CN218712567U - 水电站水垫塘检修抽排水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水电站水垫塘检修抽排水系统，在水电站坝下游水垫塘检修时，利用水垫塘本身的渗漏抽水泵站进行抽排水将水垫塘的水抽干，从而对水垫塘进行检查维修；大中型水电站坝后水垫塘为了保证泄洪时水垫塘底板安全稳定，均在水垫塘底板布置有纵横向的排水廊道，在山体内布置有排水洞、集水井、渗漏排水泵站；本实用新型充分利用渗漏排水系统土建和机电设备，只需在水垫塘已有的渗漏抽排水系统上，在水垫塘和渗漏排水廊道之间增设拦污格栅、集水坑、排水钢管、手动不锈钢阀门；采用本实用新型后，增加的工程量很少，水垫塘检查维修就不用在水垫塘内搭设抽水平台和水泵等，达到了经济高效效果。

Description

水电站水垫塘检修抽排水系统

技术领域

本实用新型涉及水利水电工程领域，特别是一种水电站水垫塘检修抽排水系统。

背景技术

在水电工程中，拱坝和重力坝利用坝身泄水是一种常见的泄洪消能方式，特别是高拱坝、大流量的情况。对于高水头大流量的水利枢纽，坝身泄洪往往还伴随着巨大的泄洪功率，引发的坝后高速射流冲击和刷深河床问题将可能危及坝基与大坝安全，因此，泄洪消能设计至关重要。一般是在坝后修建消能水垫塘，为保证水垫塘在泄洪期间的安全，有以下途径解决水垫塘安全问题：增加下游水垫深度（如对河床进行预开挖或者增设二道坝形成水垫塘等）；在水垫塘混凝土衬砌中设置排水廊道及排水口，在水垫塘两岸再设置抽水系统，将渗漏水抽到下游河道，以减小水垫塘底板的渗透扬压力，保证水垫塘运行安全；在水垫塘混凝土和基岩之间设置锚杆或锚筋桩，抵抗渗透扬压力的水垫塘底板的不利影响。

大坝水垫塘是水电工程的重要建筑物。水垫塘的主要作用是消杀从大坝坝身溢洪道泄到下游河道的水的巨大能量，保证大坝等主要建筑物的安全。水垫塘作为重要的消能设施，水垫塘内流态特征与入水流速、入水角度、水垫塘深度及射流形状等诸多因素有关，非常复杂，水垫塘压力冲击区的底板有失稳破坏的风险。由于水电站水较深，水下检查难度大，如果有局部冲坏，水下修补也较困难。因此水垫塘运行数年特别是初期运行阶段，进行检查和修补。由于以前的工程水垫塘和排水廊道没有设置连接设备，往往要在水垫塘中搭设浮动平台架设抽水泵将水垫塘水抽干，费力、费时、费钱。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中水垫塘检修时抽排水费力、费时、费钱的缺点，提供一种水电站水垫塘检修抽排水系统。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种水电站水垫塘检修抽排水系统，包括公路和水垫塘，渗漏排水系统，渗漏排水系统；在水垫塘的一侧顶部设置公路；所述放空系统包括拦污格栅、集水集渣坑、不锈钢管、不锈钢钢阀门、混凝土墩、普通钢管；在水垫塘的底部拐角处设置集水集渣坑，在集水集渣坑的上方盖设拦污格栅，在集水集渣坑的一侧设置不锈钢管，在不锈钢管上设置不锈钢钢阀门，不锈钢管一端连接普通钢管，普通钢管连接至渗漏排水系统。

优选的，所述渗漏排水系统包括主排水洞、集水井、抽水竖井、抽水管、抽水泵、排水洞预埋排水管、排水明渠、水垫塘混凝土衬砌；在水垫塘的底部设置主排水洞，所述普通钢管设置在主排水洞内；在水垫塘的一侧设置集水井与主排水洞连接，在集水井的上方垂直设置抽水竖井，抽水竖井内设置抽水管；在公路的一侧设置水泵房，在水泵房内设置抽水泵、与抽水管连接；在公路下方埋设排水洞预埋排水管；在公路的一侧设置排水明渠，所述排水洞预埋排水管与排水明渠连接。

优选的，所述普通钢管设置在不锈钢钢阀门的后方；在不锈钢钢阀门的后方的外露不锈钢管采用混凝土墩固定；普通钢管与不锈钢管的连接处设置在混凝土墩内。

优选的，在水垫塘主排水洞上方对应的水垫塘混凝土衬砌浇筑，所述水垫塘混凝土衬砌沿着公路一侧一直浇筑到水垫塘底部，并且，在水垫塘平均水面浇筑一个平台形成二道坝。

优选的，所述不锈钢管设置为一段L型并埋入水垫塘混凝土衬砌内，L型的拐角处设置在顶部且与集水集渣坑齐平。

优选的，在普通钢管的尾部加一节90°弯管正对集水井，在管口正下方设置一个锥形垛。

优选的，一种根据水电站水垫塘检修抽排水系统所设计的施工方法，包括以下工序：（1）根据设计及现场施工情况，先确定好水垫塘主排水洞的位置；

（2）在水垫塘的主排水洞正上方的水垫塘混凝土衬砌浇筑前，采用施工模板预留出集水集渣坑，集水集渣坑位置上、下游方向可根据实际洞口位置调整，以不过分缝为原则；同时架设好L型不锈钢管，不锈钢管的入水口做成90°弯管，弯管长度可根据具体施工情况调整，不锈钢管入水口高程应低于水垫塘底板高程，拦污栅采用I8工字型钢，间距80mm,工字钢两端深入混凝土100cm，工字钢顺水流方向布置，集水集渣坑模板与钢管架设达标后，方可进行混凝土浇筑；

（3）水垫塘的主排水洞底板混凝土浇筑前，在底板两侧位置预先埋入钢管，不锈钢管在底板内预埋5m左右可换作普通钢管；敷设钢管一直延伸到集水井处，钢管伸出水垫塘排水洞底板末端，普通钢管尾部做成90°弯管，弯管长度可根据实际情况调整，弯管口朝向下，使水流更好进入集水井，该过程可铺设完所有管道再浇筑，也可一边铺设一边浇筑混凝土；（4）水垫塘主排水洞内竖直的不锈钢管设置不锈钢阀门，钢阀门控制放空系统的启闭，阀门采用与钢管口径相匹配的闸阀，耐压值不小于1MPa，两侧阀门排水量之和不允许超过抽水泵房的抽排能力，阀门位置宜高出水垫塘主排水洞底板一定距离，具体可根据洞内水面高度以及操作方便进行确定；

（5）钢阀门以下外露的不锈钢管采用混凝土墩衬砌，混凝土强度可选用C25或与排水洞衬砌混凝土相同。

优选的，在步骤中，一种更为稳固的连接方式是将不锈钢管与普通钢管连接处也嵌设在混凝土墩内。

优选的，在集水井内的底部普通钢管的出水口正下方处放置一个不锈钢浇筑的锥形垛，在水流冲刷锥形垛后所散开溅射位置处的四周浇筑一圈高强度挡板。

本实用新型具有以下优点之一：

本实用新型提供了水电站水垫塘利用渗漏抽水泵站代替了水垫塘检修时抽排水系统，可以有效地规避工程条件限制，降低水垫塘检修时的抽水难度，充分利用渗漏排水泵站，缩短工期，减少工程造价，从而实现经济上合理，技术上先进的水垫塘检修抽排水系统。同时保证水垫塘检修与维护工作的顺利进行，进而保障工程运行安全；

设计科学合理，型式简单，施工方便、充分利用渗漏排水泵站，节约成本，运行效果好；

本系统除运用于拱坝水垫塘检修抽排水系统以外，对于类似工程消力池的检修放空同样适用。本实用新型所述的预埋钢管，可通过调整其管径的大小控制过流量，进而适应不同规模的抽水泵站，操作灵活，适用范围广；

本抽排水系统施工方便、且施工难度低，充分利用渗漏排水泵站，降低了水垫塘排水洞底板的混凝土量，节约成本，同时响应低碳环保的号召。水垫塘检修维护时，可以及时排空垫塘内积水且不会影响渗漏排水系统的正常运行，提供一个干燥的工作环境，保证水垫塘检修与维护工作的顺利进行，进而保障工程运行安全；

附图说明

图1为本实用新型系统纵剖面图。

图2为本实用新型系统平面布置图。

图3为本实用新型系统构造详图。

图4为本实用新型系统构造详图对应横剖图。

图中，1-拦污格栅，2-集水集坑，3-放水不锈钢管，4-不锈钢阀门，5-混凝土墩，6-普通钢管，7-主排水洞，8-渗流集水井，9-抽水竖井，10-深井泵管子，11-抽水泵，12-排水洞预埋排水管，13-集中排水明渠，14-水垫塘混凝土衬砌。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，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一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示的一种水电站水垫塘检修抽排水系统，包括公路和水垫塘，在水垫塘的一侧顶部设置公路；本系统还包括放空系统和渗漏排水系统。在本装置中，提供了一种放空系统，具体包括拦污格栅1、集水集渣坑2、不锈钢管3、不锈钢钢阀门4、混凝土墩5、普通钢管6。在本放空系统中，在水垫塘的底部拐角处设置集水集渣坑2，集水集渣坑2设置为一条长方形的槽，在集水集渣坑2的上方盖设拦污格栅1，拦污格栅1设置为平板型的拦污格栅1或是设置为拱形的，拱形的拦污格栅1实际上要更方便滤过污染物而不阻挡拦污格栅1，拦污格栅1在盖住集水集渣坑2的同时还应该嵌入到浇筑的混凝土内以稳固。在集水集渣坑2的一侧设置不锈钢管3用以排水，在不锈钢管3上设置不锈钢钢阀门4用以控制开关，为了不必要的浪费，不锈钢管3一端连接普通钢管6，普通钢管6连接至渗漏排水系统。本实用新型提供另一种适用于上述放空系统的渗漏排水系统，具体的，所述渗漏排水系统包括主排水洞7、集水井8、抽水竖井9、抽水管10、抽水泵11、排水洞预埋排水管12、排水明渠13、水垫塘混凝土衬砌14。在本渗漏排水系统中，在水垫塘的底部设置主排水洞7，所述普通钢管6设置在主排水洞7内。在水垫塘的一侧设置集水井8与主排水洞7连接用以收集排水，在集水井8的上方垂直设置抽水竖井9，抽水竖井9内设置抽水管10用以抽出水流。本装置在公路的一侧设置水泵房，在水泵房内设置抽水泵（11）与抽水管10连接辅助主动抽出水流。抽出的水流在公路下方埋设排水洞预埋排水管12，且在公路的一侧设置排水明渠13，所述排水洞预埋排水管12与排水明渠13连接用以将水流排走。

优选的，在本实用新型中，为了在节约原材料的同时避免降低系统的强度，本装置的普通钢管6设置在不锈钢钢阀门4的后方，而且，在不锈钢钢阀门4的后方的外露不锈钢管3采用混凝土墩5固定以提高稳定性。更为稳固的，将普通钢管6与不锈钢管3的连接处也设置在混凝土墩5内，这样就避免不同材质的管道连接受压而出现泄漏的情况。

优选的，为了增强整个系统的强度，在水垫塘主排水洞7上方对应的水垫塘混凝土衬砌14浇筑，所述水垫塘混凝土衬砌14沿着公路一侧一直浇筑到水垫塘底部，并且，在水垫塘平均水面浇筑一个平台形成二道坝对水流进行缓冲。

优选的，为了使整个系统的整体性更强，所述不锈钢管3设置为一段L型并埋入水垫塘混凝土衬砌14内，L型的拐角处设置在顶部且与集水集渣坑2齐平，一个是方便施工，另一方面则是使得系统的排水更方便。

更为优化的，在普通钢管6的尾部加一节90°弯管正对集水井8，在管口正下方设置一个锥形垛，使其所排出的水流都向下冲刷在锥形垛上，锥形垛的设置是为了卸掉水流的冲刷力，避免水流长久的直接冲刷井底而将井底冲破坏。更为具体的，该锥形垛壳采用原石加工而成，也可以是混凝土浇筑的墩，也可以采用不锈钢浇筑而成，同时，为了避免溅射的水流长久的对槽壁进行破坏，在水流冲刷锥形垛后所散开溅射位置处的四周浇筑一圈高强度挡板。

本实用新型针对提供的系统设计了一套加工的施工方法，具体的，包括以下工序：（1）根据设计及现场施工情况，先确定好水垫塘主排水洞的位置；

（2）在水垫塘的主排水洞7正上方的水垫塘混凝土衬砌14浇筑前，采用施工模板预留出集水集渣坑2，集水集渣坑位置上、下游方向可根据实际洞口位置调整，以不过分缝为原则；同时架设好L型不锈钢管3，不锈钢管3的入水口做成90°弯管，弯管长度可根据具体施工情况调整，不锈钢管3入水口高程应低于水垫塘底板高程，拦污栅采用I8工字型钢，间距80mm,工字钢两端深入混凝土100cm，工字钢顺水流方向布置，集水集渣坑2模板与钢管架设达标后，方可进行混凝土浇筑；

（3）水垫塘的主排水洞7底板混凝土浇筑前，在底板两侧位置预先埋入钢管，不锈钢管3在底板内预埋5m左右可换作普通钢管6；敷设钢管一直延伸到集水井8处，钢管6伸出水垫塘排水洞7底板末端，普通钢管6尾部做成90°弯管，弯管长度可根据实际情况调整，弯管口朝向下，使水流更好进入集水井，该过程可铺设完所有管道再浇筑，也可一边铺设一边浇筑混凝土；

（4）水垫塘主排水洞7内竖直的不锈钢管3设置不锈钢阀门4，钢阀门控制放空系统的启闭，阀门采用与钢管口径相匹配的闸阀，耐压值不小于1MPa，两侧阀门排水量之和不允许超过抽水泵房的抽排能力，阀门位置宜高出水垫塘主排水洞7底板一定距离，具体可根据洞内水面高度以及操作方便进行确定；

（5）钢阀门4以下外露的不锈钢管3采用混凝土墩5衬砌，混凝土强度可选用C25或与排水洞衬砌混凝土相同。

在步骤（5）中，将不锈钢管3与普通钢管6连接处也嵌设在混凝土墩5内，同时，在普通钢管6的前端也设置一个混凝土墩5，这样连接更稳固。

本实用新型的工作过程如下：

不锈钢阀门4开启，不锈钢管3可将垫塘内积水引入水垫塘排水洞内，通过水垫塘主排水洞7下预埋的普通钢管6将水流引入集水井8，该过程是水压自行作用的结果，渗漏抽水泵11将水抽到交通洞预埋排水管12内排到洞外，再汇集排水到排水明渠13排到下游河道。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种水电站水垫塘检修抽排水系统，包括公路和水垫塘，渗漏排水系统，在水垫塘的一侧顶部设置公路；其特征在于：还包括放空系统和渗漏排水系统；所述放空系统包括拦污格栅（1）、集水集渣坑（2）、不锈钢管（3）、不锈钢钢阀门（4）、混凝土墩（5）、普通钢管（6）；在水垫塘的底部拐角处设置集水集渣坑（2），在集水集渣坑（2）的上方盖设拦污格栅（1），在集水集渣坑（2）的一侧设置不锈钢管（3），在不锈钢管（3）上设置不锈钢钢阀门（4），不锈钢管（3）一端连接普通钢管（6），普通钢管（6）连接至渗漏排水系统。

2.根据权利要求1所述的水电站水垫塘检修抽排水系统，其特征在于：所述渗漏排水系统包括主排水洞（7）、集水井（8）、抽水竖井（9）、抽水管（10）、抽水泵（11）、排水洞预埋排水管（12）、排水明渠（13）、水垫塘混凝土衬砌（14）；在水垫塘的底部设置主排水洞（7），所述普通钢管（6）设置在主排水洞（7）内；在水垫塘的一侧设置集水井（8）与主排水洞（7）连接，在集水井（8）的上方垂直设置抽水竖井（9），抽水竖井（9）内设置抽水管（10）；在公路的一侧设置水泵房，在水泵房内设置抽水泵（11）、与抽水管（10）连接；在公路下方埋设排水洞预埋排水管（12）；在公路的一侧设置排水明渠（13），所述排水洞预埋排水管（12）与排水明渠（13）连接。

3.根据权利要求1所述的水电站水垫塘检修抽排水系统，其特征在于：所述普通钢管（6）设置在不锈钢钢阀门（4）的后方；在不锈钢钢阀门（4）的后方的外露不锈钢管（3）采用混凝土墩（5）固定。

4.根据权利要求1所述的水电站水垫塘检修抽排水系统，其特征在于：在水垫塘主排水洞（7）上方对应的水垫塘混凝土衬砌（14）浇筑。

5.根据权利要求1所述的水电站水垫塘检修抽排水系统，其特征在于：所述不锈钢管（3）设置为一段L型并埋入水垫塘混凝土衬砌（14）内。

6.根据权利要求1所述的水电站水垫塘检修抽排水系统，其特征在于：在普通钢管（6）的尾部加一节90°弯管正对集水井（8）。

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