流量测井结构的制作方法

[0001]
本实用新型涉及水利水电工程中的地下竖井结构，具体涉及引供水工程中，为方便对软岩或深厚覆盖层地层中的地下管道进行流量监测，通过挂壁式旋转楼梯解决圆形竖井交通问题的流量测井结构。


背景技术：

[0002]
引供水工程中，流量监测是工程运行管理调度的重要内容，由于对输水隧洞流量没有准确的直接测量方法，一般是在隧洞需要监测流量的部位接驳一段明钢管，通过在明钢管上安装流量计来实现对输水隧洞过流量的监测。地下管线为满足盾构、tbm或顶管等设备的进出要求，常设置施工支洞或竖井作为工作面。
[0003]
设置流量计的明钢管位于地下，为安装检修方便，一般需设置地下阀室或地下洞室，地下阀室常用于管道埋深较浅的情况。对于深埋的隧洞，通常以位于施工支洞与输水隧洞交汇口的地下扩大洞室作为地下洞室接驳钢管布置流量监测，施工支洞兼做检修交通洞，为洞口高、内部低的倒坡结构。由于地下洞室埋深较大，而检修交通洞平均纵坡不陡于8％，局部纵坡不陡于10％，以地面以下40m深的管道为例，施工支洞兼做检修交通洞内部布置地下洞室，交通洞长度不少于500m，单侧开口空间大，建筑通风难度较大；另外，地质条件较差如埋管位于软岩或深厚覆盖层地层中时，检修交通洞及地下洞室支护结构费用极高。
[0004]
以常规矩形竖井作为地下阀室布置流量计可解决空间大、通风难的问题，但深埋地下管道上的竖井位于软岩或深厚覆盖层地层中时，矩形竖井受力条件差，开挖施工安全风险高。采用圆形竖井时，考虑施工期开挖安全及兼做盾构、tbm或顶管工作井的要求，衬后洞径一般在10m左右，又存在运行期交通布置较矩形竖井难的问题。
[0005]
因使用频率低、防潮等维护保养难度大，竖井内设置电梯运行期维护难、经济性差，工程中不大采用；带护筒的竖向爬梯是平面尺寸不大的深竖井常采用的交通方式，在竖井深度较大时，每间隔一段高度设置休息平台并配备安全绳，但竖井高度大，上下竖井需手脚并用攀爬，体力消耗大，总体上检修交通仍不方便。


技术实现要素：

[0006]
本实用新型的目的在于解决软岩或深厚覆盖层地层中的地下管道流量监测设施布置难的问题，提出流量测井结构，采用带挂壁式旋转楼梯的圆形竖井，一方面，圆形断面受力条件好，更容易满足竖井施工开挖支护安全及兼做盾构、tbm或顶管工作井的要求；另一方面，采用挂壁式旋转楼梯，费用较竖向爬梯增加不大，但却极大改善了竖井的检修交通条件。
[0007]
本实用新型所采用的技术方案是：流量测井结构，包括竖井、明钢管、流量计、旋转楼梯、配电系统、通风系统和排水系统。所述竖井为流量测井的容器，对周边土体起支护作用；所述明钢管为所述竖井内的地下管道，用于安装所述流量计；所述流量计固定安装于所述明钢管上，用于实时监测输水管线流量；所述旋转楼梯固定于所述竖井的井壁衬砌内侧，
为流量测井井底与上部地面的交通通道；所述配电系统用于解决所述竖井的照明、所述流量计供电，以及所述通风系统、排水系统的配电问题；所述通风系统用于改善所述竖井内的空气；所述排水系统用于抽排所述竖井底部的渗漏积水。
[0008]
所述竖井为带底板的钢筋混凝土圆筒结构，包括井壁一次支护、井壁衬砌和底板衬砌。井壁一次支护为施工期竖井垂直开挖时的支护结构，与覆盖层或岩壁直接接触，一般采用挂网锚喷混凝土，必要时可以增加钢支架；井壁衬砌为现浇钢筋混凝土拱圈，垂直开挖段位于井壁一次支护内侧，厚度根据承受的外部岩土压力确定；底板衬砌位于竖井底部。
[0009]
所述明钢管上、下游分别连接输水管线，在钢管工厂预制好环状管节后，垂直吊运到到井底定位后，环向焊接连接而成。为保证流量监测进度，明钢管上、下游应保持不小于10倍钢管直径的直线段长度，在穿竖井井壁衬砌部位，明钢管外壁需设置止水环截渗。
[0010]
所述旋转楼梯包括平台、梯梁、踏步、底封板、加劲肋、钢扶手和预埋钢板。平台为所述旋转楼梯的受力结构，可采用钢筋混凝土现浇结构，与井壁衬砌整体浇筑，浇筑时平台的悬臂两侧设置预埋钢板；梯梁为预制旋转方钢结构，为踏步的受力结构，两端与平台的预埋钢板焊接，底部与底封板焊接；踏步为钢结构，两端与梯梁焊接；底封板为扇形钢板，左、右两侧分别与梯梁焊接；加劲肋两端与梯梁内侧焊接；钢扶手同时在平台、梯梁的临空侧和靠井壁衬砌一侧布置。
[0011]
所述旋转楼梯包括平台、梯梁、踏步、底封板、加劲肋、钢扶手和预埋钢板；平台为所述旋转楼梯的受力结构，可采用钢结构，通过在所述竖井井壁衬砌上设置预埋钢板，平台与竖井井壁衬砌上的预埋钢板焊接；梯梁为预制旋转方钢结构，为踏步的受力结构，两端与平台焊接，底部与底封板焊接；踏步为钢结构，两端与梯梁焊接；底封板为扇形钢板，左、右两侧分别与梯梁焊接；加劲肋两端与梯梁内侧焊接；钢扶手同时在平台、梯梁的临空侧和靠井壁衬砌一侧布置。
[0012]
所述配电系统包括电缆管和配电箱，电缆管采用镀锌钢管，预埋于井壁衬砌内；用于布置电缆和照明线路；配电箱布置于竖井顶部的管理房地面。
[0013]
所述通风系统包括风管和风机，风管包括竖直风管、水平风管和出风口；竖直风管布置于竖井衬砌内部；水平风管共两段，分别位于竖直风管的底部和地表管理房内；出风口位于竖井底部的水平风管上；风机布置于管理房平台的水平风管上，采用压入式通风。
[0014]
所述排水系统包括集水井、水泵、水管。集水井为下凹结构，位于竖井的底板衬砌内；水泵安装在集水井内，水管布置于竖井的井壁衬砌内部，水管底部与集水井内的水泵连接，水管顶部通过水平埋管接出管理房。
[0015]
所述流量测井结构还可根据需要在旋转楼梯底封板下部直接布置电缆管，电缆管内布置电缆和照明线路。
[0016]
在围岩地质条件好时，本流量测井圆形竖井可简化为矩形竖井，则旋转楼梯由圆环形相应调整为“回”字形布置，并在四个角点转折部位设置平台。
[0017]
本实用新型的有益效果是：
[0018]
1)圆形竖井受力条件好。相对于常规的矩形竖井，圆形竖井的受力条件较好，在软岩地层或深厚覆盖层地层也能实施，应用范围广。
[0019]
2)竖井可多功能利用。竖井即是运行期流量监测的地下阀室，又可兼做盾构、tbm或顶管工作井的要求，施工期还可用作出渣、通风和排水通道；
[0020]
3)改善交通条件且费用低。挂壁式旋转楼梯，费用较竖向爬梯增加不大，但却极大改善了竖井的检修交通条件。
附图说明
[0021]
图1是本实用新型实施例的平面布置图；
[0022]
图2是图1的a—a剖视图；
[0023]
图3是图1和图2的b—b剖视图；
[0024]
图4是图2的c—c剖视图；
[0025]
图5是图2的d—d剖视图；
[0026]
图6是本实用新型实施例的旋转楼梯沿轴线局部展开图；
[0027]
图7是图6的e—e剖视图；
[0028]
图8是图6的f—f剖视图。
[0029]
图中：1-竖井；11-井壁一次支护；12-井壁衬砌；13-底板衬砌；2-明钢管；3-流量计；4-旋转楼梯；41-平台；42-梯梁；43-踏步；44-底封板；45-加劲肋；46-钢扶手；47-预埋钢板；5-配电系统；51-电缆管；52-配电箱；6-通风系统；61-风管；61a-竖直风管；61b-水平风管；61c-出风口；62-风机；7-排水系统；71-集水井；72-水泵；73-水管；8-输水管线；9-管理房。
具体实施方式
[0030]
下面结合附图，对本实用新型作进一步详细说明。
[0031]
如图1～图8所示，本实用新型流量测井结构，包括竖井1、明钢管2、流量计3、旋转楼梯4、配电系统5、通风系统6和排水系统7。竖井1为流量测井的容器，对周边土体起支护作用；明钢管2为竖井1内的输水管线8，用于安装流量计3；流量计3固定安装于明钢管2上，用于实时监测输水管线8流量；旋转楼梯4固定于竖井1的井壁衬砌12内侧，为流量测井井底与上部地面的交通通道；配电系统5用于解决竖井1的照明、流量计3供电，以及通风系统6、排水系统7配电问题；通风系统6用于改善竖井1内的空气；排水系统7用于抽排竖井1底部的渗漏积水。
[0032]
竖井1为带底板的钢筋混凝土圆筒结构，由井壁一次支护11、井壁衬砌12和底板衬砌13组成。井壁一次支护11为施工期竖井1垂直开挖时支护结构，与覆盖层或岩壁直接接触，一般采用挂网锚喷混凝土，厚度10～20cm，必要时可以增加钢支架；井壁衬砌12为现浇钢筋混凝土拱圈，垂直开挖段位于井壁一次支护11内侧，厚度根据承受的外部岩土压力确定；底板衬砌13位于竖井1底部。
[0033]
明钢管2上、下游分别连接输水管线8，在钢管工厂预制好环状管节后，垂直吊运到到井底定位后，环向焊接连接而成。为保证流量监测进度，明钢管2上、下游应保持不小于10倍钢管直径的直线段长度，在穿竖井1井壁衬砌12部位，明钢管2外壁需设置止水环截渗。
[0034]
旋转楼梯4包括平台41、梯梁42、踏步43、底封板44、加劲肋45、钢扶手46和预埋钢板47。平台41为旋转楼梯4的受力结构，采用钢筋混凝土现浇结构，与井壁衬砌12整体浇筑，浇筑时平台41的悬臂两侧设置有预埋钢板47；梯梁42为预制旋转方钢结构，为踏步43的受力结构，两端与平台41的预埋钢板47焊接，底部与底封板44焊接；踏步43为钢结构，两端与
梯梁42焊接；底封板44为扇形钢板，左、右两侧分别与梯梁42焊接；加劲肋45两端与梯梁42内侧焊接；钢扶手46同时在平台41、梯梁42的临空侧和靠井壁衬砌12一侧布置。
[0035]
配电系统5包括电缆管51和配电箱52，电缆管51采用镀锌钢管，预埋于井壁衬砌12内；用于布置电缆和照明线路；配电箱52布置于竖井1顶部的管理房9地面。
[0036]
通风系统6由风管61和风机62组成，风管61由竖直风管61a、水平风管61b和出风口61c组成；竖直风管61a布置于竖井衬砌12内部；水平风管61b共两段，分别位于竖直风管61a的底部和地表管理房9内；出风口61c位于竖井1底部的水平风管61b上；风机62布置于管理房9平台的水平风管61b上，采用压入式通风。
[0037]
排水系统7由集水井71、水泵72、水管73组成。集水井71为下凹结构，位于竖井1的底板衬砌13内；水泵72安装在集水井71内，水管73布置于竖井1的井壁衬砌12内部，水管底部与集水井71内的水泵72连接，水管顶部通过水平埋管接出管理房9。
[0038]
所述流量测井结构还可根据需要在旋转楼梯4底封板44下部直接布置电缆管51，电缆管51内布置有电缆和照明线路。
[0039]
在围岩地质条件好时，本流量测井圆形竖井1可简化为矩形竖井1，则旋转楼梯4由圆环形相应调整为“回”字形布置，并在四个角点转折部位设置平台41。
[0040]
上述实施例结合附图对本实用新型进行了描述，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，用等同替换或者等效变换方式所获得的技术方案，这些均属于本实用新型的保护范围。