CN221052538U - 导流洞、泄洪放空洞和竖井式溢洪道结合结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了导流洞、泄洪放空洞和竖井式溢洪道结合结构，包括预先设置在库内的导流洞，在所述导流洞整体洞段中位于上游的第一洞身段上设置泄洪放空洞，在导流洞整体洞段中位于下游的第二洞身段上设置竖井式溢洪道，库顶设置闸门井平台，所述竖井式溢洪道的溢洪道进口段与闸门井平台连通，其通过第二洞身段泄洪；所述第一洞身段与第二洞身段之间设置封堵段，所述泄洪放空洞在封堵段上游设置事故闸门井段，在所述事故闸门井段与封堵段之间的第一洞身段部分设置泄洪管道。本实用新型通过在导流洞的基础上结合布置泄洪放空洞和竖井式溢洪道，因此泄洪放空洞与竖井式溢洪道虽然洞线重合，但各自需要的洞段空间上相对独立。

Description

导流洞、泄洪放空洞和竖井式溢洪道结合结构

技术领域

本实用新型涉及水利水电工程技术领域，具体涉及导流洞、泄洪放空洞和竖井式溢洪道结合结构。

背景技术

抽水蓄能电站的下水库在施工期需要修建导流洞，在施工期进行导流。在永久运行期需要修建泄洪放空洞和竖井式溢洪道。一般来说，泄洪放空洞设置在水库较低高程处，主要用于及时排放入库洪水，使洪水尽可能少侵占调节库容，提高电站发电保证率；竖井式溢洪道主要用于排放较高标准的洪水，保证水工建筑物的安全。现有工程中，大部分工程最常见的是将导流洞与泄洪放空洞结合布置，而竖井式溢洪道单独布置；其次，将导流洞与竖井式溢洪道结合布置，泄洪放空洞单独布置。

而将导流洞、泄洪放空洞和竖井式溢洪道三者合并布置的难点有以下几方面：

(1)三者结合布置后如何有效的解决施工期导流、永久运行期泄洪放空洞预泄洪水以及泄洪放空洞和竖井式溢洪道的联合调度。

(2)三者结合布置后采用一个洞段，泄洪放空洞洞内水流一般为有压流，而竖井式溢洪道退水洞中水流很大一部分是无压流，在联合使用时共用的洞段既需要满足泄洪放空洞的泄洪需要，又要满足竖井式溢洪道的泄洪需要。这使得联合布置存在困难。

(3)泄洪放空洞需要布置一个事故闸门井以便在紧急时刻关闭流道，以保证安全。但竖井式溢洪道一般不设置闸门，采用自流方式泄洪。共用同一洞段时，既要保证遇到紧急情况时泄洪放空洞的事故闸门井可以正常下落，又要保证事故闸门井下落后竖井式溢洪道可以正常工作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种将导流洞、泄洪放空洞和竖井式溢洪道联合并以此进行调度，使其独立发挥作用的结合结构。为此，本实用新型采用以下技术方案：

导流洞、泄洪放空洞和竖井式溢洪道结合结构，包括预先设置在库内的导流洞，在所述导流洞整体洞段中位于上游的第一洞身段上设置泄洪放空洞，在导流洞整体洞段中位于下游的第二洞身段上设置竖井式溢洪道，库顶设置闸门井平台，所述竖井式溢洪道的溢洪道进口段与闸门井平台连通，其通过第二洞身段泄洪；所述第一洞身段与第二洞身段之间设置封堵段，所述泄洪放空洞在封堵段上游设置事故闸门井段，所述事故闸门井段与封堵段之间的第一洞身段下方设置泄洪管道，所述泄洪管道的出水端越过封堵段与导流洞的出口排水端连通，以使得泄洪放空洞与竖井式溢洪道排水线路走向相同，且两者形成独立泄洪状态。

进一步地：所述闸门井平台的平台高程低于库内正常蓄水位。

进一步地：所述导流洞的端部设置导流进口段，且泄洪放空洞与导流洞共用同一段导流进口段。

进一步地：所述泄洪管道布置于导流洞整体洞段的下方，且泄洪管道进水端在事故闸门井段下游区域取水。

进一步地：所述泄洪管道在库内预设与其配合的沟槽，并对泄洪管道回填埋设。

进一步地：所述导流洞的出口排水端包括出口明渠段和预挖冲坑，所述出口明渠段在第二洞身段后方紧接布置，所述预挖冲坑连通于出口明渠段和下游河道之间。

进一步地：所述竖井式溢洪道包括连通溢洪道进口段与第二洞身段的井身段，并在所述第二洞身段下方设置与井身段相对的消力井，所述竖井式溢洪道内部布置有通气孔。

进一步地：所述闸门井平台上设置平台结构，所述平台结构包括环库公路、启闭机房联通桥和启闭机房，所述启闭机房联通桥的两侧分别连接环库公路与启闭机房；所述事故闸门井段的上部延伸设置于闸门井平台上方，且启闭机房与事故闸门井段内的闸门相配合作用。

进一步地：所述启闭机房联通桥桥面高程、环库公路路面高程和启闭机房地面高程均高于库内校核洪水位。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型通过在导流洞的基础上结合布置泄洪放空洞和竖井式溢洪道，因此泄洪放空洞与竖井式溢洪道虽然洞线重合，但各自需要的洞段空间上相对独立，可以有效的解决施工期导流、永久运行期中泄洪放空洞预泄洪水以及泄洪放空洞和竖井式溢洪道的联合调度问题；同时，泄洪放空洞通过预埋管道泄洪，竖井式溢洪道通过第二洞身段泄洪，使两者泄洪时采用的结构是相对独立的。其次，即使泄洪放空洞因为紧急情况而需要将事故闸门井中的闸门放下，位于事故闸门井中下游侧的溢洪道进口段也可以正常溢流，不会影响竖井式溢洪道的工作。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型导流洞与泄洪放空洞结合部分的结构示意图；

图3为本实用新型导流洞与竖井式溢洪道结合部分的剖面示意图；

图4为本实用新型图1中a-a的剖面示意图；

图5为本实用新型图1中b-b的剖面示意图；

图6为本实用新型图1中c-c的剖面示意图。

附图中的标记为：导流洞A、泄洪放空洞B、竖井式溢洪道C、平台结构D、导流进口段1、第一洞身段2、事故闸门井段3、封堵段4、井身段5、消力井6、通气孔7、泄洪管道8、出口明渠段9、预挖冲坑10、环库公路11、启闭机房联通桥12、闸门井平台13、启闭机房14、第二洞身段15、溢洪道进口段16。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。

如图1-6所示，导流洞、泄洪放空洞和竖井式溢洪道结合结构，包括预先设置在库内的导流洞A，导流洞A的整体洞段具有一定的坡度，以便其内流动的水可从上游的第一洞身段2往下游的第二洞身段15导流，在导流洞A整体洞段中位于上游的第一洞身段2内进行改建，改建为泄洪放空洞B，在导流洞A整体洞段中位于下游的第二洞身段15内进行改建，改建为竖井式溢洪道C，库顶设置闸门井平台13，竖井式溢洪道C的溢洪道进口段16与闸门井平台13连通，其通过第二洞身段15泄洪；第一洞身段2与第二洞身段15之间设置封堵段4，封堵段4应能满足在相应水头作用下不会滑移和漏水(具体长度基于实际工程并计算确定)，泄洪放空洞B在封堵段4上游设置事故闸门井段3，事故闸门井段3与封堵段4之间的第一洞身段2下方设置泄洪管道8，以使泄洪放空洞B通过泄洪管道8进行泄洪，泄洪管道8的出水端越过封堵段4与导流洞A的出口排水端连通，以使得泄洪放空洞B与竖井式溢洪道C排水线路走向相同，且两者形成独立泄洪状态，因此二者不会产生水力学上的干扰。

其中，由于封堵体4的分割作用，泄洪放空洞B和竖井式溢洪道C在泄洪是分别利用泄洪管道8和第二洞身段15两个独立互不干涉的通道进行泄洪，相互之间互不干扰，水力学条件简单。水流最后汇聚于出口明渠段9和预挖冲坑10，最后流入下游河道。而在此情况下，泄洪放空洞B中事故闸门井段3的开启和关闭不会影响竖井式溢洪道C的正常工作。

如图1-3所示，具体的，导流洞A的出口排水端包括出口明渠段9和预挖冲坑10，出口明渠段9在第二洞身段15后方紧接布置，预挖冲坑10连通于出口明渠段9和下游河道之间。需要说明的是，出口明渠段9和预挖冲坑10的体型因需满足水力学要求。

具体的，导流洞A的端部设置导流进口段1，且泄洪放空洞B与导流洞A共用同一段导流进口段1。

其中，导流洞A中导流进口段1由喇叭口段和渐变段组合，其中喇叭口的具体体型可以由水力学模型实验确定。第一洞身段2和第二洞身段15的断面面积需要满足导流期所需要的过流能力。

因泄洪放空洞B的进口段采用导流进口段1，因此泄洪放空洞B的导流进口段1中喇叭口的具体体型和吸出高度应满足不产生吸气。

如图1-6所示，具体的，泄洪管道8布置于导流洞A整体洞段的下方，且泄洪管道8进水端在事故闸门井段3下游区域取水，具体使泄洪管道8位于第一洞身段2、消力井6、封堵体段4和第二洞身段15的下方，且泄洪管道8的出水端可直接连通预挖冲坑10。在泄洪管道8布置时，通过在第一洞身段2、消力井6、封堵体段4和第二洞身段15的下方预挖梯形沟槽，梯形沟槽内预埋泄洪钢管8，最后回填混凝土实现。

其中，泄洪管道8可采用泄洪钢管，泄洪管道8断面尺寸需要满足永久运行期泄洪能力的要求。

如图1-3所示，具体的，竖井式溢洪道C包括连通溢洪道进口段16的井身段5，井身段5底部与第二洞身段15相连接，并在第二洞身段15下方设置与井身段5相对的消力井6，竖井式溢洪道C内部布置有通气孔7。相应的，溢洪道进口段16、井身段5、消力井6的相关体型需要满足水力学要求，可由模型实验确定，第二洞身段15的断面尺寸需要满足永久运行期泄洪能力的要求。

具体的，闸门井平台13上设置平台结构D，平台结构D包括环库公路11、启闭机房联通桥12和启闭机房14，启闭机房联通桥12的两侧分别连接环库公路11与启闭机房14，启闭机房14的框架柱基础位于闸门井平台13上，启闭机房联通桥12的桥基础也位于闸门井平台13上；事故闸门井段3的上部延伸设置于闸门井平台13上方，且启闭机房14与事故闸门井段3内的闸门相配合作用。

其中，启闭机房联通桥12桥面高程、环库公路11路面高程和启闭机房14地面高程相同，均高于库内校核洪水位，并有一定安全超高。

具体的，闸门井平台13的平台高程低于库内正常蓄水位，同时其高程需要保证竖井式溢洪道进口段16可正常溢流，因此泄洪放空洞B在将事故闸门井3中的闸门放下，那么位于事故闸门井3下游侧的溢洪道进口段16也可以正常溢流，不会影响竖井式溢洪道C的正常泄洪工作。相应的具体高程可由模型实验确定。

请参阅图1-6，在对导流洞、泄洪放空洞和竖井式溢洪道的结合结构进行施工分期施工时，具体步骤如下：

S1：导流洞A在前期标施工完成，其内容包括导流进口段1、第一洞身段2、第二洞身段15、出口明渠段9和预挖冲坑10，以此可使导流洞A成型并使其具备施工期导流的能力(此时对导流期的洪水流向加以阐述，洪水依次序流经导流进口段1、第一洞身段2、第二洞身段15、出口明渠段9和预挖冲坑10，最终流入下游河道)；

S2：泄洪放空洞B在原有导流洞A施工完成的基础上，需要继续施工闸门，并以此布置事故闸门井段3和启闭机房14，之后埋设泄洪管道8，最后在泄洪管道8下游施工封堵段4，以使第一洞身段2与第二洞身段15分割(待上述工程完成，永久运行期的洪水依次序流经导流进口段1、第一洞身段2、泄洪钢管8、出口明渠段9和预挖冲坑10，最终流入下游河道)；

S3：竖井式溢洪道C可以与泄洪放空洞B同时施工，由于第二洞身段15、出口明渠段9和预挖冲坑10已经在S1步骤中施工完成，这一步骤只需要完成竖井式溢洪道C中的溢洪道进口段16、井身段5、消力井6和通气孔7的施工，使竖井式溢洪道C与第二洞身段15接通(待永久运行期洪水来临，水位高度到达一定高度时，竖井式溢洪道C开始工作，此时洪水经由溢洪道进口段16、井身段5、消力井6、第二洞身段15、出口明渠段9和预挖冲坑10，最终流入下游河道)；

S4：对平台结构D进行施工，将启闭机房联通桥12的桥基础以及启闭机房14的框架柱基础布置在闸门井平台13上，以便在永久运行期车辆可以在环库公路11和启闭机房14间自由交通。

以上实施例仅为本实用新型的一种较优技术方案，本领域的技术人员应当理解，在不脱离本实用新型的原理和本质情况下可以对实施例中的技术方案或参数进行修改或者替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.导流洞、泄洪放空洞和竖井式溢洪道结合结构，其特征在于：包括预先设置在库内的导流洞(A)，在所述导流洞(A)整体洞段中位于上游的第一洞身段(2)上设置泄洪放空洞(B)，在导流洞(A)整体洞段中位于下游的第二洞身段(15)上设置竖井式溢洪道(C)，库顶设置闸门井平台(13)，所述竖井式溢洪道(C)的溢洪道进口段(16)与闸门井平台(13)连通，其通过第二洞身段(15)泄洪；所述第一洞身段(2)与第二洞身段(15)之间设置封堵段(4)，所述泄洪放空洞(B)在封堵段(4)上游设置事故闸门井段(3)，在所述事故闸门井段(3)与封堵段(4)之间的第一洞身段(2)下方设置泄洪管道(8)，所述泄洪管道(8)的出水端越过封堵段(4)与导流洞(A)的出口排水端连通。

2.根据权利要求1所述的导流洞、泄洪放空洞和竖井式溢洪道结合结构，其特征在于：所述闸门井平台(13)的平台高程低于库内正常蓄水位。

3.根据权利要求1所述的导流洞、泄洪放空洞和竖井式溢洪道结合结构，其特征在于：所述导流洞(A)的端部设置导流进口段(1)，且泄洪放空洞(B)与导流洞(A)共用同一导流进口段(1)。

4.根据权利要求1所述的导流洞、泄洪放空洞和竖井式溢洪道结合结构，其特征在于：所述泄洪管道(8)布置于导流洞(A)整体洞段的下方，且泄洪管道(8)进水端在事故闸门井段(3)下游区域取水。

5.根据权利要求1所述的导流洞、泄洪放空洞和竖井式溢洪道结合结构，其特征在于：所述泄洪管道(8)在洞内预设与其配合的沟槽，并对泄洪管道(8)回填埋设。

6.根据权利要求1所述的导流洞、泄洪放空洞和竖井式溢洪道结合结构，其特征在于：所述导流洞(A)的出口排水端包括出口明渠段(9)和预挖冲坑(10)，所述出口明渠段(9)在第二洞身段(15)后方紧接布置，所述预挖冲坑(10)连通于出口明渠段(9)和下游河道之间。

7.根据权利要求1所述的导流洞、泄洪放空洞和竖井式溢洪道结合结构，其特征在于：所述竖井式溢洪道(C)包括连通溢洪道进口段(16)的井身段(5)，所述井身段(5)的下部与第二洞身段(15)相连接，并在所述第二洞身段(15)下方设置与井身段(5)相对的消力井(6)，所述竖井式溢洪道(C)内部布置有通气孔(7)。

8.根据权利要求1所述的导流洞、泄洪放空洞和竖井式溢洪道结合结构，其特征在于：所述闸门井平台(13)上设置平台结构(D)，所述平台结构(D)包括环库公路(11)、启闭机房联通桥(12)和启闭机房(14)，所述启闭机房联通桥(12)的两侧分别连接环库公路(11)与启闭机房(14)；所述事故闸门井段(3)的上部延伸设置于闸门井平台(13)上方，且启闭机房(14)与事故闸门井段(3)内的闸门相配合作用。

9.根据权利要求8所述的导流洞、泄洪放空洞和竖井式溢洪道结合结构，其特征在于：所述启闭机房联通桥(12)桥面高程、环库公路(11)路面高程和启闭机房(14)地面高程均高于库内校核洪水位。