CN108316259A - 导流隧洞单设临时堵头联合闸门下闸封堵布置及方法 - Google Patents

导流隧洞单设临时堵头联合闸门下闸封堵布置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公布了导流隧洞单设临时堵头联合闸门下闸封堵布置及方法，它包括多条导流隧洞(9)组成导流隧洞群，所述的导流隧洞群分两批下闸，首批下闸的所述的导流隧洞(9)包括导流隧洞进口段(1)和导流隧洞洞身(1.1)；在所述的导流隧洞进口段(1)设置有低水头封堵闸门(3)，在所述的导流隧洞进口段(1)设置有进水塔(2)，在所述的进水塔(2)的顶部安装有小容量启闭机(4)；在所述的导流隧洞洞身(1.1)的上游段设置有临时堵头(7)，在所述的临时堵头(7)的下游侧设置有永久堵头(8)。本发明克服了现有技术中导流隧洞封堵闸门挡水水头高、启闭机容量大，工程投资大的缺点，具有对现有导流隧洞下闸封堵技术创新的优点。

Description

导流隧洞单设临时堵头联合闸门下闸封堵布置及方法
技术领域
本发明涉及到水利水电技术领域，更加具体地是导流隧洞单设临时堵头联合闸门下闸封堵布置及方法。
背景技术
在山区河流修建水电工程，施工期常采用围堰一次拦断河床、导流隧洞导流的施工导流方案。对于径流量较大的河流，常布置2条及以上导流隧洞，形成导流隧洞群，导流隧洞群在完成导流泄水任务后，必须进行下闸封堵以满足蓄水发电要求。导流隧洞群下闸后，为满足施工期水流下泄要求，一般采用导流底孔、坝身中孔或岸边泄洪洞向下游供水。常规的导流隧洞群下闸封堵方案是在导流隧洞进口设置闸门闸室，导流隧洞封堵时，采用启闭机下封堵闸门，利用封堵闸门挡水保护永久堵头施工，永久堵头施工完成后采用永久堵头与大坝联合挡水运行。
导流隧洞群常规下闸封堵方案技术成熟，但存在以下不足之处：
(1)导流隧洞群封堵闸门挡水水头高、启闭机容量大，封堵闸门及启闭机投资大。导流隧洞群全部下闸后，一般采用导流底孔、坝身中孔或岸边泄洪洞等泄水建筑物下泄施工期水流，采用上述泄水建筑物泄流，上游水位需雍高至一定高程，才能满足水流下泄要求，故封堵闸门挡水水头高，如已建的溪洛渡和龙滩水电站，导流隧洞封堵闸门最大挡水水头分别为100.18m和105.0m，糯扎渡水电站导流隧洞封堵闸门最大挡水水头已达到119.0m，在建的乌东德和白鹤滩水电站，导流隧洞设计封堵闸门最大挡水水头也超过了100m。
(2)对于导流隧洞进口地质条件复杂的工程，导流隧洞封堵期挡高水头运行，导流隧洞进口结构存在一定的安全风险。导流隧洞属于临时工程，部分工程进口地质条件复杂，高水头运行时，导流隧洞进口结构挡水安全风险大。
(3)对于布置多条导流隧洞的工程，为减少导流隧洞进口开挖及支护工程量，同岸布置的多条导流隧洞一般采用错距布置，对于进口地质条件复杂的工程，错距布置将导致导流隧洞下闸封堵期进口段存在中隔墩偏压问题，增大了封堵期进口结构风险。
发明内容
本发明的第一目的在于克服上述背景技术的不足之处，而提出导流隧洞单设临时堵头联合闸门下闸封堵布置。
本发明的第一目的是通过如下布置方案来实施的：导流隧洞单设临时堵头联合闸门下闸封堵布置，它包括多条导流隧洞组成导流隧洞群，所述的导流隧洞群包括两批分别下闸的所述的导流隧洞，首批下闸的所述的导流隧洞包括导流隧洞进口段和导流隧洞洞身；在所述的导流隧洞进口段设置有低水头封堵闸门，在所述的导流隧洞进口段设置有进水塔，在所述的进水塔的顶部安装有小容量启闭机；在所述的导流隧洞洞身的上游段设置有临时堵头，在所述的临时堵头的下游侧设置有永久堵头。
在上述技术方案中：所述的临时堵头单独设置在低水头封堵闸门之后，并与所述的永久堵头分开布置。
在上述技术方案中：所述的导流隧洞由一条或多条组成。
在上述技术方案中：所述的永久堵头位于所述的导流隧洞与大坝主帷幕线的交汇处。
在上述技术方案中：所述的导流隧洞洞内周身设置有衬砌。
本发明的第二目的在于提出一种施工方法：导流隧洞单设临时堵头联合闸门下闸封堵的方法，其特征在于：它包括如下步骤；
①、下闸首批所述的导流隧洞，利用第二批未下闸的导流隧洞下泄施工期上游来水，采用小容量启闭机下闸低水头封堵闸门对所述的首批下闸的导流隧洞洞内进行挡水，创造所述的首批下闸的导流隧洞洞内干地施工条件；
②、在导流隧洞洞身进行首批下闸的所述的导流隧洞洞内临时堵头施工；
③、待所述的临时堵头完工并具备挡水条件后，将所述的低水头封堵闸门与所述的临时堵头之间充水平压，所述的临时堵头开始挡水，并为位于所述的临时堵头下游侧设置的所述的永久堵头干地施工创造条件；
④、下闸第二批所述的导流隧洞，第二批所述的导流隧洞的上游水位逐渐升高，首批下闸的所述的导流隧洞内的临时堵头继续代替常规的高水头封堵闸门运行挡水；第二批所述的导流隧洞内的永久堵头在常规高水头封堵闸门保护下进行施工；
⑤、待首批下闸的所述的导流隧洞内的永久堵头和第二批下闸的所述的导流隧洞内的永久堵头施工完成并具备挡水条件时，导流隧洞群下闸封堵完成。
在上述技术方案中：在步骤⑤中；所述的导流隧洞群包括首批和第二批下闸的全部导流隧洞内永久堵头施工完成且具备挡水条件。
在上述技术方案中：首批下闸的所述的导流隧洞为任意选取的一条或多条导流隧洞；对于导流隧洞进口段地质条件较复杂的一条或多条导流隧洞，可优先选取为首批下闸导流隧洞。
本发明具有如下优点：
(1)可显著降低首批下闸导流隧洞封堵闸门挡水水头，优化封堵闸门及启闭机系统，节省工程投资(如乌东德水电站首批下闸右岸3#、4#导流隧洞，右岸3#、4#导流隧洞封堵闸门挡水水头由常规方案的108.88m降低至33m左右，封堵闸门由525t/扇降低至325t/扇，启闭机容量由18000kN降低至9000kN，4套封堵闸门共节省金属结构800t，4套启闭机共节省金属结构1000t，封堵闸门及启闭机优化可节省工程投资约4680万元)。
(2)可显著降低首批下闸导流隧洞进口结构及上游洞身段封堵期挡水水头，明显改善进口结构受力条件，提高其挡水安全性(如乌东德水电站首批下闸右岸3#、4#导流隧洞，进口错距70m布置，中隔墩最小厚度为21.5m，地质条件差，为Ⅳ围岩，按常规下闸封堵布置及方法，进口中隔墩设计偏压挡水水头为108.88m，进口结构受力条件较差，安全风险较大；采用本技术方案后，中隔墩设计偏压挡水水头可降低至33.0m左右，降幅达到70％，基本消除进口结构挡水安全风险)。
(3)可显著降低首批下闸导流隧洞封堵闸门挡水期上游水位，为首批下闸导流隧洞封堵闸门及启闭机回收利用创造条件(如乌东德水电站首批下闸右岸3#、4#导流隧洞，按常规下闸封堵布置及方法，进口封堵闸门挡水水位为920.88m，采用本技术方案后，进口封堵闸门挡水水位降低至845.0m，低于右岸3#、4#导流隧洞进水塔顶部高程为846m，为右岸3#、4#导流隧洞封堵闸门及启闭机回收利用创造了条件)。
(4)首批下闸导流隧洞单设临时堵头，不与永久堵头结合布置，有利于临时堵头快速形成并挡水，有利于第二批导流隧洞尽早下闸，为永久堵头施工争取工期(如乌东德水电站首批下闸右岸3#、4#导流隧洞，若3#、4#导流隧洞单独设置临时堵头，则临时堵头施工工期可缩短约20天)。
(5)本发明可提高导流隧洞群下闸封堵期间的安全性与经济性，有益于进一步优化目前的导流隧洞群下闸封堵布置及方法，是对现有水利水电工程导流隧洞下闸封堵技术的创新。
附图说明
图1为本发明的首批下闸导流隧洞临时堵头结构示意图。
图2为本发明中导流隧洞永久堵头结构示意图。
图3为本发明导流隧洞群下闸封堵程序图。
图中：导流隧洞进口段1、导流隧洞洞身1.1、进水塔2、低水头封堵闸门3、小容量启闭机4、衬砌5、大坝主帷幕线6、临时堵头7、永久堵头8、导流隧洞9。
具体实施方式
下面结合附图详细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1-2所示：导流隧洞单设临时堵头联合闸门下闸封堵布置，它包括多条导流隧洞9组成导流隧洞群，所述的导流隧洞群包括两批分别下闸的所述的导流隧洞9，首批下闸的所述的导流隧洞9包括导流隧洞进口段1和导流隧洞洞身1.1；在所述的导流隧洞进口段1设置有低水头封堵闸门3，在所述的导流隧洞进口段1设置有进水塔2，在所述的进水塔2的顶部安装有小容量启闭机4；在所述的导流隧洞洞身1.1的上游段设置有临时堵头7(图中L1)，在所述的临时堵头7的下游侧设置有永久堵头8(图中L)。
所述的临时堵头7单独设置在低水头封堵闸门3之后，并与所述的永久堵头8分开布置；所述的导流隧洞9由一条或多条组成。
所述的永久堵头8位于所述的导流隧洞9与大坝主帷幕线6的交汇处；所述的导流隧洞9洞内周身设置有衬砌5。
参照图3所示：本发明还包括一种方法：导流隧洞单设临时堵头联合闸门下闸封堵的方法，它包括如下步骤；
①、下闸首批所述的导流隧洞9，利用第二批未下闸的导流隧洞9下泄施工期上游来水，采用小容量启闭机4下闸低水头封堵闸门3对首批下闸的所述的导流隧洞9洞内进行挡水(图中箭头表示水流方向)，创造首批下闸的所述的导流隧洞9洞内干地施工条件；
②、在导流隧洞洞身1.1进行首批下闸的所述的导流隧洞9洞内临时堵头7施工，；
③、待所述的临时堵头7完工并具备挡水条件后，将所述的低水头封堵闸门3与所述的临时堵头7之间充水平压，所述的临时堵头7开始挡水，并为位于所述的临时堵头7下游侧设置的所述的永久堵头8干地施工创造条件；
④、下闸第二批所述的导流隧洞9，第二批所述的导流隧洞9的上游水位逐渐升高，首批下闸的所述的导流隧洞9内的临时堵头7继续代替常规的高水头封堵闸门运行挡水(图中A表示水位线)；第二批所述的导流隧洞9内的永久堵头8在常规高水头封堵闸门保护下进行施工；
⑤、待首批下闸的所述的导流隧洞9内的永久堵头8和第二批下闸的所述的导流隧洞9内的永久堵头8施工完成并具备挡水条件时，导流隧洞群下闸封堵完成。
在步骤⑤中；所述的导流隧洞群包括首批下闸的所述的导流隧洞9内永久堵头8及第二批下闸的导流隧洞9内永久堵头8全部施工完成且具备挡水条件。
首批下闸的所述的导流隧洞9为任意选取的一条或多条导流隧洞9；对于导流隧洞进口段地质条件较复杂的一条或多条导流隧洞可优先选取为导流隧洞9。
上述未详细说明的部分均为现有技术。

Claims (8)

1.导流隧洞单设临时堵头联合闸门下闸封堵布置，其特征在于：它包括多条导流隧洞(9)组成导流隧洞群，所述的导流隧洞群包括两批分别下闸的所述的导流隧洞(9)，首批下闸的所述的导流隧洞(9)包括导流隧洞进口段(1)和导流隧洞洞身(1.1)；在所述的导流隧洞进口段(1)设置有低水头封堵闸门(3)，在所述的导流隧洞进口段(1)设置有进水塔(2)，在所述的进水塔(2)的顶部安装有小容量启闭机(4)；在所述的导流隧洞洞身(1.1)的上游段设置有临时堵头(7)，在所述的临时堵头(7)的下游侧设置有永久堵头(8)。
2.根据权利要求1所述的导流隧洞单设临时堵头联合闸门下闸封堵布置，其特征在于：所述的临时堵头(7)单独设置在低水头封堵闸门(3)之后，并与所述的永久堵头(8)分开布置。
3.根据权利要求1或2所述的导流隧洞单设临时堵头联合闸门下闸封堵布置，其特征在于：所述的导流隧洞(9)由一条或多条组成。
4.根据权利要求3所述的导流隧洞单设临时堵头联合闸门下闸封堵布置，其特征在于：所述的永久堵头(8)位于所述的导流隧洞(9)与大坝主帷幕线(6)的交汇处。
5.根据权利要求4所述的导流隧洞单设临时堵头联合闸门下闸封堵布置，其特征在于：所述的导流隧洞(9)洞内周身设置有衬砌(5)。
6.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的导流隧洞单设临时堵头联合闸门下闸封堵的方法，其特征在于：它包括如下步骤；
①、下闸首批所述的导流隧洞(9)，利用第二批未下闸的导流隧洞(9)下泄施工期上游来水，采用小容量启闭机(4)下闸低水头封堵闸门(3)对所述的首批下闸的导流隧洞(9)洞内进行挡水，创造所述的首批下闸的导流隧洞(9)洞内干地施工条件；
②、在导流隧洞洞身(1.1)进行首批下闸的所述的导流隧洞(9)洞内临时堵头(7)施工；
③、待所述的临时堵头(7)完工并具备挡水条件后，将所述的低水头封堵闸门(3)与所述的临时堵头(7)之间充水平压，所述的临时堵头(7)开始挡水，并为位于所述的临时堵头(7)下游侧设置的所述的永久堵头(8)干地施工创造条件；
④、下闸第二批所述的导流隧洞(9)，第二批所述的导流隧洞(9)的上游水位逐渐升高，首批下闸的所述的导流隧洞(9)内的临时堵头(7)继续代替常规的高水头封堵闸门运行挡水；第二批所述的导流隧洞(9)内的永久堵头(8)在常规高水头封堵闸门保护下进行施工；
⑤、待首批下闸的所述的导流隧洞(9)内的永久堵头(8)和第二批所述的导流隧洞(9)内的永久堵头(8)施工完成并具备挡水条件时，导流隧洞群下闸封堵完成。
7.根据权利要求6所述的导流隧洞单设临时堵头联合闸门下闸封堵的方法，其特征在于：在步骤⑤中；所述的导流隧洞群包括首批下闸的所述的导流隧洞(9)内永久堵头(8)及第二批下闸的导流隧洞(9)内永久堵头(8)全部施工完成且具备挡水条件。
8.根据权利要求7所述的导流隧洞单设临时堵头联合闸门下闸封堵的方法，其特征在于：首批下闸的所述的导流隧洞(9)为任意选取的一条或多条导流隧洞(9)。
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