，下闸封堵后，闸室淹没在水下，由于混凝土重度大于水重，闸室没有抗浮稳定问题。

综上所述，传统的导流洞平面封堵闸门的闸门室设计技术难度不高。

2、目前国内外泄洪洞、放空洞等其它水工隧洞弧形闸门室工作条件

泄洪洞、放空洞等其它水工隧洞采用弧形闸门控制时，闸门室有以下两种布置方式：

(1)弧形闸门室布置在进口:闸室段开挖尺寸比其下游隧洞开挖尺寸大，弧形闸门水推力可以正压力的方式直接传递到后面山体；闸门室顶部高程高于库水位，闸室顶部有山体覆盖，不存在抗浮稳定问题。

(2)弧形闸门室布置在隧洞中部：这种条件下，闸室一般布置在防渗帷幕下游，而隧洞有防渗措施，因此，闸室底板扬压力较小，且闸室埋置在山体内部，不存在抗滑及抗浮稳定问题。

综上所述，泄洪洞、放空洞等其它水工隧洞弧形闸门室设计技术难度不高。

3.高坝导流隧洞改建为生态放水洞并采用弧形闸门封堵时，弧形闸门闸室的工作条件

(1)导流洞衬砌透水性强，下闸封堵后水头高，一般超过150m，闸室弧形闸门推力及底板扬压力均很大；

(2)导流隧洞改建成生态放水洞，闸室开挖断面与隧洞断面大小一致，弧形闸门推力不能以正压力的方式传递给山体，只能通过底板摩擦力及粘聚力传递给山体，闸室抗滑稳定条件差；

(3)弧形闸门安装及操作对空间要求高，而闸室稳定需要混凝土压重大，二者相互矛盾。

综上所述，高坝导流隧洞改建为生态放水洞并采用弧形闸门封堵时，弧形闸门闸室的工作条件复杂，设计技术难度高，尚无先例。

发明内容

本发明的第一目的在于克服现有技术中弧形闸门推力大、扬压力水平高的条件下闸室不稳定的缺点，而提出一种导流隧洞改建生态放水洞的弧形闸门闸室结构，其提高闸室结构体与围岩的摩擦力，提高闸室条件大大改善。

本发明导流隧洞改建生态放水洞的弧形闸门闸室结构它包括导流隧洞改建体，弧形闸门室紧贴在所述的导流隧洞改建体下游，在所述的弧形闸门室两侧浇筑有侧墙，在所述的弧形闸门室四周设置有固结灌浆孔；在所述的弧形闸门室的下方设置有扩散墩；所述的弧形闸门室包括位于中间的操作室，位于底部的底板；在所述的操作室下方浇筑有弧形闸门支撑体，在所述的弧形闸门支撑体上设置有可控制开度的弧形闸门。

在上述技术方案中：在所述的操作室顶部设混凝土顶板，在所述的操作室内设置有启闭机，启闭机上设置压缩杆。

在上述技术方案中：所述的底板与导流隧洞改建体的流道下底面倾斜布置。

本发明的第二目的克服现有技术中的不足之处，而提出一种导流隧洞改建生态放水洞的弧形闸门闸室结构布置方法，其闸门室空间满足操作要求的同时，又能满足顶部受力要求。

本发明导流隧洞改建生态放水洞的弧形闸门闸室结构布置方法，它包括在拱坝施工中后期，选择任意一个导流隧洞改建成导流隧洞改建体，包括如下步骤：

①、预先拆除原有的导流隧洞四周衬砌，将底板开挖成倾向上游的反坡结构，并用混凝土浇筑前围岩干净完整；

②、修建弧形闸门室紧贴在所述的导流隧洞改建体下游；

③、用混凝土浇筑弧形闸门室内的操作平台以下部分，做出弧形闸门支撑体和底板；

④、用混凝土浇筑弧形闸门室两侧形成侧墙，同时浇筑侧墙同侧面外延的扩散墩；

⑤、分别安装弧形闸门在弧形闸门支撑体上，启闭机在操作室内，并在启闭机上设置压缩杆；

⑥、浇筑操作平台以上部分，完成操作室和操作平台浇筑，并将弧形闸门室周边固结灌浆，并设置固结灌浆孔。

在上述技术方案中：在步骤③中；所述的底板的流道与导流隧洞改建体的上下游流道衔接平顺。

在上述技术方案中：在操作室顶部设混凝土顶板,使操作室与侧墙形成一个整体。

本发明具有如下技术优点：

(1)解决了导流隧洞改建生态放水洞的弧形闸门闸室结构因弧形闸门推力大、扬压力水平高导致闸室不稳定的问题。

(2)为导流隧洞改建为弧形门控制的生态放水洞方案提供了技术支撑，解决了导流隧洞下闸蓄水期不断流、大流量放水、维持河流生态、导流隧洞平面闸门高水头动水闭门困难等问题。

(3)改建的导流隧洞由大尺寸的平板闸门变为小尺寸的弧形闸门挡水，闸门挡水水压力明显减小；避免了导流隧洞直接作为生态放水洞时平面闸门高水头动水闭门问题。

(4)避免在高拱坝坝身低高程部位设置导流底孔，改善了坝体应力分布，对坝体结构安全有利。

(5)一个导流底孔的投资约为4000-5000万元，导流隧洞改建为生态放水洞的费用约为1000万元，因此本发明技术方案可节约工程直接投资7500万元以上。

(6)避免导流底孔及其配套门槽的设置影响坝体混凝土浇筑施工进度，无需布置闸门临时启闭设备，可缩短大坝施工期1～2个月。如乌东德水电站第一批两台机组一个月平均发电量5.4亿KWh，坝身不设导流底孔提前1-2个月发电可增加效益约3.6亿元，增加的发电效益十分明显。

附图说明

图1导流隧洞改建生态放水洞封堵弧形闸门闸室纵剖面图。

图2导流隧洞改建生态放水洞封堵弧形闸门闸室操作平台平面图。

图3导流隧洞改建生态放水洞封堵弧形闸门闸室横剖面图。

图中：导流隧洞改建体1、弧形闸门室2、操作平台2.1、底板3、反坡结构3.1、侧墙4、扩散墩5、弧形闸门支撑体6、弧形闸门7、启闭机8、压缩杆8.1、操作室9、混凝土顶板9.1、固结灌浆孔10、衬砌11。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。

参照图1-3所示：导流隧洞改建生态放水洞的弧形闸门闸室结构，它包括导流隧洞改建体1，导流隧洞改建体1自身稳定；弧形闸门室2紧贴在所述的导流隧洞改建体1下游，在所述的弧形闸门室2两侧浇筑有侧墙4，在所述的弧形闸门室2四周设置有固结灌浆孔10；在所述的弧形闸门室2的下方设置有扩散墩5。

所述的弧形闸门室2包括位于中间的操作室9，位于底部的底板3；在所述的操作室9下方浇筑有弧形闸门支撑体6，在所述的弧形闸门支撑体6上设置有可控制开度的弧形闸门7；在所述的操作室9顶部设混凝土顶板9.1；在所述的操作室9内设置有启闭机8，启闭机8上设置压缩杆8.1；所述的底板3与导流隧洞改建体1的流道下底面倾斜布置。

下面详细阐述本发明的具体施工步骤：本发明导流隧洞改建生态放水洞的弧形闸门闸室结构布置方法，它包括在拱坝施工中后期，选择任意一个导流隧洞改建成导流隧洞改建体1，包括如下步骤：

①、预先拆除原有的导流隧洞四周衬砌11，将底板3开挖成倾向上游的反坡结构3.1，并用混凝土浇筑前围岩干净完整；

②、修建弧形闸门室2紧贴在所述的导流隧洞改建体1下游；通过启闭机8操作弧形闸门7，可以调节流量或封堵隧洞。

③、用混凝土浇筑弧形闸门室2内的操作平台2.1以下部分，做出弧形闸门支撑体6和底板3；

④、用混凝土浇筑弧形闸门室2两侧形成侧墙4，同时浇筑侧墙4同侧面外延的扩散墩5；

⑤、分别安装弧形闸门7在弧形闸门支撑体6上，启闭机8在操作室9内，并在启闭机8上设置压缩杆8.1；

⑥、浇筑操作平台2.1以上部分，完成操作室9和操作平台2.1浇筑，并将弧形闸门室2周边固结灌浆，并设置固结灌浆孔10。

在步骤③中；所述的底板3的流道与导流隧洞改建体1的上下游流道衔接平顺；导流隧洞改建体1需自身稳定，闸门室仅承担弧形闸门推力和底板扬压力及周边渗透压力；在操作室9顶部设混凝土顶板9.1,使操作室9与侧墙4形成一个整体；将弧形闸门推力以摩擦力及粘聚力的方式传递给围岩。

上述未详细说明的部分均为现有技术。

Claims (4)

1.导流隧洞改建生态放水洞的弧形闸门闸室结构，它包括导流隧洞改建体(1)，其特征在于：弧形闸门室(2)紧贴在所述的导流隧洞改建体(1)下游，在所述的弧形闸门室(2)两侧浇筑有侧墙(4)，在所述的弧形闸门室(2)四周设置有固结灌浆孔(10)；在所述的弧形闸门室(2)的下方设置有扩散墩(5)；所述的弧形闸门室(2)包括位于中间的操作室(9)，位于底部的底板(3)；在所述的操作室(9)下方浇筑有弧形闸门支撑体(6)，在所述的弧形闸门支撑体(6)上设置有可控制开度的弧形闸门(7)；在所述的操作室(9)顶部设混凝土顶板(9.1)，在所述的操作室(9)内设置有启闭机(8)，启闭机(8)上设置压缩杆(8.1)；所述的底板(3)与导流隧洞改建体(1)的流道下底面倾斜布置。

2.布置权利要求1所述的导流隧洞改建生态放水洞的弧形闸门闸室结构的方法，它包括在拱坝施工中后期，选择任意一个导流隧洞改建成导流隧洞改建体(1)，其特征在于：包括如下步骤：

①、预先拆除原有的导流隧洞四周衬砌(11)，将底板(3)开挖成倾向上游的反坡结构(3.1)，并用混凝土浇筑前围岩干净完整；

②、修建弧形闸门室(2)紧贴在所述的导流隧洞改建体(1)下游；

③、用混凝土浇筑弧形闸门室(2)内的操作平台(2.1)以下部分，做出弧形闸门支撑体(6)和底板(3)；

④、用混凝土浇筑弧形闸门室(2)两侧形成侧墙(4)，同时浇筑侧墙(4)同侧面外延的扩散墩(5)；

⑤、分别安装弧形闸门(7)在弧形闸门支撑体(6)上，启闭机(8)在操作室(9)内，并在启闭机(8)上设置压缩杆(8.1)；

⑥、浇筑操作平台(2.1)以上部分，完成操作室(9)和操作平台(2.1)浇筑，并将弧形闸门室(2)周边固结灌浆，并设置固结灌浆孔(10)。

3.根据权利要求2所述的导流隧洞改建生态放水洞的弧形闸门闸室结构布置方法，其特征在于：在步骤③中；所述的底板(3)的流道与导流隧洞改建体(1)的上下游流道衔接平顺。

4.根据权利要求3所述的导流隧洞改建生态放水洞的弧形闸门闸室结构布置方法，其特征在于：在操作室(9)顶部设混凝土顶板(9.1),使操作室(9)与侧墙(4)形成一个整体。