引水隧洞集石坑水力排沙设施的制作方法

1.本实用新型涉及一种引水隧洞集石坑水力排沙设施，属于引水式开发的水电站引水隧洞结构设计技术领域。


背景技术：

2.引水式开发的水电站，为便于集中水头，其引水隧洞一般都较长。近年来在围岩较好洞段更多采用喷混凝土+锚杆支护作为永久支护方式，仅在围岩较差洞段采用钢筋混凝土衬砌。采用喷锚支护的隧洞在运行期喷混凝土不能完全避免开裂掉块，且引水式开发水电站常建于山区河流上，河流泥沙含量较重，隧洞进水口不能完全阻止泥沙进入隧洞，因此该类隧洞往往在洞内设置一至数个集石坑，拦截喷混凝土掉块块体、进水口进入的沙石、未清理干净的施工弃渣等。集石坑一般为矩形断面，顶部一般设置有金属隔条，水流带动沙石沿洞底流动，沙石容易掉入坑内沉积。坑外为隧洞标准剖面，集石坑不影响洞内水流流态。见图1。
3.在上述的方案中，集石坑中沉积的沙石不能自动排出洞外，需要水电站停机并放空隧洞后，打开施工支洞的密封门，进入洞内进行人工清淤，将集石坑内沉积的沙石清理后运出隧洞。传统方法不仅要停机，损失发电量，而且需要耗费大量人工，且工作条件恶劣，存在较大的安全隐患。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种引水隧洞集石坑水力排沙设施，在不停机的情况下，或停机后不放空隧洞情况下均可将集石坑内沉积的沙石排出。
5.为解决上述技术问题本实用新型所采用的技术方案是：引水隧洞集石坑水力排沙设施，包括引水隧洞，引水隧洞的底板上设置有集石坑，引水隧洞的中部连接有施工支洞，施工支洞在其与引水隧洞的连接端设置有施工支洞封堵体，集石坑设置在引水隧洞与施工支洞连接部的上游侧，集石坑末端设置有一个或者多个冲沙孔口，冲沙孔口后面汇流为冲沙道，冲沙道转向进入施工支洞封堵体底部，冲沙道在施工支洞封堵体的下游侧设置有冲沙闸，冲沙闸的下游端设置排沙道。
6.进一步的是：多个冲沙孔口后面汇流为一条冲沙道。
7.进一步的是：排沙道的旁侧设置有交通便道。
8.本实用新型的有益效果是：巧妙利用引水隧洞施工支洞布置有水力自动排沙系统，即在集石坑的下游紧接着设置冲沙孔口，冲沙孔口汇流成冲沙道转向进入施工支洞封堵体底部；在封堵体后设置冲沙闸，闸后利用施工支洞部分开挖形成排沙道，另一半作为交通便道。当集石坑内沙石沉积较多时，不需要电站停机放空隧洞、人工进入隧洞对集石坑的沙石进行清理。只需要开启冲沙闸，利用闸门的水压差，即可将集石坑内的沙石排出隧洞之外。本实用新型非常有利于隧洞集石坑内的沙石清除，同时避免了电站停机后人工进入隧洞清除沙石的安全风险，极大地提高了电站发电效益。
附图说明
9.图1是现有技术的结构示意图。
10.图2是本实用新型的平面布置示意图。
11.图3为本实用新型的纵剖面示意图。
12.图中标记：1-引水隧洞，2-集石坑，3-施工支洞，4-施工支洞封堵体，5-冲沙孔口，6-冲沙道，7-冲沙闸，8-排沙道，9-钢隔条。
具体实施方式
13.下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
14.如图1所示，本实用新型包括引水隧洞1，引水隧洞1的底板上设置有集石坑2，引水隧洞1的中部连接有施工支洞3，施工支洞3在其与引水隧洞1的连接端设置有施工支洞封堵体4，集石坑2设置在引水隧洞1与施工支洞3连接部的上游侧，集石坑2末端设置有一个或者多个冲沙孔口5，冲沙孔口5后面汇流为冲沙道6，冲沙道6转向进入施工支洞封堵体4底部，冲沙道6在施工支洞封堵体4的下游侧设置有冲沙闸7，冲沙闸7的下游端设置排沙道8。在集石坑后设置有冲沙道6和冲沙闸7，通过监测，当集石坑2内沉积了较多沙石杂物时，开启冲沙闸7，利用闸门前后的水压差即可将集石坑2内的沙石排出洞外。
15.为使得结构简单可靠，多个冲沙孔口5后面汇流为一条冲沙道6。冲沙孔口5的具体数量根据隧洞规模进行设计。
16.为便于冲沙闸7的操作和维护，排沙道8的旁侧设置有交通便道。施工时，利用施工支洞3部分开挖形成排沙道8，另一半作为交通便道。


技术特征：
1.引水隧洞集石坑水力排沙设施，包括引水隧洞(1)，引水隧洞(1)的底板上设置有集石坑(2)，引水隧洞(1)的中部连接有施工支洞(3)，施工支洞(3)在其与引水隧洞(1)的连接端设置有施工支洞封堵体(4)，其特征在于：集石坑(2)设置在引水隧洞(1)与施工支洞(3)连接部的上游侧，集石坑(2)末端设置有一个或者多个冲沙孔口(5)，冲沙孔口(5)后面汇流为冲沙道(6)，冲沙道(6)转向进入施工支洞封堵体(4)底部，冲沙道(6)在施工支洞封堵体(4)的下游侧设置有冲沙闸(7)，冲沙闸(7)的下游端设置排沙道(8)。2.如权利要求1所述的引水隧洞集石坑水力排沙设施，其特征在于：多个冲沙孔口(5)后面汇流为一条冲沙道(6)。3.如权利要求1或2所述的引水隧洞集石坑水力排沙设施，其特征在于：排沙道(8)的旁侧设置有交通便道。

技术总结
本实用新型涉及一种引水隧洞集石坑水力排沙设施，属于引水式开发的水电站引水隧洞结构设计技术领域。本实用新型巧妙利用引水隧洞施工支洞布置有水力自动排沙系统，即在集石坑的下游紧接着设置冲沙孔口，冲沙孔口汇流成冲沙道转向进入施工支洞封堵体底部；在封堵体后设置冲沙闸，闸后利用施工支洞部分开挖形成排沙道，另一半作为交通便道。当集石坑内沙石沉积较多时，不需要电站停机放空隧洞、人工进入隧洞对集石坑内的沙石进行清理。只需要开启冲沙闸，利用闸门的水压差，即可将集石坑内的沙石排出隧洞之外。本实用新型非常有利于隧洞集石坑内的沙石清除，同时避免了电站停机后人工进入隧洞清除沙石的安全风险，极大地提高了电站发电效益。站发电效益。站发电效益。


技术研发人员：杨怀德 孟凡理 杨兴义
受保护的技术使用者：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司
技术研发日：2021.06.29
技术公布日：2022/7/4