平行布置，且主机洞B与主变尾闸洞C的轴线方向与坚硬岩体A的走向相同；主机洞B通过四条平行的甬道与主变尾闸洞C连通；所述主变尾闸洞C通过四条平行的尾水支洞D与尾水主洞E连通。
[0059]主机洞B和主变尾闸洞C的洞形采用圆拱直墙形，尾水支洞D及尾水主洞E采用长廊形。
[0060]所述主机洞B及主变尾闸洞C的埋深为主机洞B洞跨0.87倍，主机洞B与主变尾闸洞C之间、各尾水支洞D之间的岩体厚度为主机洞B洞跨的1.0倍。
[0061]上述方案实现了在宽度较窄的坚硬岩体内布置水电站地下厂房，能够较好地适应了某些特殊的地形和地质条件，其方案更加科学，可减少围岩的加强支护成本，降低工期滞后风险、施工期安全风险，运行安全；压缩了主机洞与主变尾闸洞之间的岩墙厚度，并使四条尾水支洞共用一条尾水主洞，在保证围岩稳定的条件下，节省了空间。
[0062]图2为本实用新型实施例提供的水电站地下厂房主洞室结构的主截面示意图；如图2所示，本实用新型所述的水电站地下厂房主洞室结构，包括立柱1、拱梁2、拱板3、密封隔墙4、进风口 51以及出风口 52。
[0063]主机洞横截面的具体结构如下:
[0064]主机洞的横截面形状为城门拱形，两侧紧挨着岩壁6的位置分别设置立柱I。立柱I的顶部设置由横梁组成的圈梁；圈梁相对两侧的横梁之间设置有一组拱梁2。在拱梁2的上方，设置覆盖整个主机洞顶部的拱板3，所述拱板3与拱梁2的弧形相适应；拱板通过拱梁2及拱梁2两侧的横梁支撑。
[0065]图2为内置两根弦杆的拱梁的横截面示意图；图3为内置三根弦杆的拱梁的横截面示意图；图4为内置四根弦杆的拱梁的横截面示意图；图5为内置三根弦杆的拱梁的三维示意图。如图2-图5所示，本实用新型所述的拱梁，包括外围混凝土 201、箍筋202、纵筋203、上弦杆204、下弦杆206、混凝土 205及207、斜腹杆208、水平直连杆209。
[0066]拱梁2为桁架内置式钢管混凝土组合结构，通常具有两根、三根或四根弦杆的结构形式。
[0067]两根弦杆的拱梁截面如图2所示，采用两根平行的冷弯、焊接或无缝结构用钢管作为该结构中的上弦杆204和下弦杆206，上弦杆204和下弦杆206之间通过多根斜腹杆208连接，斜腹杆208与上下两根弦杆的夹角为45°。在上弦杆204和下弦杆206内分别填充混凝土 205及207，混凝土 205及207均采用自密实混凝土。上弦杆204、下弦杆206、斜腹杆208、混凝土 205及207共同构成钢管混凝土组合桁架；在钢管混凝土组合桁架外沿钢管混凝土组合桁架的轴线等间距绑扎多根箍筋202，各箍筋202间通过若干根纵筋203连接，构成截面为矩形的筒状结构。然后支模在箍筋202及纵筋204围成的筒状结构的范围内浇注外围混凝土 201，构成组合桁架内置式重载梁构件。两根弦杆的拱梁结构，其横截面积最小，制备也最为简便，成本最低，但承载力相对较低，适合尺寸较小、对承载力要求不高的地下洞室。
[0068]三根弦杆的拱梁截面如图3所示，其三维结构如图5所示。与两根弦杆不同的是，三根弦杆由两根上弦杆204和一根下弦杆206组成，两根上弦杆204之间通过等间距分布的多根水平直连杆209连接，两根上弦杆204和下弦杆206之间分别通过若干根斜腹杆208连接。三根弦杆的拱梁结构的稳定性及承载力均比两根弦杆的结构形式好，且横截面的面积较小，成本不高，可以满足绝大多数的地下洞室的承载需求。因此，本实施例的拱梁2选用三根弦杆的结构形式。
[0069]四根弦杆的拱梁截面如图4所示，由两根上弦杆204和两根下弦杆206组成，两根上弦杆204和两根下弦杆206之间分别通过多根等间距分布的水平直连杆209连接，上弦杆204和下弦杆206之间分别通过多根斜腹杆208连接。四根弦杆的拱梁结构的横截面相对较大，成本也要高一些。
[0070]这种组合桁架内置式的拱梁结构，充分利用组合桁架传力明确的特点，发挥外部混凝土和内置桁架的组合优势，在控制构件截面尺寸的前提下实现较高的构件刚度和承载力。在梁的纯弯段，组合桁架上下弦杆分别充当拉杆和压杆，能够有效限制外部混凝土裂缝开展，提高梁的抗弯刚度和抗弯承载力；在梁的弯剪区，组合桁架斜腹杆充当斜拉杆和压杆，传递大部分剪力，从而减少了弯剪区混凝土剪应力水平，限制了斜裂缝开展并提高了梁抗剪承载力；外包混凝土能够提高其抗弯刚度和承载力，提高整体稳定性，同时其抗火性能和耐腐蚀能力好，减少相关维修费用。该类拱梁构件的刚度和承载力要大于现有的各种钢管桁架结构以及钢管混凝土组合桁架结构。
[0071]拱板3采用压型钢模板的组合板结构，可以通过压型钢模板一体浇筑成型，但整体浇筑对支护要求较高，因此为了简化支护，加快施工速度，拱板3与各拱梁2之间分别通过若干个支撑块8连接，因此在拱梁2建设完毕并达到要求后，在进行拱板3的施工，简化了支护的装拆，加快了施工速度。
[0072]支撑块8可以使钢板等结构，并通过拱梁2、拱板3的钢筋进行连接。
[0073]由于拱板3为轻型结构，为了加强位于两拱梁2之间的拱板3的支撑强度，以保证满足通风设备安装及检修等的载荷要求，相邻拱梁2之间的拱板3上分别设置有一组与拱梁2相垂直的肋梁7。为了进一步强化拱板3的整体支撑强度，所述肋梁7的设置位置与各支撑块8相对应，各肋梁7两端分别于对应的支撑块8相连，从而分别通过拱梁2及肋梁7和支撑块8构成对拱板3在两个方向上的支撑。
[0074]为了强化通风效果，设置有密封隔墙4。拱板3的上部空间通过两排密封隔墙4分隔成三部分空间:左右两侧的空间为排气空间，中间部分的空间为进气空间。进风口 51设置于与进气空间相对的拱板3上，出风口 52设置于与排气空间相对应的拱板3上。进风口51、回风口 52、进气空间、排气空间的设置可根据具体的厂房尺寸、厂房内设备布置形式进行设置。
[0075]分开设置的进气空间和排气空间，可以使进风和出风互不影响，形成良性循环，提高了地下洞室的通风效果。
[0076]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种布置在坚硬岩体内的水电站地下厂房，其特征在于，包括:主机洞、主变尾闸洞、尾水支洞及尾水主洞； 所述主机洞与主变尾闸洞平行布置，且主机洞与主变尾闸洞的轴线方向与坚硬岩体的走向相同；主机洞通过四条平行的甬道与主变尾闸洞连通； 所述主变尾闸洞通过四条平行的尾水支洞与尾水主洞连通； 所述主机洞包括: 立柱； 立柱顶部由横梁组成的圈梁； 圈梁相对两侧的横梁之间设置有一组拱梁。2.根据权利要求1所述的布置在坚硬岩体内的水电站地下厂房，其特征在于，所述坚硬岩体为BQ值大于550的岩体，包括:花岗岩、正长岩、闪长岩、辉绿岩、玄武岩、安山岩、片麻岩、石英片岩、硅质板岩、石英岩、硅质胶结的砾岩、石英砂岩或硅质石灰岩。3.根据权利要求1所述的布置在坚硬岩体内的水电站地下厂房，其特征在于，所述主机洞及主变尾闸洞的埋深为主机洞洞跨0.87倍。4.根据权利要求1所述的布置在坚硬岩体内的水电站地下厂房，其特征在于，所述主机洞与主变尾闸洞之间、各尾水支洞之间的岩体厚度为主机洞洞跨的1.0倍。5.根据权利要求1所述的布置在坚硬岩体内的水电站地下厂房，其特征在于，所述主机洞及主变尾闸洞轴线与地应力方向的夹角为不小于50°。6.根据权利要求1所述的布置在坚硬岩体内的水电站地下厂房，其特征在于，所述拱梁包括: 两根以上的平行钢管作为拱梁的弦杆； 连接各弦杆的多根斜腹杆； 将弦杆和斜腹杆包围的构成矩形截面的箍筋及连接各箍筋的纵筋； 浇注在箍筋及纵筋范围内的外围混凝土。7.根据权利要求1所述的布置在坚硬岩体内的水电站地下厂房，其特征在于，还包括:设置在拱梁上方，覆盖整个主洞室顶部的拱板；所述拱板与拱梁的弧形相适应；拱板通过拱梁及拱梁两侧的横梁支撑。8.根据权利要求7所述的布置在坚硬岩体内的水电站地下厂房，其特征在于，在相邻所述拱梁之间的拱板上设置多根与拱梁垂直的肋梁，并在肋梁与拱梁相交的位置设置连接拱梁与拱板的支撑块。9.根据权利要求7所述的布置在坚硬岩体内的水电站地下厂房，其特征在于，所述拱板上设置有连通其上部空间和下部空间的进风口和回风口。10.根据权利要求9所述的布置在坚硬岩体内的水电站地下厂房，其特征在于，所述拱板的上方设置密封隔墙，将拱板的上部空间分隔为进气空间和排气空间；所述进风口设置于与进气空间相对的拱板上，所述回风口设置于与排气空间相对的拱板上。
【专利摘要】本实用新型涉及水电站地下厂房设计领域，尤其是涉及一种布置在坚硬岩体内的水电站地下厂房。包括：主机洞、主变尾闸洞、尾水支洞及尾水主洞；所述主机洞与主变尾闸洞平行布置，且主机洞与主变尾闸洞的轴线方向与坚硬岩体的走向相同；主机洞通过四条平行的甬道与主变尾闸洞连通；所述主变尾闸洞通过四条平行的尾水支洞与尾水主洞连通。本实用新型实现了在宽度较窄的坚硬岩体内布置水电站地下厂房，能够较好地适应了某些特殊的地形和地质条件，其方案更加科学，可减少围岩的加强支护成本，降低工期滞后风险、施工期安全风险，运行安全，同时还可以解决地下厂房的通风问题。
【IPC分类】E02B9/00
【公开号】CN204715313
【申请号】CN201520306973
【发明人】陈宏明, 罗继勇, 卢义骈, 覃永恒
【申请人】广西壮族自治区水利电力勘测设计研究院
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年5月13日