CN201850539U - 用于水电站输水系统的大井变截面的阻抗式调压室 - Google Patents

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王德傲
程观富
王永海
李勇
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张振江
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Abstract

本实用新型涉及水电站输水系统中的调压室结构。包括从下至上的阻抗孔和大井标准段二部分；改进在于：大井标准段顶部连通着大井扩大段，大井扩大段为储水室，其断面形状为圆形，或多边形，其断面面积大于大井标准段的断面面积，且大井标准段与大井扩大段的间断面为面积突变。与现有技术相比，由于大井扩大段断面比标准段断面大得多，当丢弃负荷时，竖井中水位迅速上升，进入大井扩大段后，由于断面突然扩大，水位上升速度便立即缓慢下来；增加负荷时，由于大井扩大段中水量大，能够补充水道中不足的水量，调压井中水位下降的速度得到限制。本实用新型结构简单，施工方便，有利于缩短工期和节省投资。

Description

用于水电站输水系统的大井变截面的阻抗式调压室
技术领域
本实用新型属于生态环境建设与保护技术领域，具体属于土木工程领域，具体涉及水电站输水系统中的调压室结构。
背景技术
水电站调压室的基本类型可分为简单式、阻抗式、水室式、溢流式、差动式和气垫式六种，各类调压室都有其优缺点及适用条件。简单式调压室虽然能有效地反射由压力管道传来的水击波，且结构简单，施工方便，但大负荷变化时水面振幅大，波动衰减慢，而且井筒断面积大，高度高，投资较多；参见图3，阻抗式调压室虽然能降低水面振幅，加快波动衰减，且结构相对简单，施工难度小，但大井井筒仍然较高，当隧洞上覆岩体厚度较小时，需在地面以上形成高耸的井塔，对抗震、抗风稳定安全不利；水室式调压室具有调压效果好，高度小的优点，但洞室开挖工程量大、结构复杂、施工难度大；溢流式调压室虽然能降低调压室大井的高度，但溢流出来的水流入山沟容易对在山上活动的人畜安全造成威胁；气垫式调压室是一种封闭结构，运行时产生的震动较大，调压室结构容易受到破坏。
在水电站建设中，迫切需要一种既能有效调压，又结构简单，施工方便，而且投资较小的调压室。
发明内容
在充分分析各类调压室特点的基础上，取长补短，结合工程实践经验，本实用新型提供一种用于水电站输水系统的大井变截面的阻抗式调压室。
用于水电站输水系统的大井变截面的阻抗式调压室，包括从下至上的二部分：阻抗孔和大井标准段，阻抗孔为断面较小的等径圆筒式竖井，其下端口连通着引水道，上端口连通着为大井标准段底部；大井标准段为调压室，其为等直径的圆柱竖直管；大井标准段的断面面积大于阻抗孔的断面面积，阻抗孔与大井标准段的间断面为面积突变；改进在于：所述大井标准段顶部连通着大井扩大段，大井扩大段为储水室，其断面形状为圆形，或多边形，其断面面积大于大井标准段的断面面积，且大井标准段与大井扩大段的间断面为面积突变。
所述大井扩大段为地基内开挖形成或地面以上浇筑形成的塔式结构，且大井扩大段内壁均布设有扶壁，其外壁设有扶壁。
与常规阻抗式调压室相比，顶部增加了一个大井扩大段（储水室），因此，在大井标准段与顶部大井扩大段（储水室）之间有一个断面突变。水流在大井标准段（调压室）中上升或下降时，均须经过断面突变处，消耗部分能量，可以有效减小大井标准段（调压室）内水位波动幅度；由于大井扩大段（储水室）断面比标准段断面大得多，当丢弃负荷时，竖井中水位迅速上升，进入储水室后，由于断面突然扩大，水位上升速度便立即缓慢下来；增加负荷时，由于大井扩大段（储水室）中水量大，能够补充水道中不足的水量，调压井中水位下降的速度得到限制。
本实用新型的有益技术效果是：通过对阻抗式调压室结构形式的改进，有效提高了大井标准段（调压室）的调压效果。既降低了阻抗式调压室地面以上大井高度，又利用了阻抗孔在大负荷变化时，水面振幅小、波动衰减快的优点，同时减少了开挖工程量，降低造价，方便施工。
本实用新型应用于郑家湾水电站，根据计算分析，郑家湾水电站如采用常规的阻抗式调压室方案，最高涌波水位将达397.5m，调压室井壁顶高程将不低于397.6m，地面以上的井筒高度在13m以上。采用大井变截面的阻抗式调压室，最高涌浪水位为387.93m，减小井筒高度约9.6m。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为现有技术结构示意图。
上图中：1 引水道；2 阻抗孔；3 大井标准段（调压室）；4 大井扩大段（储水室）；5扶壁。
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步地说明。
实施例：
用于水电站输水系统的大井变截面的阻抗式调压室包括从下至上的三部分：阻抗孔2、大井标准段3和大井扩大段4。阻抗孔2为断面较小的等径圆筒式竖井，其下端口连通着引水道1，上端口连通着为大井标准段3底部；大井标准段3为调压室，其为等直径的圆柱竖直管；大井标准段3的断面面积大于阻抗孔2的断面面积，阻抗孔2与大井标准段3的间断面为面积突变，大井标准段3顶部连通着大井扩大段4，大井扩大段4为储水室，其断面形状为多边形，其断面面积大于大井标准段3的断面面积，且大井标准段3与大井扩大段4的间断面为面积突变。大井扩大段4为地面以上浇筑形成的塔式结构，且大井扩大段4内壁均布设有扶壁5，其外壁一侧设有扶壁。
郑家湾水电站调压室结构见图1和图2，大井标准段3（调压室）中线附近，地形等高线与发电洞轴线近乎平行走向。因此，将储水室平面布置成顺隧洞轴线的长方形，净尺寸宽6.15～7.5m（垂直洞轴线方向），长14.2m（顺洞轴线方向）。边墙轴线布置成三边篱笆形，墙身为扶壁式钢筋混凝土结构，墙厚400mm，顶高程388.0m。大井扩大段4（储水室）底板亦为钢筋混凝土结构，厚400mm，顶面高程382.0m。靠山坡一侧开挖成斜坡状，高程388.0m以下坡面喷C20混凝土厚100mm。大井和阻抗孔亦采用钢筋混凝土衬砌，厚400mm。
经计算，郑家湾水电站如采用常规的阻抗式调压室方案，最高涌波水位将达397.5m，调压室井壁顶高程将不低于397.6m，地面以上的井筒高度在13m以上。高耸的井筒结构，不仅施工难度大，工程造价高，而且抗风、抗震能力较低。采用大井变截面的阻抗式调压室，最高涌浪水位为387.93m，调压室井壁顶高程388.0m，与常规的阻抗式调压室比，减小井筒高度约9.6m，节省工程直接投资约12万元。

Claims (2)

1.用于水电站输水系统的大井变截面的阻抗式调压室，包括从下至上的二部分：阻抗孔和大井标准段，阻抗孔为断面较小的等径圆筒式竖井，其下端口连通着引水道，上端口连通着为大井标准段底部；大井标准段为调压室，其为等直径的圆柱竖直管；大井标准段的断面面积大于阻抗孔的断面面积，阻抗孔与大井标准段的间断面为面积突变，其持征在于：所述大井标准段顶部连通着大井扩大段，大井扩大段为储水室，其断面形状为圆形，或多边形，其断面面积大于大井标准段的断面面积，且大井标准段与大井扩大段的间断面为面积突变。
2.根据权利要求1所述的用于水电站输水系统的大井变截面的阻抗式调压室，其特征在于：所述大井扩大段为地基内开挖形成或地面以上浇筑形成的塔式结构，且大井扩大段内壁均布设有扶壁，其外壁设有扶壁。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN117758693A (zh) * 2024-02-02 2024-03-26 中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司 一种适用于高地震区地形地质条件不足的调压室结构

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