CN215105163U - 提升引水式水电站防洪防地灾能力的设施 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了提供一种提升引水式水电站防洪防地灾能力的设施，包括地下式厂房防洪防地灾设施，GIS楼防洪防地灾设施，柴油发电机室防洪防地灾设施。本实用新型将建在山体内的水电站地下厂房设计为潜水艇模式，各入口能够通过防洪防地灾设施全封闭，在地下厂房各入口在洪水淹没深度达到地面以上6m或更高时，能保证地下厂房不进水，在极端天气、地震引发的暴雨泥石流灾害时，提高山区水电站防洪防地灾能力，避免水淹厂房事故，保障山区水电站厂房的安全性。

Description

提升引水式水电站防洪防地灾能力的设施

技术领域

本实用新型涉及水电站防洪防灾技术领域，尤其涉及一种提升引水式水电站防洪防地灾能力的设施。

背景技术

现有技术中，水电站工程的防洪设计一般按照《防洪标准》GB50201-2014、《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》DL5180-2003的规定执行，该2个标准将水电站厂房划分为5个级别，不同级别的水电站厂房的防洪按重现期为20～200年设计，按重现期为50～1000年校核，具体设计时根据水电站厂房级别进行选择。近年受厄尔尼诺事件影响，极端天气频发，暴雨、洪水、泥石流等自然灾害造成水电站厂房进水的现象频繁发生，特别是分布在深山峡谷地带的引水式水电站尤为危险，比如四川地区由于近年来发生了汶川“5·12”特大地震、芦山“4·20”大地震以及九寨沟“8·8”大地震后，地震造成区域山体破碎、地质松散，崩塌积块碎石堆较多，连日的不间断降雨导致流域来水迅速增大，土壤饱和，近年连续发生了多起大规模、大范围超强泥石流等地质灾害，大量冲出物、推移质淤积于电站附件的河道，造成河床抬高、护堤、道路冲毁，并形成了多处小型堰塞湖，壅高的洪水淹没山体外的GIS楼等输变电设备、柴油发电机室等设施，并从水电站地下式厂房入口交通洞进入主厂房，造成按现有技术设计的深山地区引水式水电站的机电设备损坏，带来巨大经济损失。

为提升深山峡谷地区引水式水电站在面对极端天气、地震引发的暴雨泥石流灾害时的防洪防灾能力，本实用新型研发高于现行防洪设计标准的水电站工程防洪防地灾的设施来解决上述问题，以提高深山峡谷地区引水式水电站工程的防洪防地灾能力和安全可靠性。

发明内容

鉴于此，本实用新型将建在山体内的水电站地下厂房设计为潜水艇模式，各入口能够通过防洪防地灾设施全封闭，在地下厂房各入口在洪水淹没深度达到地面以上6m或更高时，能保证地下厂房不进水，在极端天气、地震引发的暴雨泥石流灾害时，提高山区水电站防洪防地灾能力，避免水淹厂房事故，保障山区水电站厂房的安全性。

为解决以上技术问题，所采用的具体技术方案是提供一种提升引水式水电站防洪防地灾能力的设施，包括：厂房、尾闸室、GIS楼、柴油发电机室，厂房上设有相互独立的进厂交通洞、母线出线洞、排风洞，进厂交通洞出口与厂房连接，母线出线洞入口与厂房连接，排风洞入口与厂房连接，尾闸室设在厂房下游，尾闸室上设有相互独立的尾闸室联系洞和尾水洞，尾闸室与进厂交通洞通过尾闸室联系洞连接，尾水洞入口与尾闸室连接，GIS楼内设有相邻的主变压器室和配电室，主变压器室设置在母线出线洞出口处，柴油发电机室设在GIS楼内或GIS楼的外侧；

提升引水式水电站防洪防地灾能力的设施还包括：

地下式厂房防洪防地灾设施；进厂交通洞入口处向外延伸依次设置引洞、门洞，门洞上安装有防洪闸门，门洞顶部设置有第一防洪窗；母线出线洞出口处设置第一防洪墙、第一防洪门，第一防洪门安装在第一防洪墙上，母线出线洞出口处侧面设置第二防洪窗，母线出线洞出口顶部处设置逃生出口；排风洞出口处设置第二防洪墙、第二防洪门，第二防洪门安装在第二防洪墙上；尾闸室与进厂交通洞的联系洞设有第三防洪墙、第三防洪门，第三防洪门安装在第三防洪墙上；

GIS楼防洪防地灾设施；主变压器室外侧设置防洪挡板，主变压器室与配电室连接处设置第五防洪门；配电室入口处设置第四防洪门，配电室窗户设置第三防洪窗；

柴油发电机室防洪防地灾设施；柴油发电机室入口处设置第六防洪门；柴油发电机室窗户设置第四防洪窗。

进一步地，进厂交通洞入口处还设有门槽、排架，门槽设置在门洞洞口两侧，防洪闸门可滑动安装在门槽内，排架设置在门洞正上方，排架上安装有启闭机，启闭机用于控制防洪闸门升降，防洪闸门下部开设有进人门，进人门为防洪密闭门。

进一步地，第一防洪门、第二防洪门、第三防洪门、第四防洪门、第五防洪门、第六防洪门均为防洪密闭门，防洪密闭门包括门框、门铰、门叶、密封条，门叶通过门铰可转动安装在门框上，门框上还设有密封条。

进一步地，主变压器室外侧设置有防洪挡板，防洪挡板包括中立柱、两个侧立柱，中立柱和两个侧立柱均竖向设置，中立柱设置在两个侧立柱之间，中立柱的两侧与两个侧立柱之间均设置有多个挡板，挡板横向设置，位于中立柱与侧立柱之间的多个挡板上下堆叠设置。

进一步地，第一防洪窗、第二防洪窗、第三防洪窗、第四防洪窗均为防洪密闭窗，防洪密闭窗包括窗框、窗铰、窗叶、密封条、用于开关防洪窗的操作把手，窗叶通过窗铰可转动安装在窗框上，窗框上还设有密封条，操作把手安装在窗叶后侧。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有如下优点：

1、本实用新型的地下式厂房防洪防地灾设施将建在山体内的地下厂房设计为潜水艇模式，各入口能够通过防洪防地灾设施全封闭，当地下厂房各入口在洪水淹没深度H1达到地面以上6m或更高时，能保证地下厂房不进水；GIS楼一楼主变压器室能够通过防洪挡板部分封闭，在洪水淹没深度H2达到达到地面以上1.5m时，能保证主变压器室不进水；GIS楼一楼配电室能够通过防洪门和防洪窗全封闭，在洪水淹没深度H3达到地面以上3m时，能保证配电室不进水；柴油发电机室各入口能够通过防洪防地灾设施全封闭，柴油发电机室在洪水淹没深度H4达到地面以上3m时，能保证柴油发电机室不进水；通过设置这些设施可以提高山区水电站防洪防地灾能力，避免水淹厂房事故，保障山区水电站厂房的安全性。

2、地下厂房进厂交通洞是通往厂房的主要通道，洪水期间，如果其下游冲沟发生泥石流堵河，或者上游冲沟泥石流堵河后突然坍塌，河道水位将突然快速上升，洪水将直接进入进厂交通洞淹没厂房。鉴于该位置的重要性，采用竖向起吊防洪闸门密封洞口的措施，防洪闸门为潜孔平面钢闸门结构，闸门强度按载荷6m以上水压设计，这样使防洪闸门具有较强的防洪水和防冲击能力，并能保证较好的密封效果，防洪闸门的耐磨耐腐蚀性更好，可以提高防洪闸门密封的使用寿命。

3、尾水洞是发电引用水流通过水轮机进行能量转换后排出厂外主河道的通道，尾水洞的入口位于尾闸室，进厂交通洞通过尾闸室联系洞与尾闸室连接，当主河道洪水水位突增，洪水将通过尾水洞—尾闸室—尾闸室联系洞—进厂交通洞进入厂房，在该位置设置防洪墙和防洪密闭门的组合防洪设施，可以避免出现超标准洪水和极端情况河道水位突增时倒灌进入厂房。

4、本实用新型中主变压器室本身为密封较好的设备，防洪保护主要考虑一般性防洪要求，预防重现期200年一遇(或更高)洪水或局部区间积水情况下，室内配电设备不进水，在主变压器室门口外侧设置防洪挡板，这样可以保证在洪水很大或局部积水的情况下，主变压器室室内不进水，从而提高防洪能力，不需要时还方便拆卸，达到灵活使用的目的。

5、本实用新型中将柴油发电机室的防洪放到非常重要的位置，当自然灾害发生时，电站外部电源极可能断电，而发电机停机后内部电源失电，柴油发电机作为备用电源需保证电站厂用电，否则厂房无法排水，同样会造成水淹厂房，在柴油发电机室入口设置防洪密闭门，在其窗户外侧设置防洪密闭窗，门窗的载荷按6m以上水压设计，这样使防洪闸门具有较强的防洪水和防冲击能力，并能保证较好的密封效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是进厂交通洞入口处防洪防地灾设施的结构示意图。

图3是防洪闸门的布置图。

图4是图3中A-A处的剖面图。

图5是母线出线洞出口处防洪防地灾设施的主视图。

图6是图5的其他视图；其中，a为侧视图，b为俯视图。

图7是第二防洪门和第三防洪门的主视图。

图8是第三防洪门的俯视图。

图9是防洪密闭门的结构示意图。

图10是防洪挡板的布置图；其中，c为俯视图，d为主视图。

图11是实施例1水电站的布置图。

1-厂房；2-尾闸室；2.1-尾闸室联系洞；3-主变压器室；4-配电室；5-柴油发电机室；6-进厂交通洞；7-母线出线洞；8-排风洞；

9-进厂交通洞入口处防洪防地灾设施；9.1-防洪闸门；9.2-门槽；9.3-排架；9.4-引洞；9.5-门洞；9.6-启闭机；9.7-第一防洪窗；9.8-进人门；

10-母线出线洞出口处防洪防地灾设施；10.1-第一防洪门；10.2-第一防洪墙；10.3-母线出线；10.4-第二防洪窗；10.5-逃生出口；

11-排风洞出口处防洪防地灾设施；11.1-第二防洪门；11.2-第二防洪墙；

12-尾闸室联系洞防洪防地灾设施；12.1-第三防洪门；12.2-第三防洪墙；

13-第四防洪门；14-第五防洪门；15-第六防洪门；

16-防洪挡板；16.1-中立柱；16.2-侧立柱；16.3-挡板；

17通风窗；18尾水洞；20门框；21门铰；22门叶；23密封条。

具体实施方式

本实用新型实施方式中对附图进行详细说明，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。

实施例1

如图1所示，本实用新型提供一种提升引水式水电站防洪防地灾能力的设施，包括厂房1、尾闸室2、GIS楼、柴油发电机室5，厂房1上设有相互独立的进厂交通洞6、母线出线洞7、排风洞8，进厂交通洞6出口与厂房1连接，母线出线洞7入口与厂房1连接，排风洞8入口与厂房1连接，尾闸室2设在厂房1下游，尾闸室2上设有相互独立的尾闸室联系洞2.1和尾水洞18，尾闸室2与进厂交通洞6通过尾闸室联系洞2.1连接，尾水洞18入口与尾闸室2连接，GIS楼内设有相邻的主变压器室3和配电室4，主变压器室3设置在母线出线洞7出口处，柴油发电机室5设在GIS楼内或GIS楼的外侧。

尾闸室2设在厂房下游侧水轮机尾水管出口，发电引用水流通过水轮机进行能量转换后，经过尾水洞18排至厂外主河道。

如图1所示，地下式厂房防洪防地灾设施包括：进厂交通洞入口处防洪防地灾设施9、母线出线洞出口处防洪防地灾设施10、排风洞出口处防洪防地灾设施11、尾闸室联系洞防洪防地灾设施12。

如图2、图3、图4所示，进厂交通洞入口处向外延伸依次设置引洞9.4、门洞9.5，门洞9.5上安装有防洪闸门9.1，门洞顶部设置有第一防洪窗9.7；进厂交通洞入口处还设有门槽9.2、排架9.3，门槽9.2设置在门洞洞口两侧，防洪闸门9.1可滑动安装在门槽9.2内，排架9.3设置在门洞9.5正上方，排架9.3上安装有启闭机9.6，启闭机9.6用于控制防洪闸门9.1升降；此外防洪闸门9.1下部开设有进人门9.8，进人门9.8为防洪密闭门；防洪闸门9、钢筋混凝土结构的引洞9.4、门洞9.5的刚强度设计按载荷6m以上水压设计，该防洪防地灾设置方法具有较强的防洪水和防冲击能力，并能保证较好的密封效果。

优选地，防洪闸门9.1采用竖向起吊方式安装，这样可以方便闸门的开启关闭，并且可以减小泥石流或洪水对闸门的冲击力，从而达到保护闸门的目的。

优选地，防洪闸门9.1设为潜孔平面钢闸门结构，这使得防洪闸门9.1更坚固，更耐磨，防腐蚀性更强。

优选地，防洪闸门9.1下部装设有进人门9.8，这样可以确保在防洪闸门9.1关闭时人们还可以选择从进人门9.8进入到厂房，不用担心防洪闸门9.1关闭就无法进入厂房。

如图5、图6所示，母线出线洞出口处设置第一防洪墙10.2、第一防洪门10.1，第一防洪门10.1嵌入式安装在第一防洪墙10.2上，母线出线洞出口处侧面设置第二防洪窗10.4，母线出线洞出口顶部处设置逃生出口10.5；并且母线出线洞7出口与主变压器室3连接，在该连接处的通道顶部还设有母线出线10.3，其中母线出线10.3采用穿墙导管，穿墙导管的支撑绝缘板采用厚型，并且绝缘板与母线出线口的连接处采用密封措施密封。第一防洪门10.1、第一防洪墙10.2、第二防洪窗10.4的刚强度设计按载荷6m以上水压设计，该防洪防地灾设置方法具有较强的防洪水和防冲击能力，并能保证较好的密封效果。

如图7所示，排风洞出口处设有第二防洪门11.1、第二防洪墙11.2，第二防洪门11.1嵌入式安装在第二防洪墙11.2上，第二防洪门11.1、第二防洪墙11.2刚强度设计按载荷6m以上水压设计，该防洪防地灾设置方法具有较强的防洪水和防冲击能力，并能保证较好的密封效果。

优选地，第二防洪门11.1尺寸根据厂房排风机的排风量的要求使用单开或双开防洪门。

如图8所示，尾闸室联系洞防洪防地灾设施12设在尾闸室2与进厂交通洞的联系洞内，其设有第三防洪门12.1、第三防洪墙12.2，第三防洪门12.1嵌入式安装在第三防洪墙12.2上，第三防洪门12.1、第三防洪墙12.2刚强度设计按载荷6m以上水压设计，该防洪防地灾设置方法具有较强的防洪水和防冲击能力，并能保证较好的密封效果，以防止尾水洞出口下游发生泥石流堵河情况时，河道水位上升，洪水通过尾水洞进入尾闸室，通过该联系洞进入进厂交通洞而淹没厂房。

优选地，第三防洪门12.1尺寸根据尾闸室补气面积的要求使用单开或双开防洪门。

在正常情况下将防洪门、通风窗17开启，以满足厂房通风要求，在汛情预警时立即关闭，发挥防洪作用。对于排风量要求较大的水电站，排风洞口也可采用竖向起吊防洪门密封洞口措施，其设计原则参考进厂交通洞口防洪措施。

对于母线出线洞出口处的GIS楼，GIS楼内布置有相邻的主变压器室3和配电室4，主变压器室3本身为密封较好的设备，防洪保护主要考虑一般性防洪要求，预防重现期200年一遇(或更高)洪水或局部区间积水情况下，室内配电设备不进水，在主变压器室3外侧设置防洪挡板16。

如图10所示，防洪挡板16设置在主变压器室3外侧，防洪挡板16包括中立柱16.1、两个侧立柱16.2，中立柱16.1和两个侧立柱16.2均竖向设置，中立柱16.1设置在两个侧立柱16.2之间，中立柱的两侧与两个侧立柱16.2之间均设置有多个挡板16.3，挡板16.3横向设置，位于中立柱16.1与侧立柱16.2之间的多个挡板16.3上下堆叠设置，立柱与挡板16.3之间采用密封措施。

在正常情况下将挡板16.3、中立柱16.1拆除于就近位置存放，在汛情预警时立即安装到位后投入使用。这样可以保证在洪水很大或局部积水的情况下，主变压器室3室内不进水，从而提高防洪能力。其中挡板的高度L按一般性防洪要求的水位进行设置，宽度H和挡板数量根据防洪位置的实际宽度确定。

如图1所示，对于GIS楼内的配电室4，由于其为保证电站正常供电的重要设备，而其自身防水，只需将配电室4入口处的普通过道门都设置为防洪门，配电室4入口处设有第四防洪门13，主变压器室3与配电室4连接处设有第五防洪门14，这样可以提高GIS楼的防洪效果，从而提高水电站的防洪能力。

如图1所示，在主变压器室3和配电室4还设有通风窗17，在通风窗17外侧还分别设有第三防洪窗和第四防洪窗，在正常情况下将通风窗17开启，以满足通风散热要求，在汛情预警时立即关闭，发挥防洪作用。

柴油发电机作为水电站的电源保障，在洪灾时尤为重要，如果电站外来电源由于洪灾泥石流、地震等自然灾害而中断，电站水轮发电机组亦无法提供电源，只能依靠柴油发电机提供厂房排水和设备运行的电源。如在电站建设时的设计，可将柴油发电机室5设在较高的位置，并在柴油发电机室5入口处设置门框嵌于混凝土墙内的第六防洪门15，同样将柴油发电机室5内的通风窗上设置为防洪密闭窗，在洪水预警时提前关闭；如柴油发电机室已建成，仍应在各入口处设置防洪门和防水密闭窗。

如图9所示，第一防洪门10.1、第二防洪门11.1、第三防洪门12.1、第四防洪门13、第五防洪门14、第六防洪门15均为防洪密闭门，防洪密闭门设置为单开防洪门，单开防洪门包括门框20、门铰21、门叶22、密封条23，门叶22通过门铰21可转动安装在门框20上，门框20上还设有密封条23。

第一防洪窗9.7、第二防洪窗10.4、第三防洪窗、第四防洪窗均为防洪密闭窗，防洪密闭窗包括窗框、窗铰、窗叶、密封条、用于开关防洪窗的操作把手，窗叶通过窗铰可转动安装在窗框上，窗框上还设有密封条，操作把手安装在窗叶后侧。

优选地，洪水淹没深度H1、H2、H3、H4根据电站位置的灾害危险程度、防洪防地灾设施的安装位置与河道水面高程差进行选择；进厂交通洞入口延伸段引洞长度根据实际位置确定。

优选地，在进行引水式水电站防洪防地灾设施结构设计时，防洪防地灾设施的设计承压等级根据电站灾害危险程度、防洪防地灾设施的安装位置与河道水面高程差进行选择。

图1中A表示山体部分，B表示地下厂房外办公生活区。

如图11所示，是本实施例水电站的布置图。

本实用新型通过以下运行操作方式达到防洪防灾目的：进厂交通洞入口处的防洪闸门9.1在主汛期(每年的6至9月)关闭，工作人员通过安装于防洪闸门底部的防洪密闭门进入主厂房工作，人员离开时关闭该防洪密闭门；在非主汛期，用排架上的启闭机将防洪闸门提升至门洞顶部，并锁定在门槽顶端；所有的进人通道的防洪密闭门、防洪密闭窗均采取人员工作完毕离开时全部关闭的原则；所有主厂房通风用的防洪密闭门、防洪密闭窗均在接到洪水等灾害预报时，提前关闭。

实施例2

对于地面市式厂房，一般均位于开阔的地带，通常情况下，按《防洪标准》GB50201规定的洪水重现期进行设防就能满足要求，但仍然要预防局部大暴雨产生的区间积水和附近支沟排水不畅冲入地面厂房，宜采用防洪挡板16对厂房大门等危险位置进行防洪措施，替代常规防洪沙袋的作用，这样防洪效果更好。

本实用新型的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本实用新型的技术方案做出的技术变形，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.提升引水式水电站防洪防地灾能力的设施，包括：

厂房、尾闸室、GIS楼、柴油发电机室，厂房上设有相互独立的进厂交通洞、母线出线洞、排风洞，进厂交通洞出口与厂房连接，母线出线洞入口与厂房连接，排风洞入口与厂房连接，尾闸室设在厂房下游，尾闸室上设有相互独立的尾闸室联系洞和尾水洞，尾闸室与进厂交通洞通过尾闸室联系洞连接，尾水洞入口与尾闸室连接，GIS楼内设有相邻的主变压器室和配电室，主变压器室设置在母线出线洞出口处，柴油发电机室设在GIS楼内或GIS楼的外侧；其特征在于，还包括：

地下式厂房防洪防地灾设施；进厂交通洞入口处向外延伸依次设置引洞、门洞，门洞上安装有防洪闸门，门洞顶部设置有第一防洪窗；母线出线洞出口处设置第一防洪墙、第一防洪门，第一防洪门安装在第一防洪墙上，母线出线洞出口处侧面设置第二防洪窗，母线出线洞出口顶部处设置逃生出口；排风洞出口处设置第二防洪墙、第二防洪门，第二防洪门安装在第二防洪墙上；尾闸室联系洞设有第三防洪墙、第三防洪门，第三防洪门安装在第三防洪墙上；

GIS楼防洪防地灾设施；主变压器室外侧设置防洪挡板，主变压器室与配电室连接处设置第五防洪门；配电室入口处设置第四防洪门，配电室的窗口处设置第三防洪窗；

柴油发电机室防洪防地灾设施；柴油发电机室入口处设置第六防洪门；柴油发电机室的窗口处设置第四防洪窗。

2.根据权利要求1所述的提升引水式水电站防洪防地灾能力的设施，其特征在于：进厂交通洞入口处还设有门槽、排架，门槽设置在门洞洞口两侧，防洪闸门可滑动安装在门槽内，排架设置在门洞正上方，排架上安装有启闭机，启闭机用于控制防洪闸门升降，防洪闸门下部开设有进人门，进人门为防洪密闭门。

3.根据权利要求1所述的提升引水式水电站防洪防地灾能力的设施，其特征在于：第一防洪门、第二防洪门、第三防洪门、第四防洪门、第五防洪门、第六防洪门均为防洪密闭门，防洪密闭门包括门框、门铰、门叶、密封条，门叶通过门铰可转动安装在门框上，门框上还设有密封条。

4.根据权利要求1所述的提升引水式水电站防洪防地灾能力的设施，其特征在于：主变压器室外侧设置有防洪挡板，防洪挡板包括中立柱、两个侧立柱，中立柱和两个侧立柱均竖向设置，中立柱设置在两个侧立柱之间，中立柱的两侧与两个侧立柱之间均设置有多个挡板，挡板横向设置，位于中立柱与侧立柱之间的多个挡板上下堆叠设置。

5.根据权利要求1所述的提升引水式水电站防洪防地灾能力的设施，其特征在于：第一防洪窗、第二防洪窗、第三防洪窗、第四防洪窗均为防洪密闭窗，防洪密闭窗包括窗框、窗铰、窗叶、密封条、用于开关防洪窗的操作把手，窗叶通过窗铰可转动安装在窗框上，窗框上还设有密封条，操作把手安装在窗叶后侧。

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