一种多沙河流水利发电站的排沙结构及方法与流程

本发明涉及水利水电工程技术领域，特别是涉及一种多沙河流水利发电站的排沙结构及方法。

背景技术：

《工程泥沙设计标准》规定，发电引水洞进口距离排沙孔进口较远时，宜在发电引水洞进口下方或附近设置排沙洞。利用坝身的泄洪孔兼顾电站进口排沙，往往当泄洪流量较小时，泄洪孔泄流拉沙仅在主槽范围内形成冲刷漏斗，保护范围有限，发电洞前区域泥沙容易淤积，泥沙淤积一方面容易造成进口淤堵，另一方面导致电站过机含沙量大，对机组的安全运行不利。因此，在发电引水洞下方设置排沙洞泄流排沙，形成排沙漏斗，可为发电洞进口“门前清”创造条件。多沙河流已建发电引水系统工程布置及运用经验表明，在发电引水洞下方设置排沙洞，有利于保证进水口前形成稳定的排沙漏斗形态，防止电站进口淤堵并实现“门前清”，同时减小过机含沙量。

陕西省泾河的文泾电站通过在发电引水洞下方设置泄洪冲沙洞来满足发电洞“门前清”的要求；黄河龙口水电站结合地形地质条件和泥沙问题，在电站每个大机组下方各布设排沙洞，副安装间坝段布设排沙洞，来保证电站进水口“门前清”；小浪底水利枢纽工程泄水孔洞进口采用集中布置型式，3条排沙洞与6条发电洞的进水口分别置于3座发电塔内，每座发电塔上层为2个发电洞进水口、下层为1个排沙洞进水口，实现电站防沙。但是，为实现“门前清”大量增设排沙洞，无疑大大提升了工程成本。

因此，如何在确保实现“门前清”的前提下，提高排沙效率，降低工程实施难度，节约工程投资，是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种多沙河流水利发电站的排沙结构及方法，以解决上述现有技术存在的问题，使多沙河流发电站的发电洞进口群“门前清”，同时提高排沙效率，节约工程投资。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种多沙河流水利发电站的排沙结构，包括排沙廊道和两个排沙洞，两个所述排沙洞设置于发电洞群的两侧，两个所述排沙洞和多个发电洞并排设置，两个所述排沙洞均与所述排沙廊道相连通，所述排沙廊道设置有排沙进口，所述排沙进口与所述排沙廊道的内腔相连通，所述排沙进口的数量与发电洞的数量相一致且一一对应，所述排沙进口正对发电洞进口设置，所述排沙廊道的轴线与河流的横断面相垂直，所述排沙廊道设置于发电洞进口塔架群的水流进流方向，所述排沙廊道与所述排沙洞的底部高程相一致。

优选地，于发电洞进口塔架群的水流进流方向设置开挖平台，所述排沙廊道设置于所述开挖平台上，所述开挖平台的宽度较所述排沙廊道的宽度宽；于发电洞进口塔架群的水流进流方向设置开挖边坡，所述开挖边坡自上而下朝向水流的进流方向倾斜，所述排沙廊道的侧壁与所述开挖边坡相连。

优选地，所述开挖平台的宽度为10-15m，所述开挖平台超出所述排沙廊道靠近水流的进流方向一侧侧壁的距离为2-4m，所述开挖边坡的斜度为1:0.2-1:0.4。

优选地，所述排沙廊道的横截面为矩形，所述排沙廊道为钢筋混凝土结构。

优选地，所述排沙廊道沿水流方向的两内侧壁之间的距离为8-10m，所述排沙廊道的高度为6-8m，所述排沙进口沿水流方向的两侧壁之间的距离为5-6m。

优选地，所述排沙廊道的最小壁厚为1-1.5m。

优选地，所述排沙进口的宽度与发电洞进口的宽度相一致。

本发明还提供一种多沙河流水利发电站的排沙方法，发电洞进口的泥沙通过排沙进口进入排沙廊道，由排沙廊道进入排沙洞，当发电洞进口的淤沙高程达到发电洞进口高程时，开启排沙洞；当发电洞进口的淤沙高程低于排沙廊道顶部高程时，关闭排沙洞。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：本发明的多沙河流水利发电站的排沙结构，包括排沙廊道和两个排沙洞，两个排沙洞设置于发电洞群的两侧，两个排沙洞和多个发电洞并排设置，两个排沙洞均与排沙廊道相连通，排沙廊道设置有排沙进口，排沙进口与排沙廊道的内腔相连通，排沙进口的数量与发电洞的数量相一致且一一对应，排沙进口正对发电洞进口设置，排沙廊道的轴线垂直于河流的横断面，排沙廊道设置于发电洞进口塔架群的水流进流方向，排沙廊道与排沙洞的底部高程相一致。本发明还提供一种多沙河流水利发电站的排沙方法，发电洞进口的泥沙通过排沙进口进入排沙廊道，由排沙廊道进入排沙洞，当发电洞进口的淤沙高程达到发电洞进口高程时，开启排沙洞；当发电洞进口的淤沙高程低于排沙廊道顶部高程时，关闭排沙洞。本发明在每个发电洞进口设置排沙进口，当泥沙来到发电洞进口前，可由排沙进口进入排沙廊道继而进入排沙洞排出，避免淤堵发电洞进口，确保发电洞进口群“门前清”，且多个发电洞共用一条排沙廊道，两个排沙洞分别与排沙廊道的两端相连通，节约了工程投资，简化了施工难度；设置两条排沙洞，当其中一条排沙洞检修时，另一条排沙洞仍可保证发电洞“门前清”，两条排沙洞互为备用，避免了停工检修，提高了排沙效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的多沙河流水利发电站的排沙结构的示意图；

图2为图1中沿a-a向的剖切结构示意图；

图3为图1中沿b-b向的剖切结构示意图；

图4为图1中沿c-c向的剖切结构示意图；

其中，1为排沙廊道，2为排沙洞，3为排沙进口，4为发电洞，5为发电洞进口塔架，6为开挖平台，7为开挖边坡，8为发电洞进口，9为排沙洞进口塔架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种多沙河流水利发电站的排沙结构及方法，以解决上述现有技术存在的问题，使多沙河流发电站的发电洞进口群“门前清”，同时提高排沙效率，节约工程投资。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

请参考图1-4，其中，图1为本发明的多沙河流水利发电站的排沙结构的示意图，图2为图1中沿a-a向的剖切结构示意图，图3为图1中沿b-b向的剖切结构示意图，图4为图1中沿c-c向的剖切结构示意图。

本发明提供一种多沙河流水利发电站的排沙结构，包括排沙廊道1和两个排沙洞2，两个排沙洞2设置于发电洞群的两侧，两个排沙洞2和多个发电洞并排设置，两个排沙洞2均与排沙廊道1相连通，排沙廊道1设置有排沙进口3，排沙进口3与排沙廊道1的内腔相连通，排沙进口3的数量与发电洞的数量相一致且一一对应，排沙进口3正对发电洞进口设置，且排沙进口3设置于排沙廊道1的顶部，排沙廊道1的轴线垂直于河流的横断面，排沙廊道1设置于发电洞进口塔架群的水流进流方向，排沙廊道1与排沙洞2的底部高程相一致。

本发明在每个发电洞进口设置排沙进口3，当泥沙来到发电洞进口前，可由排沙进口3进入排沙廊道1继而进入排沙洞2排出，避免淤堵发电洞进口，确保发电洞进口群“门前清”，且多个发电洞共用一条排沙廊道1，两个排沙洞2分别与排沙廊道1的两端相连通，节约了工程投资，简化了施工难度；设置两条排沙洞2，当其中一条排沙洞2检修时，另一条排沙洞2仍可保证发电洞“门前清”，两条排沙洞2互为备用，避免了停工检修，提高了排沙效率。需要说明的是，本发明中排沙洞2与排沙廊道1连通处设置排沙洞进口塔架，提高结构整体稳定性。

为了便于施工，于发电洞进口塔架群的水流进流方向设置开挖平台6，排沙廊道1设置于开挖平台6上，开挖平台6的宽度较排沙廊道1的宽度宽，提高排沙廊道1的安全性能；根据发电洞的塔架群基础的岩石条件，于发电洞进口塔架群的水流进流方向设置开挖边坡7，开挖边坡7自上而下朝向水流的进流方向倾斜，排沙廊道1的侧壁与开挖边坡7相连。

在本具体实施方式中，开挖平台6的宽度为10-15m，开挖平台6超出排沙廊道1靠近水流进流方向一侧的侧壁的距离为2-4m，为排沙廊道1提供坚实基础，提高安全性，开挖边坡7的斜度为1:0.2-1:0.4。

具体地，排沙廊道1的横截面为矩形，排沙廊道1为钢筋混凝土结构，提高排沙廊道1的结构稳固性。

在本具体实施方式中，排沙廊道1沿水流方向的两内侧壁之间的距离为8-10m，排沙廊道1的高度为6-8m，排沙进口3沿水流方向的两侧壁之间的距离为5-6m，排沙廊道1与开挖边坡7之间用混凝土填充，增强排沙结构一体性。

更具体地，排沙廊道1的最小壁厚为1-1.5m，提高排沙廊道1结构强度。

进一步地，排沙进口3的宽度与发电洞进口的宽度相一致，使发电洞进口的泥沙能够更加顺利地通过排沙进口3进入排沙廊道1，提高排沙效率。

本发明还提供一种多沙河流水利发电站的排沙方法，发电洞进口的泥沙通过排沙进口3进入排沙廊道1，由排沙廊道1进入排沙洞2，当发电洞进口的淤沙高程达到发电洞进口高程时，开启排沙洞2；当发电洞进口的淤沙高程低于排沙廊道1顶部高程时，关闭排沙洞2。使用本发明的多沙河流水利发电站的排沙结构进行排沙时，在每个发电洞进口处设置排沙进口3，当泥沙来到发电洞进口前，可由排沙进口3进入排沙廊道1继而进入排沙洞2排出，避免淤堵发电洞进口，确保发电洞进口群“门前清”，且多个发电洞共用一条排沙廊道1，两个排沙洞2分别与排沙廊道1的两端相连通，节约了工程投资，简化了施工难度；本发明设置两条排沙洞2，当其中一条排沙洞2检修时，另一条排沙洞2仍可保证发电洞“门前清”，两条排沙洞2互为备用，避免了停工检修，提高了排沙效率。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。