[發(fā)明專利]水電站引水壓力鋼管外圍水壓力控制系統(tǒng)及使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810073347.7
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108149652B
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦鵬;程春梅;吳鈞輝;羅佳敏;吳浩;王嘉威;蔣雯京;張斌;金思瑋;張雄杰;徐鋒;徐蔚;王海波;李海濤;秦植海
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江水利水電學(xué)院
• 主分類號: E02B9/06
• 分類號: E02B9/06
• 代理公司: 杭州浙科專利事務(wù)所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

本發(fā)明提供了水電站引水壓力鋼管外圍水壓力控制系統(tǒng),由單向流閥、球室、控制球、側(cè)槽、進(jìn)水口、過水道、凸起、排水管、水電站引水壓力鋼管、多脂肥皂環(huán)帶、環(huán)狀匯水管、泄水管、水壓力控制閥組成,本發(fā)明的水電站引水壓力鋼管外圍水壓力控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單、施工方便、成本低廉，不需要在水電站引水壓力鋼管壁上鉆孔，解決了高強(qiáng)度鋼管不允許鉆孔再焊接堵孔和普通鋼管開孔補(bǔ)強(qiáng)質(zhì)量不易保證，容易引起內(nèi)水外滲的難題，且壓力鋼管外圍水壓力能夠控制自如，使壓力鋼管內(nèi)、外水壓力基本保持相同成為可能，既可以避免壓力鋼管放空時(shí)因外圍水壓力過大而破壞的情況發(fā)生，又可以保障壓力鋼管不受過水外擴(kuò)、放水內(nèi)收反復(fù)變形引起的疲勞破壞。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水利水電工程技術(shù)領(lǐng)域 ,具體是一種水電站引水壓力鋼管外圍水壓力控制系統(tǒng)及使用方法。

背景技術(shù)

在水利水電工程的水電站地下有壓引水系統(tǒng)中，地下埋管的外壓穩(wěn)定問題非常突出，工程經(jīng)驗(yàn)表明，管道放空時(shí)，地下水壓力往往是造成地下埋管外壓失穩(wěn)的主要因素，國內(nèi)外大部分工程采用了增設(shè)排水廊道、管壁或巖壁排水系統(tǒng)等措施來降低埋管外的地下水壓力，a、巖壁排水系統(tǒng)是一種緊貼巖壁布置的管網(wǎng)狀排水系統(tǒng)，壓力鋼管排水系統(tǒng)沿開挖的洞壁布置，每隔一段設(shè)一排水孔，將滲入管內(nèi)的滲水排入自流排水洞，但前提是壓力鋼管外圍不能灌漿，否則，排水孔容易堵塞失效；b、鋼管管壁排水系統(tǒng)是在鋼管外壁設(shè)置排水管，待灌漿結(jié)束后通過鋼管管壁預(yù)留排水孔打穿排水管，再封焊管壁上的預(yù)留排水孔，缺點(diǎn)是需在鋼管開很多孔，開孔補(bǔ)強(qiáng)質(zhì)量不易保證，容易引起內(nèi)水外滲，且大于600MPa的高強(qiáng)度鋼管不允許開孔補(bǔ)強(qiáng)，不能應(yīng)用；c、排水廊道是在離開鋼管一定距離布置專用排水廊道，在廊道壁朝向鋼管方向上下各設(shè)置一排深排水孔，以降低鋼管范圍內(nèi)的地下水，此項(xiàng)排水方式施工復(fù)雜，破壞了圍巖的整體性，工程量巨大，費(fèi)用高昂；以上現(xiàn)有的排水方式，施工程序復(fù)雜、投資大、安全不能得到有效的保障，這些減小鋼管外圍水壓力的方法，雖然對避免壓力鋼管放空時(shí)，因外圍水壓力過大而導(dǎo)致鋼管破壞的情況發(fā)生能起到一定作用，但是未考慮壓力鋼管過水時(shí)外圍水壓力小鋼管外擴(kuò)、壓力鋼管放水時(shí)鋼管內(nèi)收的問題，鋼管反復(fù)外擴(kuò)、內(nèi)收變形會(huì)引起材料疲勞、強(qiáng)度降低甚至破壞；中國專利 CN 205382471 U 一種智能排水減壓裝置，雖然減少了鋼管開孔數(shù)量，但仍需要開孔，在使用大于600MPa的高強(qiáng)度鋼管場合不能應(yīng)用，且壓力鋼管放空時(shí)需要將外圍地下水排入壓力鋼管，這顯然是不能被允許的，既然鋼管要放空，就是要進(jìn)行檢修等工作，如果外圍地下水排入壓力鋼管，鋼管就無法放空檢修了。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種水電站引水壓力鋼管外圍水壓力控制系統(tǒng)，由單向流閥、球室、控制球、側(cè)槽、進(jìn)水口、過水道、凸起、排水管、水電站引水壓力鋼管、多脂肥皂環(huán)帶、環(huán)狀匯水管、泄水管、水壓力控制閥組成,所述的單向流閥上部開設(shè)有進(jìn)水口，單向流閥下部開設(shè)有過水道，單向流閥中間開設(shè)有球室，球室下部側(cè)壁開設(shè)有側(cè)槽，球室上部、下部均為弧面，弧面弧度與控制球球面弧度相同，控制球可以在球室內(nèi)上下移動(dòng)，單向流閥頂面固定設(shè)置有3個(gè)以上凸起；單向流閥與排水管連通并固定設(shè)置在一起；排水管前端密封，排水管后端與環(huán)狀匯水管連通并固定設(shè)置，環(huán)狀匯水管與泄水管連通并固定設(shè)置；泄水管尾部設(shè)置有水壓力控制閥。

進(jìn)一步的，所述的單向流閥頂部涂有一層多脂肥皂，多脂肥皂厚度與凸起高度相同；排水管與水電站引水壓力鋼管綁縛在一起，單向流閥頂部與水電站引水壓力鋼管外壁貼合。

進(jìn)一步的，所述的排水管上單向流閥間距為100cm。

進(jìn)一步的，所述的水電站引水壓力鋼管外壁上涂有多脂肥皂環(huán)帶，多脂肥皂環(huán)帶間隔為100cm，寬度為15cm，綁縛排水管時(shí)，排水管上的單向流閥與多脂肥皂環(huán)帶相對應(yīng)。

進(jìn)一步的，水電站引水壓力鋼管外圍水壓力控制系統(tǒng)的使用方法，包括以下步驟：

第一步，水電站引水壓力鋼管及水電站引水壓力鋼管外圍水壓力控制系統(tǒng)鋪設(shè)完成后，通過泄水管向排水管注水、施加20KPa壓力，控制球外移、排水管封閉；