CN108797535A - 调压井及其压力管道系统的结构与开挖施工方法 - Google Patents

调压井及其压力管道系统的结构与开挖施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种调压井及其压力管道系统的结构与开挖施工方法，调压井结构包括：竖井、下井室、上井室和连接段管道；压力管道系统结构包括：上平段管道、上圆弧段管道、竖井段管道、下圆弧段管道和下平段管道；开挖施工方法包括：第一施工支洞开挖、第二施工支洞开挖、第三施工支洞开挖、上部工作面开挖、下部工作面开挖和竖井工作面开挖。本发明优点在于通过将竖井、连接段管道及竖井段管道布置在同一竖轴线上，使竖井、连接段管道及竖井段管道共用一套竖井施工设备，减少了竖井施工设备的投入和施工所需的施工支洞数量；通过将调压井及压力管道系统结构与施工充分结合，实现缩短工程建设工期、节省工程投资的目的。

Description

调压井及其压力管道系统的结构与开挖施工方法
技术领域
本发明涉及水利水电工程中的发电引水系统，尤其是涉及长距离、高水头有压引水式水电站调压井及其压力管道系统的结构与开挖施工方法。
背景技术
目前，长距离、高水头有压引水式水电站在水利水电工程中应用较多，由于地形条件的限制，调压井及压力管道系统通常布置在山体内部。由于长距离、高水头有压引水式水电站通常具有埋深大、调压井竖井和压力管道竖井高度大的特点，使得其施工过程复杂，工期长、投资大。为了满足调压井及压力管道系统的施工需要，通常在山体内设置多条施工支洞，通过施工支洞，到达山体内各个工作面进行调压井及压力管道系统的施工作业。施工完成后，作为施工期使用的施工支洞便完成其功能，通常情况下是被封堵，或者部分被保留并进行适当改造，用作压力管道运行期的检修通道。在实际工程中，合理地选择调压井及压力管道系统结构及与其相适应的施工方法，使调压井及压力管道系统结构与施工充分结合，在满足施工及运行需要的同时，减少施工支洞的数量和长度，对缩短工程建设工期、节省工程投资等都有着重要意义。
发明内容
本发明目的在于提供一种调压井及其压力管道系统的结构与开挖施工方法，实现在满足施工及运行需要的同时，减少施工支洞的数量和长度。
为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：
本发明所述调压井及其压力管道系统的结构与开挖施工方法，所述调压井结构包括：竖井、下井室、上井室和连接段管道；所述压力管道系统结构包括：上平段管道、上圆弧段管道、竖井段管道、下圆弧段管道和下平段管道；所述开挖施工方法包括：、第一施工支洞开挖、第二施工支洞开挖、第三施工支洞开挖、上部工作面开挖、下部工作面开挖和竖井工作面开挖；
所述上部工作面开挖施工步骤如下：
S1.1、按照设计要求开挖所述第一施工支洞到达设定的所述下井室位置，然后开挖下井室到达设定的所述竖井位置；
S1.2、从下井室或第一施工支洞侧向开挖所述第二施工支洞到达设定的所述上平段管道位置，第二施工支洞与设定的竖井位置在水平方向上保持一定的安全距离；然后分别向上游方向开挖上平段管道、向下游方向开挖上平段管道和所述上圆弧段管道到达设定的所述竖井段管道位置；
所述下部工作面开挖施工步骤如下：
S2.1、按照设计要求开挖所述第三施工支洞到达设定的所述下平段管道位置；
S2.2、到达设定的下平段管道后，分别向下游方向开挖下平段管道、向上游方向开挖下平段管道和下圆弧段管道到达设定的所述竖井段管道位置；
所述竖井工作面开挖施工步骤如下：
S3.1、按照设计要求开挖所述上井室和竖井到达下井室位置与下井室连通；
S3.2、然后继续侧向开挖到达设定的所述连接段管道位置；
S3.3、开挖连接段管道到达竖井段管道位置并与上圆弧段管道连通；
S3.4、开挖竖井段管道到达下圆弧段管道与下圆弧段管道连通。
所述竖井、连接段管道、竖井段管道位于同一竖轴线上。
所述上部工作面、下部工作面和竖井工作面在非交叉部位的开挖施工可同时进行。
本发明优点体现在以下方面:
1、通过将竖井、连接段管道及竖井段管道布置在同一竖轴线上，使竖井、连接段管道及竖井段管道共用一套竖井施工设备，可减少竖井施工设备的投入和竖井施工所需的施工支洞的数量；
2、下井室兼作施工支洞，与第一施工支洞、第二施工支洞一起，可兼顾上平段管道、上圆弧段管道及下井室的施工需要，缩短了施工支洞的长度；
3、为满足运行期检修需要，在施工后期，可将施工支洞适当改造，用作运行期的检修通道；
4、通过将调压井及压力管道系统结构与施工充分结合，实现缩短工程建设工期、节省工程投资的目的。
附图说明
图1是本发明所述调压井及压力管道系统的结构示意图（图中箭头所示为水流方向）。
具体实施方式
如图1所示，本发明所述调压井及其压力管道系统的结构与开挖施工方法，根据地质、地形条件，按照工程设计的总体布置，通过水力计算，确定调压井及压力管道系统各部位尺寸及高程，并满足水力计算的要求。
调压井结构包括：竖井1、下井室2、上井室3和连接段管道9；压力管道系统结构包括：上平段管道4、上圆弧段管道5、竖井段管道6、下圆弧段管道7和下平段管道8；竖井1、连接段管道9、竖井段管道6位于同一竖轴线上。
开挖施工方法包括：第一施工支洞10开挖、第二施工支洞11开挖、第三施工支洞12开挖、上部工作面开挖、下部工作面开挖和竖井工作面开挖；
所述上部工作面开挖施工步骤如下：
S1.1、按照设计要求开挖所述第一施工支洞10到达设定的所述下井室2位置，然后开挖下井室2到达设定的所述竖井1位置；
S1.2、从下井室2侧向开挖所述第二施工支洞11到达设定的上平段管道4位置；然后分别向上游方向开挖上平段管道4、向下游方向开挖上平段管道4和上圆弧段管道5到达设定的竖井段管道6位置；为满足施工交通的需要，施工支洞11的纵向坡度不宜过陡；为满足安全施工的需要，施工支洞11与竖井1在平面上保持一定的安全距离。
所述下部工作面开挖施工步骤如下：
S2.1、按照设计要求开挖所述第三施工支洞12到达设定的下平段管道8位置；
S2.2、到达设定的下平段管道8后，分别向下游方向开挖下平段管道8、向上游方向开挖下平段管道8和下圆弧段管道7到达设定的竖井段管道6位置；
开挖时，综合考虑地形、地质条件，以及下平段管道8的上、下游侧的长度等因素，合理选取第三施工支洞12的位置，使得第三施工支洞12的长度较小、下平段管道8的上、下游侧的长度均衡。
所述竖井工作面开挖施工步骤如下：
S3.1、按照设计要求开挖上井室3和竖井1到达下井室2位置与下井室2连通；
S3.2、然后继续向下开到达设定的连接段管道9位置；
S3.3、开挖连接段管道9到达竖井段管道6位置并与上圆弧段管道5连通；
S3.4、开挖竖井段管道6到达下圆弧段管道7与下圆弧段管道7连通。
本发明所述上部工作面、下部工作面和竖井工作面在非交叉部位的开挖施工，根据施工条件可同时进行。
为满足运行期检修需要，在施工后期，将施工支洞适当改造，用作运行期的检修通道。

Claims (3)

1.一种调压井及其压力管道系统的结构与开挖施工方法，其特征在于：所述调压井结构包括：竖井（1）、下井室（2）、上井室（3）和连接段管道（9）；所述压力管道系统结构包括：上平段管道（4）、上圆弧段管道（5）、竖井段管道（6）、下圆弧段管道（7）和下平段管道（8）；所述开挖施工方法包括：第一施工支洞（10）开挖、第二施工支洞（11）开挖、第三施工支洞（12）开挖、上部工作面开挖、下部工作面开挖和竖井工作面开挖；
所述上部工作面开挖施工步骤如下：
S1.1、按照设计要求开挖所述第一施工支洞（10）到达设定的所述下井室（2）位置，然后开挖下井室（2）到达设定的所述竖井（1）位置；
S1.2、从下井室（2）或第一施工支洞（10）侧向开挖所述第二施工支洞（11）到达设定的所述上平段管道（4）位置；然后分别向上游方向开挖上平段管道（4）、向下游方向开挖上平段管道（4）和所述上圆弧段管道（5）到达设定的所述竖井段管道（6）位置；
所述下部工作面开挖施工步骤如下：
S2.1、按照设计要求开挖所述第三施工支洞（12）到达设定的所述下平段管道（8）位置；
S2.2、到达设定的下平段管道（8）后，分别向下游方向开挖下平段管道（8）、向上游方向开挖下平段管道（8）和下圆弧段管道（7）到达设定的所述竖井段管道（6）位置；
所述竖井工作面开挖施工步骤如下：
S3.1、按照设计要求开挖所述上井室（3）和竖井（1）到达下井室（2）位置与下井室（2）连通；
S3.2、然后继续向下开挖到达设定的所述连接段管道（9）位置；
S3.3、开挖连接段管道（9）到达竖井段管道（6）位置并与上圆弧段管道（5）连通；
S3.4、开挖竖井段管道（6）到达下圆弧段管道（7）与下圆弧段管道（7）连通。
2.根据权利要求1所述调压井及其压力管道系统的结构与开挖施工方法，其特征在于：所述竖井（1）、连接段管道（9）、竖井段管道（6）位于同一竖轴线上。
3.根据权利要求1所述调压井及其压力管道系统的结构与开挖施工方法，其特征在于：所述上部工作面、下部工作面和竖井工作面在非交叉部位的开挖施工可同时进行。
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