一种适用于长距离有压引水隧洞的调压室结构及施工方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于长距离有压引水隧洞的调压室结构及施工方法，该调压室结构包括位于下部的有压引水隧洞，在有压引水隧洞的上方设置有两层以上的筒形调压室，且各调压室由下至上呈台阶扩宽形式逐渐增大，在每一级调压室的底板中央均设置有阻抗孔，最下一级调压室的阻抗孔与有压引水隧洞相连通，在最上一级调压室的顶部设置有顶盖，在顶盖或最上一级调压室上设置有排气洞。因此，本发明专利技术采用多级调压室联合调压，并利用每一级调压室的阻抗孔削减水锤冲击力、调压室侧壁和底板承受水锤压力，将其分解到围岩和混凝土衬砌结构上，从而逐级削减水压，达到减小调压室结构断面，节省工程投资的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种引水隧洞调压结构，尤其，属于水利水电工程

技术介绍
在引水式开发的水利水电工程中，由于有压引水线路长，在发生诸如机组甩负荷或者突增负荷时，往往会发生水流传递波叠加导致的水锤现象，对引水结构造成水击破坏。解决这类问题通常是在引水线路中部或者后部设置一道或者多道调压井，这类调压井通常的施工方法是从山体顶部挖掘出一个断面较大的筒型结构，与引水隧洞形成联通，依靠筒型结构的容量来调节水锤压力，将水击造成涌高部分水量通过地表溢出，然而这种筒型结构调压井往往要求断面大、结构高度大，导致工程投资巨大。特别是在一些深埋式长距离输水线路中，由于山体雄厚，埋入深度较深(有些隧洞埋深可达1000m左右)，采用常规的调压井结构则洞挖量巨大，施工成本非常高。
技术实现思路
本专利技术专利针对深埋长距离引水线路中实施常规调压井时存在的难题，提供，该调压室结构采用多级调压室联合调压，并利用每一级调压室的阻抗孔削减水锤冲击力、调压室侧壁和底板承受水锤压力，将其分解到围岩和混凝土衬砌结构上，从而逐级削减水压，达到减小调压室结构断面，节省工程投资的目的。本专利技术的技术方案:一种适用于长距离有压引水隧洞的调压室结构，包括位于下部的有压引水隧洞，在有压引水隧洞的上方设置有两层以上的筒形调压室，且各调压室由下至上呈台阶扩宽形式逐渐增大，在每一级调压室的底板中央均设置有阻抗孔，最下一级调压室的阻抗孔与有压引水隧洞相连通，在最上一级调压室的顶部设置有顶盖，在顶盖或最上一级调压室上设置有排气洞。进一步，前述的有压引水隧洞的轴线与各调压室的中心线正交，在有压引水隧洞的周边采用钢筋混凝土衬砌，其上游渐变段与上游隧洞衔接，其下游渐变段与下游隧洞衔接。进一步，所述的顶盖为钢筋混凝土拱形结构。更进一步，所述的顶盖的内部空间大于所有调压室内部空间总和的15%。所述的排气洞底板高于最高涌波水位。一种用于上述适用于长距离有压引水隧洞的调压室结构的施工方法，包括现有的有压引水隧洞的施工方法，首先，从有压引水隧洞的上方洞挖衬砌排气洞，排气洞在施工期兼做施工交通洞，当排气洞施工至调压室位置时，向调压室上方洞挖顶盖并及时进行钢筋混凝土衬砌，待顶盖施工完成后，采用全断面向下洞挖的方式或先导洞后扩挖的方式，按照分级调压室断面尺寸从上至下进行洞挖，直至洞挖至最下一级调压室完毕后，此时对各调压室的侧墙和底板进行钢筋混凝土浇筑，浇注时在每层调压室的底板中央预留阻抗孔，通过阻抗孔使各层调压室相互连通，并使最下一级调压室底板上的阻抗孔击穿有压引水隧洞顶板形成水流泄压通道。进一步，在调压室洞挖过程中，可根据围岩情况采取一次支护措施，以确保施工期围岩稳定和作业面安全。由于采用上述技术方案，本专利技术的优点在于:本专利技术在有压引水隧洞的上方由下至上呈台阶扩宽形式设置多层调压室，从而通过多级调压室联合调压，并利用每一级调压室的阻抗孔削减水锤冲击力，同时利用调压室侧壁和底板承受水锤压力，将其分解到围岩和混凝土衬砌结构上，从而逐级削减水压，避免水锤现象对引水结构造成水击破坏。因此，本专利技术不仅结构简单，施工快捷方便，而且挖掘断面较小，能够大大节省工程投资，较好地满足长距离有压引水隧洞的调压要求。【附图说明】图1是本专利技术沿引水隧洞中心线剖面图； 图2是本专利技术沿排气洞中心线剖面图； 图3是图1的A-A剖面图； 图4是图1的B-B剖面图； 图5是图1的C-C剖面图。附图标记说明:1_有压引水隧洞，1.1-钢筋混凝土衬砌，1.2-上游渐变段，1.3-下游渐变段，2-最下一级调压室，2.1-最下一级调压室侧墙，2.2-最下一级调压室底板，2.3-最下一级调压室阻抗孔，3-中间级调压室，3.1-中间级调压室侧墙，3.2-中间级调压室底板，3.3-中间级调压室阻抗孔，4-最上一级调压室，4.1-最上一级调压室侧墙，4.2-最上一级调压室底板，4.3-最上一级调压室阻抗孔，5-顶盖结构，6-排气洞，7-最高涌波水位。【具体实施方式】为了使本专利技术目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术的适用于长距离有压引水隧洞的调压室结构的结构示意图如图1?5所示，包括位于下部的有压引水隧洞1，在有压引水隧洞1的上方设置有3层筒形调压室，即最下一级调压室2、中间级调压室3及最上一级调压室4，且各调压室由下至上呈台阶扩宽形式逐渐增大，在每一级调压室的底板中央均设置有阻抗孔，最下一级调压室阻抗孔2.3与有压引水隧洞1相连通，在最上一级调压室的顶部设置有顶盖5，所述的顶盖5为钢筋混凝土拱形结构，且顶盖5的内部空间大于所有调压室内部空间总和的15%。参见图1及图2，在顶盖5上设置有排气洞6，且排气洞6底板高于最高涌波水位7，排气洞6可用于联通调压室至山体外部，起到调压室通风换气和施工交通作用。进一步，前述的有压引水隧洞1的轴线与各调压室的中心线正交，在有压引水隧洞1的周边采用钢筋混凝土衬砌1.1，其上游渐变段1.2与上游隧洞衔接，其下游渐变段1.3与下游隧洞衔接。对上述适用于长距离有压引水隧洞的调压室结构进行施工时，首先，从有压引水隧洞1的上方洞挖衬砌排气洞6，排气洞6当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于长距离有压引水隧洞的调压室结构，包括位于下部的有压引水隧洞（1），其特征在于：在有压引水隧洞（1）的上方设置有两层以上的筒形调压室，且各调压室由下至上呈台阶扩宽形式逐渐增大，在每一级调压室的底板中央均设置有阻抗孔，最下一级调压室的阻抗孔与有压引水隧洞（1）相连通，在最上一级调压室的顶部设置有顶盖（5），在顶盖（5）或最上一级调压室上设置有排气洞（6）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：熊杰，申献平，兰光裕，李钧，付国栋，柯昌隆，
申请(专利权)人：贵州省水利水电勘测设计研究院，
类型：发明
国别省市：贵州;52