[實用新型]低水損透水薄襯砌結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821504387.4
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN208966346U
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李高會;高悅;崔偉杰;倪紹虎;朱紅波;陳濤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計研究院有限公司
• 主分類號: E21D11/00
• 分類號: E21D11/00;E21D11/38
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司 33101
• 代理人: 韓小燕

本實用新型涉及一種低水損透水薄襯砌結(jié)構(gòu)。本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、施工方便、成本較低的低水損透水薄襯砌結(jié)構(gòu)。本實用新型的技術(shù)方案是：一種低水損透水薄襯砌結(jié)構(gòu)，其特征在于：具有設(shè)置于輸水隧洞內(nèi)的薄襯砌主體結(jié)構(gòu)，薄襯砌主體結(jié)構(gòu)由底部的底平、兩側(cè)的邊墻、頂部的頂拱組成；所述薄襯砌主體結(jié)構(gòu)上均勻設(shè)有若干深入周邊圍巖內(nèi)的排水孔，排水孔內(nèi)插裝排水花管，排水花管的端部包裹土工布。本實用新型適用于地質(zhì)條件較好的長隧道、低水頭、大流量的水力發(fā)電工程。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種低水損透水薄襯砌結(jié)構(gòu)。適用于地質(zhì)條件較好的長隧道、低水頭、大流量的水力發(fā)電工程。

背景技術(shù)

將天然水能轉(zhuǎn)化為電能的工程就是水力發(fā)電工程，其主要利用的是水流的勢能。大多數(shù)天然的河道比較平緩，在較短距離內(nèi)水流落差較低，因而勢能較小，因此需要通過一些工程措施來提高水流落差，輸水隧洞就是一種常用的措施。在常規(guī)有壓引水式水電站以及抽水蓄能電站中，常常建設(shè)較長的引水或者尾水隧洞以集中水頭落差。然而較長的輸水隧洞必然存在著較大的水頭損失，盡可能降低水頭損失以獲得較高發(fā)電水頭，是每一個水力發(fā)電工程中輸水隧洞的設(shè)計目標(biāo)。

目前水力發(fā)電工程中常用來降低輸水隧洞水頭損失的方法有兩種，第一是擴(kuò)大洞徑，第二是將不用襯砌的結(jié)構(gòu)調(diào)整為襯砌結(jié)構(gòu)，包括鋼筋混凝土襯砌結(jié)構(gòu)和鋼板襯砌結(jié)構(gòu)。對于第一種方法，擴(kuò)大洞徑意味著需要大幅度增加隧洞開挖量，這不僅會增加施工難度，更會提高施工成本。對于第二種方法，若采用鋼筋混凝土襯砌結(jié)構(gòu)，在過渡過程期間，襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)部水壓將會在較短時間內(nèi)發(fā)生較大變化，而鋼筋混凝土襯砌結(jié)構(gòu)的低透水性導(dǎo)致其外部水壓短時間不會發(fā)生變化，所以襯砌結(jié)構(gòu)將承受較大的內(nèi)外壓力差。為了保證襯砌結(jié)構(gòu)不被內(nèi)外水壓差破壞，其厚度往往比較大，施工要求高，最終導(dǎo)致工程投資大幅增加；同理，若采用鋼板襯砌結(jié)構(gòu)，工程投資無疑增加的更多。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型要解決的技術(shù)問題是：針對上述存在的問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、施工方便、成本較低的低水損透水薄襯砌結(jié)構(gòu)。

本實用新型所采用的技術(shù)方案是：一種低水損透水薄襯砌結(jié)構(gòu)，其特征在于：具有設(shè)置于輸水隧洞內(nèi)的薄襯砌主體結(jié)構(gòu)，薄襯砌主體結(jié)構(gòu)由底部的底平、兩側(cè)的邊墻、頂部的頂拱組成；

所述薄襯砌主體結(jié)構(gòu)上均勻設(shè)有若干深入周邊圍巖內(nèi)的排水孔，排水孔內(nèi)插裝排水花管，排水花管的端部包裹土工布。

所述排水孔成梅花型布置，間距根據(jù)不同間距的三維滲流場數(shù)值仿真計算成果比選且排水孔數(shù)量盡量少的原則下確定。

所述排水孔的直徑由公式確定，式中k為系統(tǒng)排水孔所需的滲透系數(shù)，大于過渡過程期間水壓變化即可，v_w為水的運動粘度，g為重力加速度。

設(shè)置于所述邊墻和頂拱上的所述排水花管一端包裹所述土工布；設(shè)置于所述底平上的排水花管兩端均包裹所述土工布。

一種所述低水損透水薄襯砌結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于：

S01、按照考慮襯砌結(jié)構(gòu)后的隧洞斷面尺寸進(jìn)行隧洞開挖、支護(hù)；

S02、隧洞開挖完成之后，施工所述薄襯砌主體結(jié)構(gòu)；

S03、薄襯砌主體結(jié)構(gòu)施工完成后，及時進(jìn)行所述排水孔的施工，并用水對排水孔進(jìn)行清孔處理，排出孔中的碎屑；

S04、在底平、邊墻及頂拱的排水孔內(nèi)插入僅端部包裹土工布的所述排水花管。

本實用新型的有益效果是：本實用新型通過薄襯砌結(jié)構(gòu)的相對光滑的表面，有效的降低了隧洞水頭損失；同時通過排水孔的作用，將水工隧洞內(nèi)的水壓力透過襯砌作用在整體性較好的圍巖上，使得襯砌不需要承受內(nèi)外水壓差。本實用新型通過在排水孔內(nèi)插裝端部包裹土工布的排水花管，防止巖體細(xì)小顆粒帶出。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、施工及運行維護(hù)方便，能夠大幅節(jié)約工程投資，具有較高的可靠性及實用性。

附圖說明