CN112064601A - 用于特高堆石坝的导流洞与放空洞结合结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于特高堆石坝的导流洞与放空洞结合结构及施工方法，包括导流洞和放空洞，所述放空洞包括放空洞非结合段、放空洞相交段和放空洞结合段，所述放空洞非结合段、放空洞相交段和放空洞结合段连通，所述导流洞包括导流洞进口控泄闸室和导流洞非结合段，所述导流洞进口控泄闸室与导流洞非结合段连通，所述导流洞非结合段与放空洞非结合段相交于放空洞相交段并与放空洞结合段汇合形成Y字形。本发明优点是：可在其不同运行阶段形成不同的结构，进而实现不同的功能作用，结构布置实现简单，施工方便，实现了同时具备汛期导流，蓄水期生态供水、蓄水控泄的多重功能；共用一段结合段结构，可大幅降低工程量，节省工程投资，压缩工期。

Description

用于特高堆石坝的导流洞与放空洞结合结构及施工方法

技术领域

本发明涉及水利水电工程技术领域，具体涉及用于特高堆石坝的导流洞与放空洞结合结构及施工方法。

背景技术

目前，我国西南区域正修筑与规划设计多座坝200m级高堆石坝水电工程等。这些特高堆石坝位于高山峡谷中，具有地质条件复杂、水头高、泄流量大等特点。为保证全坝干地施工条件，施工导流均采用在山体中开挖相应的导流洞的全年隧洞导流方案，施工期水流控制具有度汛流量大、蓄水程序复杂等特点，施工导流多采用导流洞分层布置的方式以满足度汛、控泄、蓄水等要求。

导流洞作为临时建筑物，往往采用与永久建筑物结合的布置方案以达到大幅降低投资，节省工期的目的。目前，特高堆石坝工程中多采用导流洞与竖井泄洪洞的结合方式，如猴子岩、两河口、双江口等特高堆石坝都采用了这种方式，而导流洞与放空洞结合的案例较少。向阳桥水库、瀑布沟等采用了导流洞与放空洞结合的布置型式，但是这些工程导流洞主要用于度汛，其设计高程与放空洞设计高程相近，能够采用导流洞与放空洞全洞身结合布置方式。然而，在特高堆石坝工程中，导流洞采用分层布置，包括初中期、后期导流洞，其中，后期导流洞不仅具有度汛功能，而且需要通过控泄来满足蓄水期生态流量泄放和控制水位上升速度以保证特高堆石坝坝体安全的功能，此时，为满足多种功能要求，导流洞进口设计高程与放空洞设计高程高差较大，无法采用全洞身结合方式。

因此，需要设计一种用于特高堆石坝的导流洞与放空洞结合结构，目的在于，解决现有技术中无法满足特高堆石坝汛期导流、蓄水期生态供水、蓄水控泄的多重功能需要的缺陷。

发明内容

本发明目的在于解决现有技术中无法满足特高堆石坝汛期导流、蓄水期生态供水、蓄水控泄的多重功能需要的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种用于特高堆石坝的导流洞与放空洞结合结构，包括导流洞和放空洞，所述放空洞包括放空洞非结合段、放空洞相交段和放空洞结合段，所述放空洞非结合段、放空洞相交段和放空洞结合段连通，所述导流洞包括导流洞进口控泄闸室和导流洞非结合段，所述导流洞进口控泄闸室与导流洞非结合段连通，所述导流洞非结合段与放空洞非结合段相交于放空洞相交段并与放空洞结合段汇合形成Y字形。

现有技术是在特高堆石坝工程中多采用导流洞与竖井泄洪洞的结合方式，并不能满足多种功能要求，导流洞进口设计高程与放空洞设计高程高差较大，无法采用全洞身结合方式。

本发明导流洞非结合段末端是放空洞非结合段末端，同时也是放空洞结合段的起始端，三者形成“Y”字型结合结构，通过设置“Y”字型导流洞与放空洞结合结构，导流洞和放空洞相互配合，可在其不同运行阶段形成不同的结构，进而实现不同的功能作用，结构布置实现简单，施工方便，实现了同时具备汛期导流，蓄水期生态供水、蓄水控泄的多重功能，很好满足了特高堆石坝工程的多重需要。在具备相应功能的情况下，共用一段结合段结构，可大幅降低工程量，节省工程投资，压缩工期。

所述发明优选一种用于特高堆石坝的导流洞与放空洞结合结构，放空洞非结合段上设置有放空洞事故闸室和放空洞工作闸室，所述放空洞事故闸室设置在放空洞工作闸室的前面；

本发明所述的前面为水流方向的前方。

所述发明优选一种用于特高堆石坝的导流洞与放空洞结合结构，导流洞非结合段设置有永久堵头，所述导流洞进口控泄闸室设置在永久堵头的前面；

所述导流洞进口控泄闸室在导流洞沿着水流方向的前端。

所述发明优选一种用于特高堆石坝的导流洞与放空洞结合结构，导流洞非结合段设置有导流洞支洞，所述导流洞支洞设置在永久堵头的后侧；

所述永久堵头沿着水流方向在导流洞支洞的前面。

所述发明优选一种用于特高堆石坝的导流洞与放空洞结合结构，放空洞结合段上设置有放空洞下支洞，所述放空洞下支洞在放空洞结合段的前端。

所述发明优选一种用于特高堆石坝的导流洞与放空洞结合结构，主汛前，在放空洞非结合段的末端与导流洞非结合段的交叉位置设置1号封堵体和2号封堵体，所述1号封堵体和2号封堵体在放空洞非结合段上，所述2号封堵体在交叉点的外侧，所述1号封堵体在2号封堵体的前方。

所述1号封堵体和2号封堵体的长度之和满足挡主汛期度汛高水位的要求，所述设置1号封堵体的目的是由于主汛期导流洞过流，水位较高，导流洞洞内产生有压流，对侧壁造成巨大压力，通过设置1号封堵体，有效保证了主汛期导流洞过流期时交叉段附近位于该洞段放空洞结构的安全；所述设置2号封堵体目的是保证水流在该段的顺畅，避免水流的紊乱的结构体的破坏。

所述2号封堵体体型满足导流洞过流流态的要求，过流面方向与导流洞边墙方向平行。导流洞与放空洞结合段形成主汛期导流通道，通过水力学计算整个通道的设计能够满足主汛期过流流量的要求，从而满足导流洞主汛期过流度汛的要求。

所述发明优选一种用于特高堆石坝的导流洞与放空洞结合结构，主汛前，所述导流洞支洞内设置有B1封堵体；

所述设置B1封堵体的目的是保证水流不进入导流洞支洞，使其在导流通道内顺畅过流。

所述发明优选一种用于特高堆石坝的导流洞与放空洞下支洞，主汛前，所述放空洞下支洞内设置有B2封堵体；

所述设置B2封堵体的目的是保证水流不进入施工支洞，使其在导流通道内顺畅过流。

一种用于特高堆石坝的导流洞与放空洞结合结构的施工方法，包括如下步骤：

S1：岩体开挖，完成导流洞和放空洞的贯通施工；

S2：完成导流洞和放空洞的洞身衬砌施工，完成导流洞进口控泄闸室、放空洞事故闸室和放空洞工作闸室施工；

S3：主汛前，浇筑完成1号封堵体和2号封堵体；

S4：主汛期，导流洞与放空洞结合段形成主汛期导流通道，满足主汛期过流要求。

S5：汛期后，根据水库流量大小，择机进行导流洞控泄蓄水，当水库水位蓄水至目标水位后，导流洞下闸；

S6：在导流洞下闸后，将B1封堵体拆除，完成永久堵头施工，永久堵头回填灌浆，永久堵头接缝及固结灌浆，洞内清理并拆除施工设施，之后，再次封堵导流洞支洞；

S7：在S6进行的同时，将1号封堵体、2号封堵体和B2封堵体拆除，并进行1号封堵体、2号封堵体封堵段衬砌面修复；完成导流洞非结合段末端的C封堵体的封堵体施工，洞内清理并拆除设施，封堵导流洞支洞11，施工支洞连接外部，会影响其他建筑物，封堵后隔绝后患。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1.本发明一种用于特高堆石坝的导流洞与放空洞结合结构，可在其不同运行阶段形成不同的结构，进而实现不同的功能作用，结构布置实现简单，施工方便，实现了同时具备汛期导流，蓄水期生态供水、蓄水控泄的多重功能，很好满足了特高堆石坝工程的多重需要。

2.本发明一种用于特高堆石坝的导流洞与放空洞结合结构，在具备相应功能的情况下，共用一段结合段结构，可大幅降低工程量，节省工程投资，压缩工期。

3.本发明一种用于特高堆石坝的导流洞与放空洞结合结构，图2中设置1号封堵体的目的是：由于主汛期导流洞过流，水库水位较高，使得导流洞洞内产生有压流，此时对侧壁造成巨大压力，通过设置1号封堵体，有效保证了主汛期导流洞过流期位于该交叉洞段区域放空洞的结构安全。

4.本发明一种用于特高堆石坝的导流洞与放空洞结合结构，图2中设置2号封堵体的目的是保证水流在交叉口位置的顺畅，避免水流的紊乱对结构体的破坏。设置B1封堵体、B2封堵体的目的是保证水流不进入导流支洞和放空洞下支洞，使水流在导流通道内顺畅过流。

5.本发明一种用于特高堆石坝的导流洞与放空洞结合结构，图3中通过两个工作面的同时施工，有效保证了导流洞下闸后放空洞的改建施工工期；通过设置C封堵体，实现了永临结构的功能转换，其体型设计满足了放空洞过流的要求，最终达到了特高堆石坝对水工隧洞多功能的需求。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为“Y”字型导流洞与放空洞结合剖面图。

图2为B1封堵体和B2封堵体局部放大示意图。

图3为C封堵体局部放大示意图。

1-导流洞、2-导流洞闸室、3-永久堵头、4-放空洞事故闸室、5-放空洞工作闸室、6-1号封堵体、7-2号封堵体、8-导流洞非结合段、9-放空洞非结合段、10-放空洞结合段、11-导流洞支洞、12-B1封堵体、13-放空洞、14-放空洞相交段、15-B2封堵体、16-放空洞下支洞、17-C封堵体。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1-3所示，本发明为一种用于特高堆石坝的导流洞1与放空洞结合结构，包括导流洞1和放空洞，所述放空洞包括放空洞非结合段9、放空洞相交段10和放空洞结合段，所述放空洞非结合段9、放空洞相交段10和放空洞结合段连通，所述导流洞1包括导流洞1进口控泄闸室和导流洞非结合段8，所述导流洞1进口控泄闸室与导流洞非结合段8连通，所述导流洞非结合段8与放空洞非结合段9相交于放空洞相交段10并与放空洞结合段汇合形成Y字形。导流洞非结合段8末端是放空洞非结合段9末端，同时也是放空洞结合段的起始端，三者形成“Y”字型结合结构，通过设置“Y”字型导流洞1与放空洞结合结构，导流洞1和放空洞相互配合，可在其不同运行阶段形成不同的结构，进而实现不同的功能作用，结构布置实现简单，施工方便，实现了同时具备汛期导流，蓄水期生态供水、蓄水控泄的多重功能，很好满足了特高堆石坝工程的多重需要。在具备相应功能的情况下，共用一段结合段结构，可大幅降低工程量，节省工程投资，压缩工期。

实施例2

如图1-3所示，本实施例基于实施例1，所述放空洞非结合段9上设置有放空洞事故闸室4和放空洞工作闸室5，所述放空洞事故闸室4设置在放空洞工作闸室5的前面；本发明所述的前面为水流方向的前方。

所述导流洞非结合段8设置有永久堵头3，所述导流洞1进口控泄闸室设置在永久堵头3的前面；所述导流洞1进口控泄闸室在导流洞1沿着水流方向的前端。

所述导流洞非结合段8设置有导流洞支洞11，所述导流洞支洞11设置在永久堵头3的后侧；所述永久堵头3沿着水流方向在导流洞支洞11的前面。

所述放空洞结合段上设置有放空洞下支洞16，所述放空洞下支洞16在放空洞结合段的前端；主汛前，在放空洞非结合段9的末端与导流洞非结合段8的交叉位置设置1号封堵体6和2号封堵体7，所述1号封堵体6和2号封堵体7在放空洞非结合段9上，所述2号封堵体7在交叉点的外侧，所述1号封堵体6在2号封堵体7的前方。

所述1号封堵体6和2号封堵体7的长度满足挡主汛期度汛高水位的要求，所述设置1号封堵体6的目的是由于主汛期导流洞1过流，水位较高，导流洞1洞内产生有压流，对侧壁造成巨大压力，通过设置1号封堵体6，有效保证了主汛期导流洞1过流期位于该洞段放空洞结构安全；所述设置2号封堵体7目的是是保证水流在该段的顺畅，避免水流的紊乱的结构体的破坏。

所述2号封堵体7体型满足导流洞1过流流态的要求，过流面方向与导流洞1边墙方向平行。导流洞1与放空洞结合段形成主汛期导流通道，从而满足导流洞1过流度汛的要求。

所述主汛前，所述导流洞支洞11内设置有B1封堵体12；所述设置B1封堵体12的目的是保证水流不进入施工支洞，使其在导流通道内顺畅过流。

所述主汛前，所述放空洞下支洞16内设置有B2封堵体；所述设置B2封堵体的目的是保证水流不进入施工支洞，使其在导流通道内顺畅过流。

实施例3

如图1-3所示，本实施例基于实施例1和实施例2，一种用于特高堆石坝的导流洞与放空洞结合结构的施工方法，包括如下步骤：

S1：岩体开挖，完成导流洞1和放空洞的贯通施工；

S2：完成导流洞1和放空洞的身衬砌施工，完成导流洞1进口控泄闸室、放空洞事故闸室4和放空洞工作闸室5施工；

S3：主汛前，浇筑完成1号封堵体6和2号封堵体7；

S4：主汛期，导流洞1与放空洞结合段10形成主汛期导流通道，满足主汛期过流要求。

S5：汛期后，根据水库流量大小，择机进行导流洞1控泄蓄水，当水库水位蓄水至目标水位后，导流洞1下闸；

S6：在导流洞1下闸后，将B1封堵体12拆除，永久堵头3施工，永久堵头3回填灌浆，永久堵头3接缝及固结灌浆，洞内清理并拆除设施，封堵导流洞1新增交通洞；

S7：在S6进行的同时，将1号封堵体6、2号封堵体7和B2封堵体拆除，并把1号封堵体6、2号封堵体7封堵段衬砌面修复；完成导流洞非结合段8末端的C封堵体17的封堵体施工，洞内清理并拆除设施，封堵导流洞支洞11，设置C封堵体17，实现了永临结构的功能转换，其体型设计满足了放空洞过流的要求，最终达到了特高堆石坝多功能的需求。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于特高堆石坝的导流洞与放空洞结合结构，其特征在于，包括导流洞(1)和放空洞(13)，所述放空洞(13)包括放空洞非结合段(9)、放空洞相交段(14)和放空洞结合段(10)，所述放空洞非结合段(9)、放空洞相交段(14)和放空洞结合段(10)连通，所述导流洞(1)包括导流洞进口控泄闸室(2)和导流洞非结合段(8)，所述导流洞进口控泄闸室(2)与导流洞非结合段(8)连通，所述导流洞非结合段(8)与放空洞非结合段(9)相交于放空洞相交段(14)并与放空洞结合段(10)汇合形成Y字形。

2.根据权利要求1所述的一种用于特高堆石坝的导流洞与放空洞结合结构，其特征在于，所述放空洞非结合段(9)上设置有放空洞事故闸室(4)和放空洞工作闸室(5)，所述放空洞事故闸室(4)设置在放空洞工作闸室(5)的前面。

3.根据权利要求1所述的一种用于特高堆石坝的导流洞与放空洞结合结构，其特征在于，所述导流洞非结合段(8)设置有永久堵头(3)，所述导流洞进口控泄闸室(2)设置在永久堵头(3)的前面。

4.根据权利要求3所述的一种用于特高堆石坝的导流洞与放空洞结合结构，其特征在于，所述导流洞非结合段(8)设置有导流洞支洞(11)，所述导流洞支洞(11)设置在永久堵头(3)的后侧。

5.根据权利要求1所述的一种用于特高堆石坝的导流洞与放空洞结合结构，其特征在于，所述放空洞结合段(10)上设置有放空洞下支洞(16)，所述放空洞下支洞(16)在放空洞结合段(10)的前端。

6.根据权利要求1所述的一种用于特高堆石坝的导流洞与放空洞结合结构，其特征在于，主汛前，在放空洞非结合段(9)的末端与导流洞非结合段(8)的交叉位置设置1号封堵体(6)和2号封堵体(7)，所述1号封堵体(6)和2号封堵体(7)在放空洞非结合段(9)上，所述2号封堵体(7)在交叉点的外侧，所述1号封堵体(6)在2号封堵体(7)的前方。

7.根据权利要求4所述的一种用于特高堆石坝的导流洞与放空洞结合结构，其特征在于，主汛前，所述导流洞支洞(11)内设置有B1封堵体(12)。

8.根据权利要求5所述的一种用于特高堆石坝的导流洞与放空洞结合结构，其特征在于，主汛前，所述放空洞下支洞(16)内设置有B2封堵体(15)。

9.一种1-8任一项所述的一种用于特高堆石坝的导流洞与放空洞结合结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：岩体开挖，完成导流洞(1)和放空洞(13)的贯通施工；

S2：完成导流洞(1)和放空洞(13)的身衬砌施工，完成导流洞进口控泄闸室(2)、放空洞事故闸室(4)和放空洞工作闸室(5)施工；

S3：主汛前，浇筑完成1号封堵体(6)和2号封堵体(7)；

S4：主汛期，导流洞(1)与放空洞结合段(10)形成主汛期导流通道，满足主汛期过流要求；

S5：汛期后，根据水库流量大小，择机进行导流洞(1)控泄蓄水，当水库水位蓄水至目标水位后，导流洞(1)下闸；

S6：在导流洞(1)下闸后，将B1封堵体(12)拆除，永久堵头(3)施工，永久堵头(3)回填灌浆，永久堵头(3)接缝及固结灌浆，洞内清理并拆除设施，封堵导流洞(1)新增交通洞；

S7：在S6进行的同时，将1号封堵体(6)、2号封堵体(7)和B2封堵体(15)拆除，并把1号封堵体(6)、2号封堵体(7)封堵段衬砌面修复；完成导流洞非结合段(8)末端的C封堵体(17)的封堵体施工，洞内清理并拆除设施，封堵导流洞支洞(11)。

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