水电站高水头竖井压力钢管排水系统及施工方法技术方案

本发明专利技术公开了一种水电站高水头竖井压力钢管排水系统及施工方法，包括设置在岩体中的压力钢管，所述压力钢管与岩体之间设置有衬砌混凝土，所述压力钢管外还套设有用于汇集管壁渗水排水环管，所述排水环管设置在压力钢管和衬砌混凝土之间，所述排水环管连通有用于排出管壁渗水的管壁排水管，本发明专利技术通过在压力钢管外壁及混凝土衬砌层加装辅助装置完成竖井压力钢管外壁及混凝土衬砌层排水的最终目的，解决了因地下埋管渗水造成动力输送压力钢管运行不稳定及排水进入厂房内部排水困难等难题，大大提高了发电期间动力输送压力钢管运行的安全可靠性，同时大大节约了水电站运行成本，提高了后期水电站发电阶段运行效率。提高了后期水电站发电阶段运行效率。提高了后期水电站发电阶段运行效率。

【技术实现步骤摘要】
水电站高水头竖井压力钢管排水系统及施工方法


[0001]本专利技术属于水电站引水系统施工
，具体涉及一种水电站高水头竖井压力钢管排水系统及施工方法。

技术介绍

[0002]引水式水电站由大坝、引水隧洞、发电厂房三大块组成，其中工作原理为大坝蓄水达到一定高程后通过引水隧洞将蓄水引至发电厂房水轮机组推动水轮机发电，引水系统为隧洞式引水，平直段水压较小部位设计为混凝土衬砌管引水，调压竖井至厂房段为发电厂房动力保障，从调压竖井至厂房段高差为1000m，为引水系统的安全稳定性及输送动力保障，在调压竖井至厂房竖井段需设计满足现场施工需要的高强度压力钢管，高强度压力钢管安装完成后在岩层与压力钢管外壁之间浇筑衬砌混凝土，因压力钢管位于山体内，山体内有大量渗水，在运行阶段压力钢管外壁和混凝土衬砌层将会产生大量渗水，管壁渗水的常年流动不仅影响压力钢管运行的安全稳定性，同时渗水沿管壁流入厂房是厂房运行期不被允许的。
[0003]在水电站施工行业中，更多的是明敷式压力钢管引水系统、大坝与供水系统一体式水电站，长距离埋置压力钢管实现动力输送供水系统的水电站应用较少，在SK水电站项目部从大坝至厂房引水隧洞有近23公里，其中两条竖井单条长度有1921m，两条竖井是推动厂房水轮机组发电的动力保障，在竖井起始段至厂房有1000m水头，在高压水头的影响下为提高竖井的安全稳定性及厂房动力保障，两条竖井部位设计压力钢管提高引水隧洞供水系统强度。埋置压力钢管的应用提高了水电站竖井供水系统强度，同时也产生了管壁与衬砌层排水难的问题，就水电站长距离供水系统埋置钢管管壁排水的问题，在以往施工项目也有涉及，但没有相对完善的施工方法，仅是对少量排水沿管壁排除洞口引入排水沟的方式解决，显然这种施工方法是不适合SK水电站项目，SK水电站项目发电厂房是地下式厂房，整条引水隧洞直接连接地下厂房，长距离竖井压力钢管代表着在整个管线有大量渗水，大量的渗水进入厂房进行排水不仅施工难度大，同时在高压工作环境下的压力钢管稳定性也会大受影响，

技术实现思路

[0004]为了解决水电站发电运行期间引水隧洞内埋置压力钢管及管壁渗水排水难题，本专利技术的目的是提供一种水电站高水头竖井压力钢管排水系统及施工方法，提高水电站在发电过程中的安全可靠性，降低运行成本。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是，一种水电站高水头竖井压力钢管排水系统，包括设置在岩体中的压力钢管，所述压力钢管与岩体之间设置有衬砌混凝土，所述压力钢管外还套设有用于汇集管壁渗水排水环管，所述排水环管设置在压力钢管和衬砌混凝土之间，所述排水环管连通有用于排出管壁渗水的管壁排水管。
[0006]进一步的，还包括设置于衬砌混凝土与岩体结合处的导水管，所述导水管用于排
出山体内渗水。
[0007]进一步的，所述排水环管采用槽钢进行弯制制作，所述导水管采用PVC
‑
U型管，所述引水管采用镀锌钢管。
[0008]进一步的，所述压力钢管上设置有止推环，所述排水环管与止推环焊接连接，所述止推环上开设有供渗水通过的孔。
[0009]进一步的，排水环管的下游侧安装引水管，将引水管和排水环管焊接连接为一体，通过引水管将排水环管内积水引入排水管，岩竖井压力钢管管线通条铺设管壁排水管。
[0010]进一步的，竖井每隔3m安装一根导水管，导水管插入岩体内，将岩体内渗水导入排水系统岩体排水管。
[0011]进一步的，岩体排水系统导水管安装完成后，在导水管末端安装排水管，沿竖井压力钢管通条管线铺设岩体排水管。
[0012]进一步的，排水系统从竖井末端引入厂房排水廊道。
[0013]作为本专利技术的另一目的，本专利技术还提供了一种水电站高水头竖井压力钢管排水系统的施工方法，压力钢管的安装及衬砌混凝土浇筑间隔分段进行，首先将一段压力钢管与排水环管安装完成，然后将引水管、导水管和排水管安装在压力钢管上，安装完成后进行衬砌混凝土浇筑。
[0014]进一步的，第一段压力钢管在安装12m后开始进行衬砌混凝土浇筑。
[0015]有现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果，本专利技术通过在压力钢管外壁及混凝土衬砌层加装辅助装置完成竖井压力钢管外壁及混凝土衬砌层排水的最终目的，解决了因地下埋管渗水造成动力输送压力钢管运行不稳定及排水进入厂房内部排水困难等难题，大大提高了发电期间动力输送压力钢管运行的安全可靠性，同时大大节约了水电站运行成本，提高了后期水电站发电阶段运行效率。
[0016]进一步的，在排水系统工作期间，山体渗水通过排水环管聚集到引水管最终排入排水管和导水管将山体渗水导入排水管的方式完成压力钢管外壁及岩体内渗水集中排放。
[0017]进一步的，排水系统制作材料技术要求低，仅需型材槽钢、镀锌钢管、PVC
‑
U型管就能完成排水系统制作。
[0018]进一步的，排水系统制作简单，PVC
‑
U管仅需切割成所需长度即可，槽钢根据压力钢管外径弯制成槽钢内缘跟压力钢管外壁直径相同即可，镀锌钢管只需根据现场施工需要切割成所需长度即可。
[0019]进一步的，排水系统安装简单，PVC
‑
U型管只需插入岩体内即可，排水环管槽钢点焊在压力钢管外壁即可，镀锌钢管仅需岩竖井焊接引入排水廊道即可。
附图说明
[0020]图1为本专利技术中竖井压力钢管排水整体示意图；
[0021]图2为本专利技术中竖井压力钢管平直段排水系统断面图；
[0022]图3为本专利技术中竖井压力钢管竖井段排水系统断面图；
[0023]图4为本专利技术中竖井压力钢管排水系统出口段整体示意图；
[0024]图5为本专利技术中竖井压力钢管排水系统出口细部图；
[0025]图6为本专利技术中竖井压力钢管排水系统出口段U型管细部图；
[0026]图中：1
‑
排水环管；2
‑
导水管；3
‑
引水管；41
‑
岩体排水管；42
‑
管壁排水管；5
‑
衬砌混凝土；6
‑
岩体；7
‑
压力钢管；8
‑
导出环管；9
‑
导出管；10
‑
导出U型管；11
‑
排水廊道；12
‑
流水槽；13
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止推环；14
‑
排水沟。
具体实施方式
[0027]下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。
[0028]如图1、图2和图3所示，本专利技术的一种水电站高水头竖井压力钢管排水系统，包括设置在岩体6中的压力钢管7，所述压力钢管7与岩体6之间设置有衬砌混凝土5，所述压力钢管7外还套设有用于汇集管壁渗水排水环管1，所述排水环管1设置在压力钢管7和衬砌混凝土5之间，所述排水环管1连通有用于排出管壁渗水的管壁排水管42，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水电站高水头竖井压力钢管排水系统，其特征在于，包括设置在岩体(6)中的压力钢管(7)，所述压力钢管(7)与岩体(6)之间设置有衬砌混凝土(5)，所述压力钢管(7)外还套设有用于汇集管壁渗水排水环管(1)，所述排水环管(1)设置在压力钢管(7)和衬砌混凝土(5)之间，所述排水环管(1)连通有用于排出管壁渗水的管壁排水管(42)。2.根据权利要求1所述的一种水电站高水头竖井压力钢管排水系统，其特征在于，还包括设置于衬砌混凝土(5)与岩体(6)结合处的导水管(2)，所述导水管(2)用于排出山体内渗水。3.根据权利要求1所述的一种水电站高水头竖井压力钢管排水系统，其特征在于，所述排水环管(1)采用槽钢进行弯制制作，所述导水管(2)采用PVC
‑
U型管，所述引水管(3)采用镀锌钢管。4.根据权利要求1所述的一种水电站高水头竖井压力钢管排水系统，其特征在于，所述压力钢管(7)上设置有止推环(13)，所述排水环管(1)与止推环(13)焊接连接，所述止推环(13)上开设有供渗水通过的孔。5.根据权利要求1所述的一种水电站高水头竖井压力钢管排水系统，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨生全，王磊，朱则浩，郭琳，艾学良，李阳，李子超，
申请(专利权)人：中国葛洲坝集团第三工程有限公司，
类型：发明
国别省市：