CN210216332U - 峡谷区水电工程导流洞全洞段检修用挡水坝结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种峡谷区水电工程导流洞全洞段检修用挡水坝结构，包括框格式钢沉箱结构、粘土袋堆坝结构、砾石黏土结构和石渣坝结构；所述框格式钢沉箱结构布置于导流洞的进口明渠段内，并且在框格式钢沉箱结构内填充有粘土袋；所述粘土袋堆坝结构位于框格式钢沉箱结构顶部；所述石渣坝结构位于框格式钢沉箱结构的上游；所述砾石黏土结构填充于石渣坝结构与框格式钢沉箱结构之间；首先形成较低的石渣坝结构，满足施工期挡水要求；通过设置粘土袋堆坝结构，增高适应了检修期的挡水水位要求，使得导流洞全洞段连同内部闸室的检修成为了可能；粘土袋堆坝结构可根据实际上游来水而调整挡水高程，灵活方便，适应性强。

Description

峡谷区水电工程导流洞全洞段检修用挡水坝结构

技术领域

本实用新型涉及水利水电工程领域，尤其涉及一种峡谷区水电工程导流洞全洞段检修用挡水坝结构及其检修方法。

背景技术

目前，我国西南区域正修筑与规划设计多座坝大中型水电工程，如双江口312m、两河口295m、如美315m、叶巴滩217m、玛尔挡210m等。众所周知，这些大中型水电工程均位于高山峡谷中，河床两侧边坡陡峭，河道狭窄，施工导流均采用在山体中开挖相应的导流洞的隧洞导流方案，使上游河道改道经导流洞流入下游河道内。

峡谷区大中型水电工程导流洞运行具有如下特点：①河谷狭窄，导流洞进口高程低，且布置空间十分有限；②工程规模宏大，导流洞运行时间长，运行时间可能长达6年或者更久，长期运行导流洞受到冲刷破坏的风险很大；③导流洞进口引渠通常高程很低，渠前基本拦渣无库容。此外，西南地区流域的河道推移质来量较大，施工期导流洞上游布置有较多渣场和生活营地，均可能产生沿河掉渣情况，因而导流洞极易被冲蚀破坏，这给工程带来很大的安全隐患，一旦导流洞发生事故，对工程造成的损失极大。因此，若能对导流洞进行全洞段检修，无疑对保证水电工程建设的安全有重要意义，为保证导流洞全洞段的干地检修条件，导流洞全洞段检修用挡水坝结构的设计及施工成为导流洞全洞段检修的关键问题。

目前，导流洞进口具备布置条件的情况下使用较多的是土石围堰挡水坝。然而，峡谷区水电工程建设区域河道狭窄，导流洞进口引渠设计短，可利用布置的空间很小，若采用传统挡水坝结构，存在较多问题：①导流洞进口布置占压空间较大，难以布置，甚至无法布置，且缩窄河道严重，相应抬高河道水位，增加施工难度；②传统挡水坝结构施工需要采用难度较大的防渗处理措施，增加了施工难度，延长了施工工期；③由于传统挡水坝结构体型较大，挡水坝后期拆除难度也很大，拆除不彻底。

综上所述，研究一种适用于峡谷区水电工程建设的导流洞全洞段检修用挡水坝结构有重要意义。

发明内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种适用于峡谷区水电工程建设的导流洞全洞段检修用挡水坝结构，有效地克服传统挡水坝结构布置空间大、防渗施工难度大、拆除难度大等缺点。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：峡谷区水电工程导流洞全洞段检修用挡水坝结构，包括框格式钢沉箱结构、粘土袋堆坝结构、砾石黏土结构和石渣坝结构；所述框格式钢沉箱结构布置于导流洞的进口明渠段内，并且在框格式钢沉箱结构内填充有粘土袋；所述粘土袋堆坝结构位于框格式钢沉箱结构顶部；所述石渣坝结构位于框格式钢沉箱结构的上游；所述砾石黏土结构填充于石渣坝结构与框格式钢沉箱结构之间。

进一步的是：在框格式钢沉箱结构的引水面敷设一层土工膜层至框格式钢沉箱结构的顶部。

进一步的是：砾石黏土结构的顶高程和石渣坝结构的顶高程相同，且均为H_s，并且H_s＝H₁+0.5m；其中，H₁取整个挡水坝结构的施工期对应的施工时间段内五年一遇的洪水流量所对应的洞前设计水位。

进一步的是：框格式钢沉箱结构的顶高程为H_k，并且满足H_k＝H₂+0.5m；粘土袋堆坝结构的顶高程为H_n，并且满足H_n＝H₃+0.5m；其中：H₂取在整个检修施工时间段内五年一遇的洪水流量所对应的洞前设计水位；H₃取在整个检修施工时间段内八年一遇的洪水流量所对应的洞前设计水位，且H₁<H₂<H₃。

进一步的是：石渣坝结构的上下游坡比分别设置为1:1.5，在石渣坝结构的顶部设置框格式钢沉箱结构的吊装平台。

另外，采用上述本实用新型进行导流洞全洞段检修，包括如下步骤：

A、下闸导流洞的闸门，河道水流从检修期泄流通道过流；

B、在导流洞的洞前回填石渣形成石渣坝结构，在石渣坝结构顶部施工形成框格式钢沉箱结构的吊装平台；

C、将吊车置于石渣坝结构顶部的吊装平台上，利用吊车将框格式钢沉箱结构吊入导流洞的进口明渠段内，然后向框格式钢沉箱结构中抛入粘土袋进行填充；之后在框格式钢沉箱结构顶部堆砌粘土袋以形成粘土袋堆坝结构；

D、在框格式钢沉箱结构的引水面敷设一层土工膜层至框格式钢沉箱结构的顶部，然后在石渣坝结构与框格式钢沉箱结构之间填砾石粘土进行防渗处理，并形成砾石黏土结构；

E、通过上述步骤A至D施工后形成挡水坝结构，之后开启导流洞的闸门，进行洞内抽排水；之后进行导流洞全洞段检修作业；

F、检修作业完毕后，关闭导流洞的闸门，依次拆除粘土袋堆坝结构、框格式钢沉箱结构、砾石黏土结构和石渣坝结构。

进一步的是：在步骤F中，利用吊车首先拆除粘土袋堆坝结构，然后拆除并回收框格式钢沉箱结构；再采用长臂反铲挖掘机拆除砾石黏土结构和石渣坝结构。

进一步的是：导流洞的检修施工可安排在导流洞下闸封堵施工前一年的枯期时间段内进行。

本实用新型的有益效果是：

①本实用新型所述的峡谷区水电工程导流洞全洞段检修用挡水坝结构，其施工过程中能够适应不同时期的挡水水位高度：首先在枯期的较枯时段进行石渣坝的施工，该时段水位较低，形成较低的石渣坝结构，满足施工期挡水要求。另外，由于坡比较缓的石渣坝高程设置较低，明显节省了结构布置的空间，使得整个挡水坝结构不会占用过多导流洞进口的平面位置，且石渣坝结构施工方便，同时也为进一步吊装框格式钢沉箱结构提供施工作业平台条件，大大降低了框格式钢沉箱结构吊装施工的难度。

②形成的框格式钢沉箱结构顶部高程高于整个检修施工时间段内五年一遇的洪水流量所对应的洞前设计水位，通过设置粘土袋堆坝结构，又进一步的增高适应了检修期的挡水水位要求，从而使得导流洞全洞段连同内部闸室的检修成为了可能，挡水保证性也较高，而且粘土袋堆坝结构还可以进一步根据实际上游来水而调整挡水高程，十分灵活方便，适应性强。

③通过在框格式钢沉箱结构引水面侧铺设土工膜层，并在框格式钢沉箱结构与石渣坝结构之间修筑砾石黏土结构，显著增强了整个挡水坝结构的防渗效果；

④按照本实用新型提供的围堰结构拆除方法，各部分体型较小，拆除难度不大，而且框格式钢沉箱的拆除和回收也较为容易。

总之，本实用新型所提供的结构施工简单，造价低廉，结构安全可靠，防渗效果好，实现了峡谷区水电工程导流洞的封堵截流，为导流洞全洞段连同内部闸室的检修提供检修作业条件。

附图说明

图1为本实用新型所述的峡谷区水电工程导流洞全洞段检修用挡水坝结构的示意图；

图中标记为：框格式钢沉箱结构1、粘土袋堆坝结构2、砾石黏土结构3、石渣坝结构4、进口明渠段5、土工膜层6、吊车7。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

如图1中所示，本实用新型所述的峡谷区水电工程导流洞全洞段检修用挡水坝结构，包括框格式钢沉箱结构1、粘土袋堆坝结构2、砾石黏土结构3和石渣坝结构4；所述框格式钢沉箱结构1布置于导流洞的进口明渠段5内，并且在框格式钢沉箱结构1内填充有粘土袋；所述粘土袋堆坝结构2位于框格式钢沉箱结构1顶部；所述石渣坝结构4位于框格式钢沉箱结构1的上游；所述砾石黏土结构3填充于石渣坝结构4与框格式钢沉箱结构1之间。

更具体的，本实用新型中还可进一步在在框格式钢沉箱结构1的引水面敷设一层土工膜层6至框格式钢沉箱结构1的顶部。通过土工膜层6能够起到更好的防渗作用。土工膜层6的铺设具体可参照附图中所示，其上端在延伸至框格式钢沉箱结构1的顶部后可进一步将框格式钢沉箱结构1的顶部完全覆盖。

更具体的，对于各结构的顶高程，本实用新型中进一步按照如下尺寸进行设置：

砾石黏土结构3的顶高程和石渣坝结构4的顶高程可设置为相同的尺寸H_s，且均为H_s＝H₁+0.5m，其中，H₁取整个挡水坝结构的施工期对应的施工时间段内五年一遇的洪水流量所对应的洞前设计水位。这样设置的好处是：有效的保证后续框格式钢沉箱结构1和砾石黏土结构3施工的干地条件。其中，上述“整个挡水坝结构的施工期对应的施工时间段”指的是本实用新型所述的峡谷区水电工程导流洞全洞段检修用挡水坝结构施工期间对应的施工时间段；具体为本实用新型中的峡谷区水电工程导流洞全洞段检修方法中步骤A至D所对应的施工时间段。

更具的，本实用新型中进一步优选设置框格式钢沉箱结构1的顶高程为H_k，并且满足H_k＝H₂+0.5m；粘土袋堆坝结构2的顶高程为H_n，并且满足H_n＝H₃+0.5m；其中：H₂取在整个检修施工时间段内五年一遇的洪水流量所对应的洞前设计水位；H₃取在整个检修施工时间段内八年一遇的洪水流量所对应的洞前设计水位。这样设置的好处是：有效保证检修期导流洞内的干地条件，使得整条导流洞的检修顺利进行，而增加粘土袋堆坝结构2进一步提高了挡水保证性。其中，上述“整个检修施工时间段”指的是本实用新型中的峡谷区水电工程导流洞全洞段检修方法中步骤A至F所对应的施工时间段。

更具体的，本实用新型中进一步对于上述高程参数要求满足：H₁<H₂<H₃；这样设置的好处是：可充分结合修筑峡谷区水电工程导流洞全洞段检修用挡水坝结构的施工过程中的洞前水位，控制各结构的砌筑顶高程，尽量降低整体的工程量，缩短施工工期同时降低施工成本。

更具体的，本实用新型中进一步优选设置石渣坝结构4的上下游坡比分别设置为1:1.5，在石渣坝结构4的顶部设置框格式钢沉箱结构1的吊装平台。其中吊装平台为用于放置相应的吊车7，以便于通过该吊车7进行对框格式钢沉箱结构1的吊装施工，使得施工更加方便。

本实用新型中的粘土袋堆坝结构2为通过堆砌粘土袋后所形成的挡水坝结构，如附图1中所示，其堆砌后可呈梯形结构。并且由于粘土袋堆坝结构2为粘土袋堆砌而成，因此其堆砌施工和拆卸都相对比较方便，而且可在实际的施工过程中根据实际上游来水而调整粘土袋堆坝结构2高度，进而能够在一定的高度范围内调整整个挡水坝结构的总挡水高程。

结合上述本实用新型所述的峡谷区水电工程导流洞全洞段检修用挡水坝结构，导流洞全洞段检修方法具体包括如下步骤：

A、下闸导流洞的闸门，河道水流从检修期泄流通道过流；

B、在导流洞的洞前回填石渣形成石渣坝结构4，在石渣坝结构4顶部施工形成框格式钢沉箱结构1的吊装平台；

C、将吊车7置于石渣坝结构4顶部的吊装平台上，利用吊车7将框格式钢沉箱结构1吊入导流洞的进口明渠段5内，然后向框格式钢沉箱结构1中抛入粘土袋进行填充；之后在框格式钢沉箱结构1顶部堆砌粘土袋以形成粘土袋堆坝结构2；

D、在框格式钢沉箱结构1的引水面敷设一层土工膜层6至框格式钢沉箱结构1的顶部，然后在石渣坝结构4与框格式钢沉箱结构1之间填砾石粘土进行防渗处理，并形成砾石黏土结构3；

E、通过上述步骤A至D施工后形成挡水坝结构，之后开启导流洞的闸门，进行洞内抽排水；之后进行导流洞全洞段检修作业；

F、检修作业完毕后，关闭导流洞的闸门，拆除粘土袋堆坝结构2、框格式钢沉箱结构1、砾石黏土结构3和石渣坝结构4。

其中，上述本实用新型所述的施工方法中在下闸导流洞的闸门后需要借助检修期泄流通道进行过流，因此需要配套修筑有相应的检修期泄流通道。另外，当本实用新型完全封堵截流导流洞后，在检修施工期间，上游来水需要通过检修期泄流通道进行泄流，因此相应的需要检修期泄流通道的泄流能力满足对应时段内的泄流流量。具体的，为了降低对检修期泄流通道的泄流流量要求，本实用新型中优选将整个导流洞的检修施工时间段安排在导流洞下闸封堵施工前一年的枯期时间段内进行。

上述本实用新型所述的检修方法，当下闸导流洞的闸门后，在导流洞的洞前水流大致呈静水条件，因此有利于进行截流施工。而首先的截流施工为在导流洞的洞前回填石渣形成石渣坝结构4，其施工比较方便，同时所形成的石渣坝结构4也能够为进一步吊装框格式钢沉箱结构1提供施工作业条件，即在石渣坝结构4施工完成后，在石渣坝结构4的顶部形成吊装平台，然后进吊车7置于吊装平台上，此后即可利用吊车7进行后续施工，如后续框格式钢沉箱结构1的施工等即可采用吊车7进行吊装施工，使得施工更加方便同时也能有效地提高施工效率。

通过上述步骤A至D即可施工形成本实用新型所述的峡谷区水电工程导流洞全洞段检修用挡水坝结构，此后即可开启导流洞的闸门，进行洞内抽排水；之后进行导流洞全洞段检修作业。其中，对导流洞全洞段的检修作业通常包括对导流洞洞身段进行全段检修，以及对导流洞的闸室内的门槽和底坎等进行检修。

在对导流洞全洞段检修作业完成后，即可拆除粘土袋堆坝结构2、框格式钢沉箱结构1、砾石黏土结构3和石渣坝结构4；在拆除完成后，即可重新开启导流洞的闸门，使导流洞能够重新运行。

更具体的，在步骤F中的具体拆除可采用如下方式：利用吊车7首先拆除粘土袋堆坝结构2，然后拆除并回收框格式钢沉箱结构1；再采用长臂反铲挖掘机拆除砾石黏土结构3和石渣坝结构4。其中，长臂反铲挖掘机应当置于岸边，利用其相对较长的铲臂进行对砾石黏土结构3和石渣坝结构4拆除，以避免相应的石渣进入到导流洞内。

Claims (5)

1.峡谷区水电工程导流洞全洞段检修用挡水坝结构，其特征在于：包括框格式钢沉箱结构(1)、粘土袋堆坝结构(2)、砾石黏土结构(3)和石渣坝结构(4)；所述框格式钢沉箱结构(1)布置于初中期导流洞的进口明渠段(5)内，并且在框格式钢沉箱结构(1)内填充有粘土袋；所述粘土袋堆坝结构(2)位于框格式钢沉箱结构(1)顶部；所述石渣坝结构(4)位于框格式钢沉箱结构(1)的上游；所述砾石黏土结构(3)填充于石渣坝结构(4)与框格式钢沉箱结构(1)之间。

2.如权利要求1所述的峡谷区水电工程导流洞全洞段检修用挡水坝结构，其特征在于：在框格式钢沉箱结构(1)的引水面敷设一层土工膜层(6)至框格式钢沉箱结构(1)的顶部。

3.如权利要求1所述的峡谷区水电工程导流洞全洞段检修用挡水坝结构，其特征在于：砾石黏土结构(3)的顶高程和石渣坝结构(4)的顶高程相同，且均为H_s，并且H_s＝H₁+0.5m；其中，H₁取整个挡水坝结构的施工期对应的施工时间段内五年一遇的洪水流量所对应的洞前设计水位。

4.如权利要求3所述的峡谷区水电工程导流洞全洞段检修用挡水坝结构，其特征在于：框格式钢沉箱结构(1)的顶高程为H_k，并且满足H_k＝H₂+0.5m；粘土袋堆坝结构(2)的顶高程为H_n，并且满足H_n＝H₃+0.5m；其中：H₂取在整个检修施工时间段内五年一遇的洪水流量所对应的洞前设计水位；H₃取在整个检修施工时间段内八年一遇的洪水流量所对应的洞前设计水位，且H₁<H₂<H₃。

5.如权利要求1至4中任意一项所述的峡谷区水电工程导流洞全洞段检修用挡水坝结构，其特征在于：石渣坝结构(4)的上下游坡比分别设置为1:1.5，在石渣坝结构(4)的顶部设置框格式钢沉箱结构(1)的吊装平台。

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