本实用新型专利技术涉及一种用于降低泄水建筑物外水压力的排水结构，属于泄水建筑物的洞身结构技术领域，尤其适用于泄水建筑物位于水库内洞身段。本实用新型专利技术通过在泄水建筑物的底部外侧布置透水管，透水管优选采用“U型”布置的软式透水管，将洞身底板以上高程的高压渗透外水排出，可以有效降低泄水建筑物高外水段洞身底板以上的外水压力，使得泄水建筑物高外水段洞身衬砌厚度最优，结构配筋最少，同时洞身开挖工程量也最小，最大限度的降低工程投资，值得其它类似工程借鉴。
【技术实现步骤摘要】
用于降低泄水建筑物外水压力的排水结构
本技术涉及一种用于降低泄水建筑物外水压力的排水结构，属于泄水建筑物的洞身结构
，尤其适用于泄水建筑物位于水库内洞身段。
技术介绍
随着国家对水电清洁能源的需求，修建大量的高坝，利用水头进行发电，对于建设在高山峡谷区域的高坝大库水电工程，为满足枢纽运行安全，一般需要专门设置泄洪及放空等泄水建筑物。为尽量简化泄水建筑物结构，一般优先利用微凸地形布置“一坡到底”的泄水建筑物。由于地形及枢纽布置限制，泄水建筑物洞身有很长一部分会采用地下结构或者全程采用地下结构，埋设于基岩内，相应地，地下渗透水则会在洞身外部产生外水压力，影响洞身结构安全，常见的泄水建筑物的平面布置结构可参见图1，泄水建筑物洞身有很长一部分会位于水库内的基岩内，后期水库正常运行且不泄洪时，位于水库内的洞段(高外水段)的洞身将承受很大的外水压力，此外水压力对泄水建筑物洞身结构稳定起决定性作用。为确保高外水段洞身结构稳定，一般采取洞身布设排水孔和加厚洞身衬砌的方式。由于泄水建筑物洞身段一般为高流速段，为了避免后期运行时洞身发生空蚀空化破坏，泄水建筑物过流面必须保持平整，因此泄水建筑物洞身段底板和边墙设计水面线以下部分不能布置排水孔，仅能在洞顶布置排水孔，这样可以降低洞身段顶拱以上一定的外水压力，但由于降低的幅度有限，仍然需要加厚洞身衬砌才可以确保洞身结构稳定。现有技术的主要缺点如下：1、通过增加高外水段无压洞段洞身衬砌厚度的方法虽然可以保证处于库内的洞身结构稳定，但是加厚衬砌后隧洞开挖和洞身混凝土衬砌工程量增加较多，对工程投资不利。2、在高外水段无压段洞身顶拱布置排水孔，一定程度上降低了处于库内高外水段洞身外水压力，但是由于仅在顶拱布置排水孔，高外水段洞身边墙外侧外水压力降低幅度有限，仍然需要加厚洞身衬砌才能满足洞身结构稳定，洞身工程量仍然相对较大。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是：提供一种用于降低泄水建筑物外水压力的排水结构，使得洞身外侧外水压力的降低幅度更大，从而减少洞身工程量。为解决上述技术问题本技术所采用的技术方案是：用于降低泄水建筑物外水压力的排水结构，包括泄水建筑物，泄水建筑物至少具有部分节段布设于基岩内，布设于基岩内的这部分节段泄水建筑物在顶部设置有排水孔，排水孔连通泄水建筑物的内腔和外侧空间，排水孔的出水端底部在泄水建筑物内腔的高程高于泄水建筑物的设计水位线，布设于基岩内的这部分节段泄水建筑物在底部设置有透水管，透水管布设于泄水建筑物的外侧，透水管的管身具有渗水进水孔，透水管的出水端连通至泄水建筑物顶部的排水孔。进一步地是：泄水建筑物的顶部两侧均布置有排水孔，透水管沿着泄水建筑物的外周向呈“U型”分布，沿着透水管的轴线方向布置有多个渗水进水孔，透水管的一端连通至泄水建筑物顶部一侧的排水孔，透水管的另一端连通至泄水建筑物顶部另一侧的排水孔。进一步地是：透水管采用软式透水管。进一步地是：泄水建筑物为混凝体结构，软式透水管朝向泄水建筑物的一侧设置有保护套，保护套沿着透水管的轴线方向布置，保护套与基岩固定连接，使得保护套将泄水建筑物的外壁与软式透水管的外壁分隔开。进一步地是：保护套为镀锌铁皮，保护套两侧通过锚钉与基岩固定连接。进一步地是：排水孔通过预埋的排水管道形成，排水管道的外端伸入基岩内。进一步地是：排水孔沿着泄水建筑物的长度方向间隔设置多组，透水管也沿着泄水建筑物的长度方向间隔设置多组，两者的设计间距相同，并布置于泄水建筑物的相同断面上。进一步地是：泄水建筑物的断面为城门洞型，包括底板、顶拱和位于两侧的边墙，排水孔沿着顶拱的弧线方向间隔布置多个，并且排水孔的轴线均指向顶拱弧线的圆心；在位于泄水建筑物同一断面的多个排水孔中，处于位置最低处的排水孔用于布置透水管的出水端。进一步地是：对于布置在顶拱位置的排水孔，沿着泄水建筑物的长度方向，相邻两组的排水孔呈交错布置。进一步地是：位于两侧的边墙顶部也布置有排水孔，排水孔的轴线相对于水平面具有2°至5°的倾斜角，并且排水孔在靠近泄水建筑物内腔的这一端为低处端、靠近基岩的这一端为高处端。本技术的有益效果是：通过在泄水建筑物的底部外侧布置透水管，透水管优选采用“U型”布置的软式透水管，将洞身底板以上高程的高压渗透外水排出，可以有效降低泄水建筑物高外水段洞身底板以上的外水压力，使得泄水建筑物高外水段洞身衬砌厚度最优，结构配筋最少，同时洞身开挖工程量也最小，最大限度的降低工程投资，值得其它类似工程借鉴。附图说明图1是现有技术中泄水建筑物的平面布置结构示意图；图2是本技术中泄水建筑物的典型断面示意图；图3是本技术中透水管与排水孔连通位置的局部结构示意图；图4是本技术中透水管敷设时的安装结构示意图；图中标记：1-泄水建筑物、2-基岩、3-排水孔、4-透水管、5-保护套、6-锚钉、7-泄水建筑物一、8-泄水建筑物二、9-挡水大坝、10-大坝帷幕线、11-高外水段、12-下游河道、13-软式透水管排水口。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步说明。如图2至图4所示，本技术包括泄水建筑物1，泄水建筑物1至少具有部分节段布设于基岩2内，布设于基岩2内的这部分节段泄水建筑物1在顶部设置有排水孔3，排水孔3连通泄水建筑物1的内腔和外侧空间，排水孔3的出水端底部在泄水建筑物1内腔的高程高于泄水建筑物1的设计水位线，布设于基岩2内的这部分节段泄水建筑物1在底部设置有透水管4，透水管4布设于泄水建筑物1的外侧，透水管4的管身具有渗水进水孔，透水管4的出水端连通至泄水建筑物1顶部的排水孔3。通过在泄水建筑物1的底部外侧布置透水管4，将洞身底板以上高程的高压渗透外水排出，可以有效降低泄水建筑物1高外水段洞身底板以上的外水压力。本技术的上述排水结构可根据外水压力的分布情况，在洞身的长度方向整体设置，也可以仅在局部设置。为具有更好的排水效果，透水管4的分布方式优选为：泄水建筑物1的顶部两侧均布置有排水孔3，透水管4沿着泄水建筑物1的外周向呈“U型”分布，沿着透水管4的轴线方向布置有多个渗水进水孔，透水管4的一端连通至泄水建筑物1顶部一侧的排水孔3，透水管4的另一端连通至泄水建筑物1顶部另一侧的排水孔3。透水管4可以采用硬式管道，例如PVC管，然后在管身开小孔即可。为方便实施，同时提高渗透排水效果，本技术中的透水管4采用软式透水管。软式透水管为现有技术中的管材，可参见建材行业标准《软式透水管》(JC937-2004)。由于软式透水管自带渗排水的小孔结构，因此不需要额外开小孔。泄水建筑物1优选采用混凝体结构，软式透水管朝向泄水建筑物1的一侧设置有保护套5，保护套5沿着透水管4的轴线方向布置，保护套5与基岩2固定连接，使得保护套5将泄水建筑物1的外壁与软式透水管的外壁分隔开。如图4所示，具体实施时，软式透水管在衬砌混凝土浇筑之前本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于降低泄水建筑物外水压力的排水结构，包括泄水建筑物(1)，泄水建筑物(1)至少具有部分节段布设于基岩(2)内，布设于基岩(2)内的这部分节段泄水建筑物(1)在顶部设置有排水孔(3)，排水孔(3)连通泄水建筑物(1)的内腔和外侧空间，排水孔(3)的出水端底部在泄水建筑物(1)内腔的高程高于泄水建筑物(1)的设计水位线，其特征在于：布设于基岩(2)内的这部分节段泄水建筑物(1)在底部设置有透水管(4)，透水管(4)布设于泄水建筑物(1)的外侧，透水管(4)的管身具有渗水进水孔，透水管(4)的出水端连通至泄水建筑物(1)顶部的排水孔(3)。/n
【技术特征摘要】
1.用于降低泄水建筑物外水压力的排水结构，包括泄水建筑物(1)，泄水建筑物(1)至少具有部分节段布设于基岩(2)内，布设于基岩(2)内的这部分节段泄水建筑物(1)在顶部设置有排水孔(3)，排水孔(3)连通泄水建筑物(1)的内腔和外侧空间，排水孔(3)的出水端底部在泄水建筑物(1)内腔的高程高于泄水建筑物(1)的设计水位线，其特征在于：布设于基岩(2)内的这部分节段泄水建筑物(1)在底部设置有透水管(4)，透水管(4)布设于泄水建筑物(1)的外侧，透水管(4)的管身具有渗水进水孔，透水管(4)的出水端连通至泄水建筑物(1)顶部的排水孔(3)。
2.如权利要求1所述的用于降低泄水建筑物外水压力的排水结构，其特征在于：泄水建筑物(1)的顶部两侧均布置有排水孔(3)，透水管(4)沿着泄水建筑物(1)的外周向呈“U型”分布，沿着透水管(4)的轴线方向布置有多个渗水进水孔，透水管(4)的一端连通至泄水建筑物(1)顶部一侧的排水孔(3)，透水管(4)的另一端连通至泄水建筑物(1)顶部另一侧的排水孔(3)。
3.如权利要求2所述的用于降低泄水建筑物外水压力的排水结构，其特征在于：透水管(4)采用软式透水管。
4.如权利要求3所述的用于降低泄水建筑物外水压力的排水结构，其特征在于：泄水建筑物(1)为混凝体结构，软式透水管朝向泄水建筑物(1)的一侧设置有保护套(5)，保护套(5)沿着透水管(4)的轴线方向布置，保护套(5)与基岩(2)固定连接，使得保护套(5)将泄水建筑物(1)的外壁与软式透水管的外壁分隔开。
5.如权利要求4...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈军，谢金元，王平，杜震宇，张娅琴，唐碧华，杨斌，
申请(专利权)人：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51
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