一种双向过水隧洞出口结构的制作方法

1.本实用新型公开了一种双向过水隧洞出口结构，属于水利水电工程技术领域。


背景技术：

2.为了满足发电、供水、抽水的工程需求，电站的尾水系统兼做双向机组的前池，因此需要设置双向过水隧洞。现有技术中的过水隧洞，洞进出口在不过水的条件下，作为施工期的进出口通道，施工完成后需要将其出口进行封堵。根据流道的水力过渡计算，在大波动最不利工况下，存在尾水涌浪高度高于设计最高涌浪水位，导致尾水闸出现涌水，安全性降低的技术问题。
3.现有技术中为解决上述技术问题，采用的方案通常为抬高尾水闸平台。但是抬高尾水闸平台，相应地就需要对多种建筑物进行适应性调整，对电站厂房主体建筑物不利，导致主体建筑物合理性降低，施工难度增加、施工周期延长以及施工成本提升。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于，提供一种双向过水隧洞出口结构，以解决现有技术中为解决尾水闸涌水采用抬高尾水闸平台存在的主体建筑物合理性降低，施工难度高、施工周期长以及施工成本高的技术问题。
5.本实用新型提供了一种双向过水隧洞出口结构，包括用于接收电站尾水的连接洞、溢流堰、挡墙、排水管、竖井和与所述连接洞连通的过渡池；
6.所述溢流堰设置于所述连接洞和所述过渡池之间；
7.所述过渡池的底面低于溢流堰的高度；
8.所述挡墙设置于所述过渡池的出水口处，所述挡墙的长度与所述过渡池的出水口的宽度相等；
9.所述排水管穿过所述挡墙，且所述排水管的出水口与排水沟连通；
10.所述竖井设置于所述连接洞下方，从所述连接洞的底面垂直向下延伸，并与所述连接洞连通，用于将所述尾水输送至所述连接洞或反方向将水从连接洞通过竖井输送至双向机组的吸水管。
11.优选地，所述过渡池的底面为坡面，且由所述过渡池的进水口向所述过渡池的出水口方向向下倾斜。
12.优选地，所述过渡池的底面坡度为0.5％-1％。
13.优选地，所述排水管设置于所述挡墙的底部。
14.优选地，所述过渡池的容积为涌水量的1.3-1.5倍；
15.所述涌水量为经由所述溢流堰涌出的尾水量。
16.优选地，所述溢流堰的高度小于预设的所述连接洞的最高涌浪水位。
17.本实用新型的双向过水隧洞出口结构，相较于现有技术，具有如下有益效果：
18.本实用新型的双向过水隧洞出口结构，通过设置溢流堰和与连接洞连通的过渡
池，使得在尾水涌浪高度高于设计最高涌浪水位时，尾水涌浪通过溢流堰至过渡池可被传输至厂区排水沟，避免尾水溢出导致的安全事故，其结构简单、施工难度低、周期短且成本低。
附图说明
19.图1为本实用新型实施例中双向过水隧洞出口结构的平面示意图；
20.图2为本实用新型实施例中双向过水隧洞出口结构的纵剖面示意图；
21.图3为本实用新型实施例中548.5高程以上的涌浪水量示意图。
22.图中1为连接洞；2为溢流堰；3为挡墙；4为竖井；5为排水管；6为排水沟；7为过渡池。
具体实施方式
23.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。
24.如图1所示，本实用新型实施例的双向过水隧洞出口结构包括用于接收电站尾水的连接洞1、溢流堰2、挡墙3、竖井4、排水管5和与连接洞1连通的过渡池7；
25.其中溢流堰2设置于连接洞1和过渡池7之间；
26.过渡池7的底面低于溢流堰2的高度；
27.挡墙3设置于过渡池7的出水口处，挡墙3的长度与过渡池7的出水口的宽度相等；
28.排水管5穿过挡墙3，且排水管5的出水口与排水沟6连通；
29.竖井4设置于连接洞1下方，从连接洞1的底面垂直向下延伸，并与连接洞1连通，用于将尾水输送至连接洞1或反方向将水从连接洞1通过竖井4输送至双向机组的吸水管。
30.本实用新型的双向过水隧洞出口结构，通过设置溢流堰2和与连接洞1连通的过渡池7，使得在尾水涌浪高度高于设计最高涌浪水位时，尾水可被传输至厂区排水沟6，消纳了水力过渡计算中最不利工况：即在大波动下尾水系统的最高涌浪水位高于尾水闸设计高程，避免尾水溢出导致的安全事故，其结构简单、施工难度低、周期短且成本低。
31.在一个具体的实施例中，过渡池7的底面可以高于连接洞1的底面高度并低于溢流堰2的高度，使得从溢流堰2溢出的尾水在进入至过渡池7时，不会有较高的落差，延长过渡池7的使用寿命。
32.本实用新型实施例中，溢流堰2的高度小于预设的连接洞的最高涌浪水位，从而可以使得大波动情况下，高于设计最高涌浪水位的尾水可以从溢流堰2流出。
33.为保证过渡池7的尾水可以全部排出至厂区已有的排水沟6，避免尾水积存导致外溢，本实用新型实施例将过渡池7的底面设置为坡面，坡面是由过渡池7的进水口向过渡池7的出水口方向向下倾斜。
34.进一步地，为降低过渡池7内尾水的流速，避免流速过快溢出排水沟6，本实用新型的过渡池7的底面坡度为0.5％-1％。
35.本实施例通过挡墙3使过渡池7的容积为涌水量的1.3-1.5倍；涌水量为经由溢流
堰涌出的尾水量，避免过多的尾水溢出过渡池7，且能减缓过渡池7内尾水的流速，同时利用一个或者多个排水管5将尾水分流排出至排水沟6，从而可以有效避免流速过快的尾水溢出排水沟6。
36.进一步地，本实施例的排水管5设置于挡墙3的底部，从而实现过渡池7内尾水的全部排出。
37.本实用新型中的双向过水隧洞出口结构，在发电时，尾水经由竖井4进入至连接洞1，在抽水时，依次通过连接洞1和竖井4进入引水管进行抽水。
38.现有技术中，对尾水系统的检修时，是通过控制闸的施工支洞进入的，或者通过退水闸出口进入的，而本实用新型由于设置了过渡池7，因此可以通过过渡池7进入，对尾水系统的检修更加方便。
39.在一个具体的实施例中，连接洞为1级建筑物，使用年限为100年。是整个尾水流道系统的一部分，具有双向过流，满足发电、供水、抽水的工程任务，也是总体工程供水的关键节点。连接洞的出口，设置了溢流堰，对最高涌浪水头溢流，释放压力。进一步地，为使溢流的水量有合理的消纳空间，本实施例增设了过渡池，满足上游正常蓄水位643.0m，下游最高尾水位548.1m，对四台机满出力运行时同时甩全负荷t3工况的最高涌浪涌出的水量进行消纳。本实施例中，尾水池出口溢流堰高程确定为548.5高程，548.5高程以上的水量均需要过渡池容纳，并且此部分水量需要有组织的排水至厂区，与厂区排水系统连接。548.5高程以上的涌浪水量如图3所示。
40.根据连接洞、尾水池体型设计图，以及实测尾水池出口及出口洞脸地形，出口分别设计宽度9.84m、6m的两道挡墙。第一道挡墙为溢流堰，堰顶高程为548.5m，当涌浪超过548.5高程，连接洞中的水将溢流出来。第二道挡墙设计在过渡池的出水口，挡墙顶高程为548.5m。中间的过渡池容积必须消纳548.5m以上涌浪的水量。在出口第二道挡墙底部埋设排水管，将水有组织的排到厂区排水沟。根据计算，三段涌浪水量总量为101.8m3，连接洞尾水池出口两个挡墙之间的容积为157.02m3，满足工程需求。
41.本实用新型的双向过水隧洞出口结构已建成并验收通过，电站已启动发电，运行状态良好。
42.以上所述，仅是本技术的几个实施例，并非对本技术做任何形式的限制，虽然本技术以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本技术，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本技术技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。