一种大直径螺旋通道调压井的制作方法

1.本发明涉及水利水电工程中的调压井结构，具体涉及一种位于完整性较好的硬岩地层中的大直径螺旋通道调压井结构。

背景技术：

2.引调水工程中，调压井是用于释放管道水锤压力作用的调压设施，在输水隧洞、水电站中广泛应用，常规调压井一般为竖井圆筒结构，不带进人通道、边壁平顺，调压效果相对较差。
3.中国专利cn201762695u公布了一种适用于大中型机械设备进入长隧洞检修的结构，将引水隧洞通气孔扩大布置形成一尺寸满足大中型检修设备进出的检修竖井，在竖井的顶部四周浇筑混凝土排架，并在排架的上面覆盖可开闭的预制桥面板，这一竖井结构同时具有通气、调压和检修交通的功能，施工期也可作为出渣的通道，但竖井通道人员进出需要大型设备吊运，仍不够便利。
4.中国专利cn205035779u公布了一种适用于输水隧洞调压及检修交通的施工支洞，施工支洞从地面到输水隧洞依次分为进口段、洞身段和下平段，为进口高、内部低的倒坡结构。施工支洞既可用作运行期的调压井，又可用作放水检修时大中型检修车辆进出的交通通道，该结构调压效果好，施工及检修交通均极为方便。但在隧洞周边山体地势总体均较高时，存在施工支洞难以布置、长度较大的缺点。
5.中国专利cn108797536a公布了一种螺旋形调压井结构，通过螺旋形上升改变调压井隧洞方向，最终在山体坡面较高的位置出露，能有效增加调压井高度，满足调压井布置要求，解决常规竖井或斜井型调压井高度高出山体而不能布置的问题。该方案本质上也是施工支洞兼做斜井调压，适用于施工支洞洞口高程相对隧洞上方的的山体还要高的地形，同样需要合适的地形布置施工支洞。
6.中国专利cn214363355u公布了一种双壁式调压井，竖井的边壁采用双壁结构，内壁位于调压井横截面的内侧，与水体直接接触；外壁位于调压井横截面的外侧，与岩体或一期支护直接接触；踏步位于调压井内壁与外壁之间，既是内壁和外壁传递荷载的纽带，又是交通的通道，具有方便交通的特点，用在软岩地层较为合适。但在完整性较好的硬岩地层，该结构石方开挖工程量偏大，且边壁是平顺的，调压效果仅依靠洞径大小来改善，相对较差。
7.对于无条件设置施工支洞兼做斜井调压，而地质条件又比较好的大型引调水工程的大直径调压井，为方便施工，同时提高调压井调压效果，仍有必要对常规的圆形井筒式调压井进行改进。

技术实现要素：

8.本发明的目的在于改进常规圆筒形大直径调压井开挖工程量大、边壁顺直调压效果差，施工不便的不足，提出一种大直径螺旋通道调压井，竖井开挖时同步在围岩内设置直
达地表的螺旋通道，一方面，嵌套于完整坚硬围岩内的旋转踏步可直通调压井底部，方便检修交通及施工；另一方面，螺旋边壁结构较顺直边壁糙率大得多，可改善调压井调压效果。
9.本发明采用的技术方案是：
10.一种大直径螺旋通道调压井，包括竖井、螺旋踏步和集渣坑。所述竖井为常规调压井主体结构，采用圆筒形，底部与输水隧洞贯通，包括边墙和底板，边墙包括一期支护和二次衬砌，底板直接采用二次衬砌；所述螺旋踏步位于调压井横截面的外侧的岩体内，嵌套于竖井的边墙内，螺旋踏步自所述竖井的底部输水隧洞左侧轮廓线以外起步，以便在不影响输水隧洞过流的情况下，有足够的距离盘旋至上游侧输水隧洞上方。；所述集渣坑位于竖井底部，为下凹结构，位于所述螺旋踏步最底层、所述竖井底板衬砌内，设置在调压井部位可利用竖井通道方便清淤。
11.进一步地，所述一期支护在竖井开挖时施工，一般采用挂网锚喷结构，用于维持施工开挖期间的洞壁围岩稳定；所述二次衬砌在竖井运行期与水体直接接触，为现浇钢筋混凝土结构。
12.进一步地，所述螺旋踏步包括台阶、侧墙、顶拱和护栏；台阶、侧墙、顶拱均为钢筋混凝土结构，分别位于螺旋踏步的底部、侧边和顶部。护栏位于台阶临空侧，采用透空式的不锈钢扶手栏杆，起安全防护作用。
13.进一步地，为更好地维持螺旋踏步上部悬挑岩体的稳定、排气并方便施工，顶拱为倾向所述竖井内上方的坡口结构；
14.进一步地，所述竖井一期支护在必要时，还可加强采用锚筋桩或预应力锚索。
15.进一步地，所述螺旋踏步的顶拱在一期支护时，考虑加强围岩稳定还可增设锁口锚杆，用于维护下部临空的围岩即边墙开口的稳定。
16.进一步地，所述螺旋踏步的台阶可间隔一定高度设置休息平台。
17.进一步地，根据管理安全需要，竖井上部可设管理房，对竖井进行封闭管理，但管理房需设置常开透气的百叶窗或纱窗。
18.本发明的有益效果是：
19.1、调压及检修交通条件好。螺旋边壁结构较顺直边壁糙率大得多，可改善调压井调压效果；放空期检修时，可直接自调压井内的螺旋踏步下人检修，检修路径短，相对爬梯舒适度及安全性高。
20.2、方便施工。调压井一般采用满仓脚手架或滑模施工，调压井高度较大时，立模及拆模条件均较差，采用设踏步的调压井结构后，螺旋踏步可作为调压井立模及拆模的施工通道，施工条件也大为改善。
21.3、结构安全度高。采用内嵌式的实体螺旋通道，避免了外挂式踏步受水锤压力升浪拍击易松动脱落的问题。
附图说明
22.图1是本发明实施例的纵剖面图；
23.图2是图1的a—a剖视图；
24.图3是图1的b—b剖视图；
25.图4是图1的c—c剖视图；
26.图5是图2的d—d剖视图；
27.图6是图2的e—e剖视图。
28.图7是本发明实施例的踏步沿轴线局部展开图。
29.图中：1-竖井；11-边墙；12-底板；2-螺旋踏步；21-台阶；22-侧墙；23-顶拱；24-护栏；3-集渣坑；4-输水隧洞；5-管理房。
具体实施方式
30.下面结合附图，对本发明作进一步详细说明。
31.如图1～图7所示，本发明一种大直径螺旋通道调压井，包括竖井1、螺旋踏步2和集渣坑3。竖井1为常规调压井主体结构，采用圆筒形，底部与输水隧洞4贯通，包括边墙11和底板12。边墙11包括一期支护和二次衬砌，底板12直接采用二次衬砌。一期支护在竖井1开挖时施工，一般采用挂网锚喷结构，用于维持施工开挖期间的洞壁围岩稳定；二次衬砌在竖井运行期与水体直接接触，为现浇钢筋混凝土结构。螺旋踏步2位于调压井横截面的外侧的岩体内，包括台阶21、侧墙22、顶拱23和护栏24。台阶21、侧墙22、顶拱23均为钢筋混凝土结构，分别位于螺旋踏步2的底部、侧边和顶部，为更好地维持螺旋踏步2上部悬挑岩体的稳定、排气并方便施工，顶拱23为倾向竖井内上方的坡口结构；护栏24位于台阶21临空侧，采用透空式的不锈钢扶手栏杆，起安全防护作用。螺旋踏步2自竖井1底部输水隧洞4左侧轮廓线以外起步，以便在不影响输水隧洞4过流的情况下，有足够的距离盘旋至上游侧输水隧洞4上方。集渣井3为竖井1底部的下凹结构，位于螺旋踏步2最底层、竖井1底板12衬砌内，设置在调压井部位可利用螺旋踏步2通道方便清淤。
32.竖井1一期支护在必要时，还可加强采用锚筋桩或预应力锚索。
33.螺旋踏步2的顶拱23在一期支护时，考虑加强围岩稳定还可增设锁口锚杆。
34.螺旋踏步2的台阶21可间隔一定高度设置休息平台。
35.根据管理安全需要，竖井1上部可设管理房5，对竖井1进行封闭管理，但管理房5需设置常开透气的百叶窗或纱窗。
36.上述实施例结合附图对本发明进行了描述，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，用等同替换或者等效变换方式所获得的技术方案，这些均属于本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种大直径螺旋通道调压井，其特征在于：它包括竖井、螺旋踏步和集渣坑；所述竖井为常规调压井主体结构，采用圆筒形，底部与输水隧洞贯通，包括边墙和底板，边墙包括一期支护和二次衬砌，底板直接采用二次衬砌；所述螺旋踏步位于调压井横截面的外侧的岩体内，螺旋踏步自所述竖井的底部输水隧洞左侧轮廓线以外起步，以便在不影响输水隧洞过流的情况下，有足够的距离盘旋至上游侧输水隧洞上方；所述集渣坑为所述竖井底部的下凹结构，位于所述螺旋踏步最底层、所述竖井底板衬砌内，设置在调压井部位利用竖井通道方便清淤。2.根据权利要求1所述的大直径螺旋通道调压井，其特征在于：所述竖井一期支护在所述竖井开挖时施工，采用挂网锚喷结构；所述底板二次衬砌在所述竖井运行期与水体直接接触，为现浇钢筋混凝土结构。3.根据权利要求1所述的大直径螺旋通道调压井，其特征在于：所述螺旋踏步包括台阶、侧墙、顶拱和护栏；台阶、侧墙、顶拱均为钢筋混凝土结构，分别位于螺旋踏步的底部、侧边和顶部；护栏位于台阶临空侧，采用透空式的不锈钢扶手栏杆。4.根据权利要求1或2所述的大直径螺旋通道调压井，其特征在于：所述竖井一期支护采用锚筋桩或预应力锚索加强支护。5.根据权利要求1所述的大直径螺旋通道调压井，其特征在于：所述竖井上部设有管理房，管理房设置有百叶窗或纱窗。6.根据权利要求3所述的大直径螺旋通道调压井，其特征在于：所述顶拱为倾向所述竖井内上方的坡口结构。7.根据权利要求3所述的大直径螺旋通道调压井，其特征在于：所述螺旋踏步的顶拱在一期支护时，设置有锁口锚杆。8.根据权利要求3所述的大直径螺旋通道调压井，其特征在于：所述螺旋踏步的台阶间隔一定高度设置有休息平台。

技术总结

本发明公开了一种大直径螺旋通道调压井，适用于完整性较好的硬岩地层，包括竖井、螺旋踏步和集渣坑。竖井为常规调压井主体结构，底部与输水隧洞贯通，包括边墙和底板。边墙包括一期支护和二次衬砌，底板直接采用二次衬砌。螺旋踏步位于调压井横截面的外侧的岩体内，包括台阶、侧墙、顶拱和护栏。台阶、侧墙、顶拱均为钢筋混凝土结构，分别位于螺旋踏步的底部、侧边和顶部，为更好地维持螺旋踏步上部悬挑岩体的稳定、排气并方便施工，顶拱为倾向竖井内上方的坡口结构；护栏位于台阶临空侧。集渣井为竖井底部的下凹结构，位于螺旋踏步最底层、竖井底板衬砌内，方便清淤。本发明具有调压及检修交通条件好、方便施工、结构安全度高的优点。结构安全度高的优点。结构安全度高的优点。