[實用新型]高壓水頭下鉆孔鉆桿內防高壓返水安全控制裝置

無效

• 申請號: 200920125701.2
• 申請日: 2009-09-11
• 公開（公告）號: CN201486523U
• 公開（公告）日: 2010-05-26
• 發明（設計）人: 羅朝文;李定忠;曾凡順;張曉安;顧建;曹玉敏
• 申請（專利權）人: 中國水利水電第九工程局有限公司
• 主分類號: E21B34/06
• 分類號: E21B34/06;E21B17/042;E21B33/13
• 代理公司: 貴陽中工知識產權代理事務所 52106
• 代理人: 陳忠俊

技術領域

本發明屬于水利水電技術裝備領域，具體涉及高壓水頭下水工洞室內出現的大流量高速射流進行有效鉆孔灌漿封堵的高壓水頭下鉆桿內防高壓返水安全控制裝置。

背景技術

水利水電工程施工過程中，在各工程關鍵線路中的洞室開挖爆破、地下水位快速涌高、水頭壓力抬升過快等工程工況施工過程中，經常突發滲水、涌水情況，同時伴生有塌方、塌陷、大面積滲水、大流量高速射流等工況，處理難度極大，屬于高危險作業，對施工中關鍵線路施工進度和施工人員設備安全造成極大影響，對其進行處理的時間將直接影響到關鍵線路節點工期及后續工程節點工期的實現。同時，對其處理的施工質量將直接影響主要建筑物的運行安全，其處理效果也將直接影響到后續工程的時間安排以及因采取各種措施進行處理的直接經濟費用。

在以前發生的突發性出水工況，大多數均為水頭壓力較小、滲水點面不集中、流量不大、流速較小，常規處理措施比較成熟，可用處理辦法較多，一般采用引排堵結合的原則進行處理，即對水流進行一定程度的引排后強澆混凝土，以混凝土為蓋重，待達到一定強度后再對其進行灌漿處理。但對于高壓水頭、大流量、高速射流工況，由于其成因復雜，同時伴生各種復雜工況，可能涉及多部位、多工種、多成因，處理方法極為復雜但又相對有限，目前為止，國際國內尚無極為有效的處理手段。一旦發生此類工況，若處理措施不當，必將導致整個工程進度嚴重滯后，處理工期延長，處理費用增大，同時，會造成極大經濟損失。

本發明水電站下閘蓄水后，當大壩上游庫區水位上升至EL.650.2m時，導流洞永久堵頭拱頂突發縫隙大流量高速射流透水，射流高程約EL.599m，射流水平挑距24m，計算流速22m/s，泄水量約1.08m³/s，水流呈霧化狀，出水縫面長度約6m。這給電站大壩及下游廠房安全構成了嚴重威脅，對此業主高度重視，將消除此安全隱患列為頭等大事，多次召開專家咨詢會議會診隱患形成原因，研究處理方案。大部分專家提出了將庫水放掉將水位降低后進行封堵處理的方案，從安全上考慮，該方案是最可靠的處理方案，但由此將造成的直接經濟損失會超過2億元，間接損失也非常巨大。為了減少這些損失，則必須在130m高水頭條件下進行封堵，這是一道世界水電工程施工中未曾遇到的難題。

常規透水處理前期主要采取模袋灌漿為主、臨時平壓堵頭為輔的處理方案。處理方案分為三期施工：一期為從EL.658m灌漿廊道鉆孔進行模袋灌漿施工；二期為鉆孔進行砂漿、麻袋棒、級配碎石料、橡膠球拋投施工；三期為從永久堵頭下游射水處鋼板強堵與模袋灌漿綜合治理施工。前期處理措施雖取得一定成果，但由于庫水位上升快、高壓射水流速急、流量大，最終未能從根本上止漏，水流流量變化不大，僅水流流向及流速發生一定改變。

為此，申請人施工單位研發了“水電站導流洞130m高水頭下大流量高速射流封堵”施工技術方案，同時研制出了“高壓水頭下大流量高速射流封堵鉆灌孔口安全控制裝置”及本發明的“高壓水頭下鉆孔鉆桿內防高壓返水安全控制裝置”，經過從右岸EL.612m灌漿廊道鉆孔至導流洞頂部空腔進行封堵灌漿取得了成功。

發明內容

本發明的發明目的，通過對以往的突發涌水、滲水工況處理失敗和成功的原因進行分析，依托本次水電站130m高水頭下導流洞永久堵頭的高速射流透水處理展開技術攻關，按提出安全可行的封堵技術方案，指導施工，同時，研制出適合于高水頭大流量高速射流工況下安全鉆孔灌漿的鉆桿內防高壓返水安全控制裝置，確保起下鉆施工安全。

本實用新型高壓水頭下鉆孔鉆桿內防高壓返水安全控制裝置，其中高壓水頭下鉆孔鉆桿內防高壓返水安全控制裝置由上部鉆桿接頭1、中空孔2、高強螺紋絲扣3、防高壓返水安全控制裝置4、鋼球5、彈簧6、彈簧座7、下部鉆桿接頭10組成；上部鉆桿接頭1通過高強螺紋絲扣3與防高壓返水安全控制裝置4上部連接，防高壓返水安全控制裝置4中間有彈簧座7安放的彈簧6上安放鋼球5，下部鉆桿接頭10通過頭上的高強螺紋絲扣3與防高壓返水安全控制裝置4下部連接。

本發明的有益效果，對承受130m高水頭壓力下，水電站導流孔透水、滲水，用常規方法無法處理的情況下，作為封堵灌漿技術中的一個關鍵設備，該裝置安全、可靠、經濟、實用，在同類工程中可推廣應用。幫助解決了在130m高水頭下導流孔透水、滲水的封堵這樣一道世界級的難題，本發明有良好的經濟效益和社會效益。

附圖說明

圖1是高壓水頭下鉆孔鉆桿內防高壓返水安全控制裝置示意圖