一种适用于高坝水库的放空系统的制作方法

本发明属于水利水电工程技术领域，具体是涉及一种适用于高坝水库的放空系统。

背景技术：

高坝工程库容巨大，一旦失事将造成难以估量的损失，因此其安全放空成为水电工程重点关注的难题。目前出现一种应用多级闸门分担总水头的方式能使高坝大库放空到任意深度的放空系统。公开号为cn105220659b的中国发明专利公开了一种高坝大库超深层挡水放空系统及其操作方法。该系统解决了现有工程难题，满足了高坝大库放空需求。但该结构仍存在以下不足：操作复杂，需要设置多级结构才能满足泄量要求，工程量增加较大，相应程度的增加工程造价。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种适用于高坝水库的放空系统。

本发明是通过如下技术方案予以实现的。

本发明提供了一种适用于高坝水库的放空系统，包括前端闸门单元、后端闸门单元、连通主管和前端排水廊道，地面以下开凿有与水源连通的隧洞，沿着隧洞以内水流流向，在所述隧洞之上按照适当的间距依次并列布置有至少两个前端闸门单元和后端闸门单元，其中，将位于最后一个前端闸门单元之前的上游隧洞作为有压段a，将位于最后一个前端闸门单元与后端闸门单元之间的隧洞作为有压段b，将位于所述后端闸门单元之后的下游隧洞作为无压段，所述前端闸门单元包括前端闸体，所述前端闸体以内沿着所述隧洞以内水流流向依次并列布置有检修闸井组和挡水闸井组，所述检修闸井组由至少2个检修闸井沿着所述隧洞宽度方向并列排布组成，所述挡水闸井组由至少2个挡水闸井沿着所述隧洞宽度方向并列排布组成，所述连通主管沿着河道走向布置于所述前端闸门单元外侧，所述连通主管之上连接有若干条连通支管，每条支管与各组检修闸井组以内至少1个检修闸井连通或与各组挡水闸井组以内至少1个挡水闸井连通，每组检修闸井组以内各个相邻检修闸井之间或每组挡水闸井组以内各个相邻挡水闸井之间分别通过连通孔相连，每条连通支管之上均安装有控制阀门，所述前端排水廊道沿着河水流动的方向布置，并且所述前端排水廊道由多条沿着水平方向布置得水平廊段a和至少一条沿着竖直方向布置得竖直廊段a连接在一起构成,水平廊段a的一端分别与最后一组挡水闸井组以内的各个挡水闸井连通，水平廊段a的另一端汇交在一起后与竖直廊段a的一端连通，竖直廊段a的另一端与隧洞有压段b连通,所述水平廊段a布置高程与最后一组挡水闸井组以内的各个挡水闸井的控制水位高程一致,，所述竖直廊段另一端与所述隧洞有压段b连通。

沿着所述隧洞以内水流流向，最后一个前端闸体以内还埋设有若干条充水管，每条充水管的一端分别与最后一个前端闸体以内的检修闸井或挡水闸井相连通，每条充水管的中间均与所述连通主管的连通支管连通，每条充水管的另一端与检修闸井或挡水闸井底部相通。

沿着所述隧洞以内水流流向，最后一个前端闸体以内还埋设有若干条补气管，每条补气管的一端分别与最后一个前端闸体以内的检修闸井或挡水闸井相连通，每条补气管的另一端均与外界环境大气连通。

所述适用于高坝水库的放空系统还包括后端排水廊道，后端排水廊道18由沿着竖直方向布置的竖直廊段b、沿着水平方向布置的水平廊段b和沿着竖直方向布置的竖直廊段c依次首尾相连在一起构成,竖直廊段b一端与所述有压段b连通，后端排水廊道的竖直廊段c另一端与所述无压段连通，所述水平廊段布置高度与所述水平廊段高度齐平。

所述检修闸井以内配置有检修闸门，检修闸门可沿着检修闸井上下滑动，所述挡水闸井以内配置有挡水闸门，挡水闸门可沿着挡水闸井上下滑动。

所述检修闸门和挡水闸门均为平直板状结构。

所述隧洞内部根据闸井数量设置隔墙，所述隧洞横断面外轮廓为矩形、圆形、城门洞形或马蹄形中的一种。

所述后端闸门单元包括后端闸体，后端闸体以内沿着河道宽度方向并列布置有至少两个后端闸室，每个后端闸室以内配置有相应的弧形后端闸门，后端闸门可活动地使该后端闸室与所述隧洞导通或阻断。

所述连通主管和连通支管安装高度低于所述水平廊段的布置高度。

所述与同一个检修闸井相连通或与同一个挡水闸井相连通的连通支管的数量为2条。

本发明的有益效果在于：通过设置多个前端闸门单元和一个后端闸门单元对河道中的水流进行阻挡，使水头逐级递减并消耗，另一方面，当上游河道中水流流量较大时，前端排水廊道和后端排水廊道可及时将多余的水量从系统中排出或分流而出，从而保障了系统内的水压平衡及稳定的水压差，保证了系统安全可靠地运行，此外，系统还通过埋设相应的充水管、补气管，使对于系统的检修作业更加方便，通过在各级闸门单元之间设置连通管，便于调整各级闸门单元之间的水压，有利于进一步保障系统可靠运行。

附图说明

图1是本发明的俯视图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是本发明连接主管、充水管、补气管的连接结构示意图。

图中：1-前端闸门单元，2-前端闸体，3-后端闸门单元，4-挡水闸门，6-检修闸门，11-隧洞，12-连通主管，13-连通支管，14-控制阀门，15-充水管，16-补气管，17-前端排水廊道，18-后端排水廊道，19-有压段a有压段，20-有压段b，21-无压段，22-挡水闸井，23-检修闸井，28-后端闸室，29-后端闸门，1701-水平廊段a，1702-竖直廊段a，1801-竖直廊段b。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

本发明提供了一种适用于高坝水库的放空系统，如图1、图2、图3所示，包括前端闸门单元1、后端闸门单元3、连通主管12和前端排水廊道17，地面以下开凿有与水源连通的隧洞11，沿着隧洞11以内水流流向，在隧洞11之上按照适当的间距依次并列布置有至少两个前端闸门单元1和后端闸门单元3，其中，将位于最后一个前端闸门单元1之前的上游隧洞11作为有压段a有压段19，将位于最后一个前面闸门单元1与后端闸门单元3之间的隧洞11作为有压段b20，将位于后端闸门单元3之后的下游隧洞11作为无压段21，前端闸门单元1包括前端闸体2，前端闸体2以内沿着隧洞11以内水流流向依次并列布置有检修闸井组和挡水闸井组，检修闸井组由至少2个检修闸井23沿着隧洞11宽度方向并列排布组成，挡水闸井组由至少2个挡水闸井22沿着隧洞11宽度方向并列排布组成，连通主管12沿着河道走向布置于前端闸门单元1外侧，连通主管12之上连接有若干条连通支管13，每条支管与各组检修闸井组以内至少1个检修闸井23连通或与各组挡水闸井组以内至少1个挡水闸井22连通，每组检修闸井组以内各个相邻检修闸井23之间或每组挡水闸井组以内各个相邻挡水闸井22之间分别通过连通孔相连，每条连通支管13之上均安装有控制阀门14，前端排水廊道17沿着河水流动的方向布置，并且前端排水廊道17的一端分别与最后一组挡水闸井组连通，前端排水廊道17的另一端与隧洞11有压段b20连通。

通过设置多个前端闸门单元和一个后端闸门单元对河道中的水流进行阻挡，各个前端闸门单元和后端闸门单元分别承受水流的冲击压力，使水流的能量逐级递减并消耗，从而减少了对前端闸门单元和后端闸门单元的冲击，保护了系统内的设备和设施，另一方面，当上游河道中水流流量较大时，前端排水廊道和后端排水廊道可及时将多余的水量从系统中排出或分流而出，从而减少了对系统内的设备和设施的冲击，保证了系统安全可靠地运行，此外，系统还通过埋设相应的充水管、补气管，使对于系统的检修作业更加方便，通过在各级闸门单元之间设置连通管，便于调整各级闸门单元之间的水压，有利于进一步保障系统可靠运行。

进一步地，沿着隧洞11以内水流流向，最后一个前端闸体2以内还埋设有若干条充水管15，每条充水管15的一端分别与最后一个前端闸体2以内的检修闸井23或挡水闸井22相连通，每条充水管15的另一端均与连通主管12末端连通。

进一步地，沿着隧洞11以内水流流向，最后一个前端闸体2以内还埋设有若干条补气管16，每条补气管16的一端分别与最后一个前端闸体2以内的检修闸井23或挡水闸井22相连通，每条补气管16的另一端均与外界环境大气连通。

此外，优选前端排水廊道17由多条沿水平方向布置的水平廊段a1701和一条沿竖直方向布置的竖直廊段a1702连接在一起构成，水平廊段a1701的一端分别与最后一组挡水闸井组以内的各个挡水闸井22连通，水平廊段a1701的另一端汇交在一起后与竖直廊段a1702的一端连通，竖直廊段a1702的另一端与隧洞11有压段b20连通。并且所有水平廊段a1701布置高度与最后一组挡水闸井组以内的各个挡水闸井22的控制水位高度一致。

进一步地，适用于高坝水库的放空系统还包括后端排水廊道18，后端排水廊道18沿着河水流动方向布置，并且后端排水廊道18的一端与隧洞11有压段b20连通，后端排水廊道18的另一端与隧洞11无压段21连通。

优选后端排水廊道18由沿着竖直方向布置的竖直廊段b1801、沿着水平方向布置的水平廊段b1802和沿着竖直方向布置的竖直廊段c1803依次首尾相连在一起构成，竖直廊段b1801的末端与隧洞11有压段b20连通，竖直廊段c1803的末端与隧洞11无压段21连通，水平廊段b1802的布置高度与前述水平廊段a1701布置高度一致。

进一步地，检修闸井23以内配置有检修闸门6，检修闸门6可沿着检修闸井23上下滑动，挡水闸井22以内配置有挡水闸门4，挡水闸门4可沿着挡水闸井22上下滑动。优选检修闸门6和挡水闸门4均为平直板状结构。隧洞11横断面外轮廓为矩形或圆形。

进一步地，后端闸门单元3包括后端闸体，后端闸体以内沿着河道宽度方向并列布置有至少两个后端闸室28，每个后端闸室28以内配置有相应的弧形后端闸门29，后端闸门29可活动地使该后端闸室28与隧洞11导通或阻断。

此外优选连通主管12和连通支管13安装高度低于前述水平廊段a1701的布置高度。与同一个检修闸井23相连通或与同一个挡水闸井22相连通的连通支管13的数量为2条。

本申请的技术方案由中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司投入实施应用，在实施中，受贵州省科技支撑计划科技项目黔科合支撑[2017]2865的资助、中国电建科研项目dj-zdxm-2017-05的资助，在实施后，取得了上述有益的技术效果，同时社会效益良好。