导流放空洞泄放结构的制作方法

1.本实用新型涉及水利水电工程技术领域，具体涉及导流放空洞泄放结构。

背景技术：

2.70m以上的土石坝工程一般都设置放空洞，而国内外很多水电工程为了节省工程投资，均由导流洞改建为放空洞，并在导流放空洞内设置了混凝土堵头并埋设放空钢管，放空钢管出口接控爆螺栓段和钢闷头，需要放空水库时爆破钢闷头上游的螺栓。
3.由于放空钢管直径一般达2.0m～3.0m，对于承受水头70m以上直径为3.0m的钢闷头，其承受的集中水压力通常超过4900kn，同时钢闷头所承受的巨大水压力会传递到内部设有密封圈的螺栓连接部位；然而在水库下闸蓄水运行几年或十多年后，连接段难免要出现渗漏甚至射水的现象，以至于因导流放空洞内部潮湿环境，久而久之造成控爆螺栓部位、上下游钢管及钢闷头发生严重锈蚀。
4.而一旦上述部位在接近正常蓄水位期间因导流放空洞堵头下游钢管发生爆管或钢闷头控爆螺栓断裂，导流放空洞上游进水口闸门因下游洞室内水体突然流失而产生巨大的水压差而承受向下游作用的突发动水压力，进水口闸门就有可能破坏和解体造成导流放空洞与上游水库连通，从而引发导流放空洞大流量通过放空钢管突发性无控制泄放，导致水库放空并危及下游河道沿线人身安全，同时严重影响水电站发电等工程效益以及社会效益。

技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于，提供一种针对堵头下游放空管或闷头存在严重缺陷、并保留放空功能同时对放空功能可控的导流放空洞泄放结构。
6.为此，本实用新型采用以下技术方案：
7.导流放空洞泄放结构，包括在所述导流放空洞内上游设置进水口闸门以及下游截断式设置的一级堵头，所述一级堵头内设置连通所述导流放空洞上下游的一级放空管；所述一级放空管在其出水口端设置通过控爆螺栓段连接的一级闷头；所述导流放空洞在所述一级堵头下游洞段内设置二级堵头；所述一级堵头与所述二级堵头之间形成缓存空间；所述二级堵头内埋设置二级放空管，所述二级放空管进水端与所述缓存空间连通，其出水端整体式连接设置二级闷头，使所述二级放空管内部形成封闭式的导向空间，形成对突发性泄放水的阻截状态；所述二级堵头内设置人为放空水库的泄放处理结构。
8.进一步地：所述二级放空管的放空流量大于或等于所述一级放空管的放空流量。
9.进一步地：所述放空洞泄放结构包括设置在所述二级放空管侧面的进人通道，所述进人通道内设置连通所述导向空间和所述导流放空洞的进人孔，所述进人孔设置在所述二级堵头的下游侧面方位；所述进人通道外设置可拆卸的封隔板，形成对所述导向空间与所述导流放空洞之间可控式的连通状态或隔绝状态。
10.进一步地：所述泄放处理结构还包括沿水流泄放方向贯穿所述二级堵头设置的放
水管；所述放水管的排水端设置排水阀。
11.进一步地：所述放水管在其所述排水端的末端设置消能阀。
12.进一步地：所述放水管的进水端设置在所述缓存空间的底板上部。
13.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
14.本实用新型针对导流放空洞内堵头下游放空管或闷头可能出现严重缺陷的，在原有一级堵头基础上增设二级堵头，确保引发大流量突发性泄放时在导流放空洞能得到有效控制；同时在二级放空管的末端设置二级闷头进行整体式封闭，可有效避免如同上游放空管爆管或闷头控爆螺栓断裂的情况发生。本实用新型还保留对水库的放空功能，以便在需要时通过二级放空管进行水库的放空工作。
附图说明
15.图1为本实用新型导流放空洞内一级、二级堵头及出口设施的纵剖面结构示意图；
16.图2为本实用新型二级堵头出水端的结构示意图；
17.图3为本实用新型图1中的a-a剖面结构示意图；
18.图4为本实用新型进人孔处的示意图。
19.附图中的标记为：二级堵头1、二级放空管2、二级闷头3、放水管4、排水阀41、消能阀42、进人孔5、封隔板51、一级堵头6、一级放空管7、一级闷头8、控爆螺栓段9、支墩10、导流放空洞11、进水口闸门12。
具体实施方式
20.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。
21.如图1～4所示，导流放空洞泄放结构，包括在导流放空洞11内上游设置的进水口闸门12以及在截断式设置的一级堵头6，一级堵头6内设置连通导流放空洞11上下游的一级放空管7；一级放空管7在其出水口端设置通过控爆螺栓段9连接的一级闷头8；导流放空洞11在一级堵头6下游且地质条件较好的洞段内设置二级堵头1；一级堵头6与二级堵头1之间形成缓存空间；二级堵头1内埋设置二级放空管2，二级放空管2进水端与缓存空间连通，其出水端整体式连接设置二级闷头3，使二级放空管2内部形成封闭式的导向空间，形成对突发性泄放水的阻截状态；二级堵头1内设置人为放空水库的放空洞泄放结构。
22.本实施例，对城门洞型的导流放空洞泄放结构，二级放空管2应埋设在一级堵头低高程部位，且壁厚应满足抗内、外压稳定要求，二级放空管2外侧采用构造加劲环，并配置构造限裂钢筋，以防止二级堵头1沿放空管2外侧管壁渗水及混凝土开裂渗水。并且通过缓存空间使上下游的一级堵头6和二级堵头1之间具有间隔。
23.本实施例中，上下游的一级堵头6和二级堵头1均采用混凝土堵头，而上下游的闷头与放空管分别采用钢闷头和钢管。
24.本实施例中，根据二级堵头1承担的最大水头及该导流放空洞11洞段岩石的抗剪强度等力学指标计算确定满足抗滑稳定的堵头混凝土长度，其强度等级一般采用c25w8；在二级堵头1混凝土浇筑至洞顶后，通过埋管对二级堵头洞顶进行回填灌浆和堵头段的洞周进行固结灌浆，确保二级堵头1防渗和抗滑稳定满足规范要求。
25.如图1所示，本实施例中，当一级闷头8位于一级堵头6下游缓存空间的距离较长导致一级放空管7悬臂过长时可在一级放空管7外设置支墩10，使其对一级放空管7进行支撑。
26.同时，二级闷头3的壁厚与二级放空管2的壁厚相同，二级闷头3与二级放空管2之间通过焊接进行连接，以此将二级闷头3与二级放空管2形成整体，并通过二级闷头3对二级放空管2进行封闭。由于两者之间仅存在焊缝，而没有如控爆螺栓段9一般采用螺栓进行连接，因此二级闷头3与二级放空管2之间不容易发生渗漏或潮湿的情况。
27.如图1所示，由于二级放空管2的管径采用大于或等于一级放空管7的管径，因此，二级放空管2的放空流量大于或等于一级放空管7的放空流量，以确保二级放空管2具有在原一级放空管7放空工作时同等或具有更大流量排放的放空功能。
28.如图1～4所示，放空洞泄放结构包括设置在二级放空管2侧面的进人通道，进人通道内设置连通导向空间和导流放空洞11的进人孔5，进人孔5设置在二级堵头1的下游侧面方位；进人通道外可设置拆卸封隔板51，形成对导向空间与导流放空洞11之间可控式的连通状态或隔绝状态。
29.本实施例中，封隔板51采用钢板，其中，进人通道与外盖的封隔板51之间采用密封圈进行密封，并在进人孔5的外围连接设置螺栓，以确保进人通道与封隔板51周边在管内高压水作用下也不易发生渗漏，保障二级放空管2内的密封性。
30.同时，本实施例中，二级放空管2与一级放空管7的钢管直径一般采用2.0m～3.0m，二级放空管2侧面的进人孔5直径为55～65cm，最佳为60cm，可供单人爬行通过且大于成年人的肩膀宽度，以便工作人员在进人孔5内具有富裕的爬行空间。由此，封隔板51在与进人孔5的配合下其所要承受的水压力只有直径2.0m-3.0m的一级闷头8的1/44～1/100，以确保进人孔5与封隔板51处具有可靠的防渗性。
31.如图1～2所示，放空洞泄放结构还包括沿水流泄放方向贯穿二级堵头1设置的放水管4；放水管4的排水端设置排水球阀41。
32.放水管4在其排水端的末端设置消能阀42。通过对排水球阀41和消能阀42加强维护，确保在需要放空水库时能及时打开排水球阀41和对缓存空间内的水体进行放空。
33.如图1-2所示，放水管4的进水端设置在缓存空间导流放空洞底板上部。
34.本实施例中，放水管4设置为一对直管状的钢管，放水管4直径为20cm，并且一对放水管4同时设置在二级放空管2的下方，且贴近导流放空洞11的底面处，以便对缓存空间内的水体进行预先排放。排水阀41采用球阀进行放水管4的排水控制，并在排水时通过消能阀42对宣泄的有压水体进行消能，避免从放水管4内排出水流对导流放空洞11洞身造成剧烈的冲击，保障所排出水流对二级闷头3下游的导流放空洞11洞身或还未退出导流放空洞11内的工作人员的安全性。
35.请参阅图1～4，在对导流放空洞11内进行泄放设施改造，并保留对水库的放空功能的具体方式如下：
36.在建设二级堵头1时，通过在一级堵头6下游选择地质条件较好的弱风化、新鲜洞段设置一定长度并满足抗滑稳定的二级堵头1，并对二级堵头1洞周进行回填灌浆和固结灌浆。
37.并在二级堵头1内埋设二级放空管2与放水管4。
38.需要放空水库前，先通过放水管4放空一级堵头6与二级堵头1之间缓存空间的水
体，之后打开进人通道处的封隔板51利用进人孔5进人，检查一级堵头6出口控爆螺栓段9和一级闷头8的渗漏情况；在控爆螺栓段9处埋设，并引线在导流放空洞11出口适当位置。
39.进行水库放空时，割除二级闷头3后，在水库导流放空洞进水口前采用浮桥架设启闭设备而提起进水口闸门12，再在导流放空洞11出口遥控引爆控爆螺栓段9处的，通过二级放空管2进行全面放空工作，从而放空水库。
40.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。

技术特征：

1.导流放空洞泄放结构，包括在所述导流放空洞(11)内上游设置的进水口闸门(12)以及在下游截断式设置的一级堵头(6)，所述一级堵头(6)内设置连通所述导流放空洞(11)上下游的一级放空管(7)；所述一级放空管(7)在其出水口端设置通过控爆螺栓段(9)连接的一级闷头(8)；其特征在于：所述导流放空洞(11)在所述一级堵头(6)下游洞段内设置二级堵头(1)；所述一级堵头(6)与所述二级堵头(1)之间形成缓存空间；所述二级堵头(1)内埋设置二级放空管(2)，所述二级放空管(2)进水端与所述缓存空间连通，其出水端整体式连接设置二级闷头(3)，使所述二级放空管(2)内部形成封闭式的导向空间，形成对突发性泄放水的阻截状态；所述二级堵头(1)内设置人为放空水库的泄放处理结构。2.根据权利要求1所述的导流放空洞泄放结构，其特征在于：所述二级放空管(2)的放空流量大于或等于所述一级放空管(7)的放空流量。3.根据权利要求1所述的导流放空洞泄放结构，其特征在于：所述泄放处理结构包括设置在所述二级放空管(2)侧面的进人通道，所述进人通道内设置连通所述导向空间和所述导流放空洞(11)的进人孔(5)，所述进人孔(5)设置在所述二级堵头(1)的下游侧面方位；所述进人通道外设置可拆卸封隔板(51)，形成对所述导向空间与所述导流放空洞(11)之间可控式的连通状态或隔绝状态。4.根据权利要求1所述的导流放空洞泄放结构，其特征在于：所述泄放处理结构还包括沿水流泄放方向贯穿所述二级堵头(1)设置的放水管(4)；所述放水管(4)的排水端设置排水阀(41)。5.根据权利要求4所述的导流放空洞泄放结构，其特征在于：所述放水管(4)在其所述排水端的末端设置消能阀(42)。6.根据权利要求4所述的导流放空洞泄放结构，其特征在于：所述放水管(4)的进水端设置在所述缓存空间的底板上部。

技术总结

本实用新型提供了导流放空洞泄放结构，包括在所述导流放空洞内上游设置进水口闸门以及下游截断式设置的一级堵头，所述一级堵头内设置连通所述导流放空洞上下游的一级放空管；所述一级放空管在其出水口端设置通过控爆螺栓段连接的一级闷头；所述导流放空洞在所述一级堵头下游洞段内设置二级堵头；所述一级堵头与所述二级堵头之间形成缓存空间；所述二级堵头内埋设置二级放空管，所述二级放空管进水端与所述缓存空间连通，其出水端整体式连接设置二级闷头。本实用新型针对导流放空洞内堵头下游放空管或闷头可能出现严重缺陷的，在原有一级堵头基础上增设二级堵头，确保在引发大流量突发性泄放时在导流放空洞内能得到有效控制。突发性泄放时在导流放空洞内能得到有效控制。突发性泄放时在导流放空洞内能得到有效控制。