一種旋流豎井排水隧洞的製作方法

2023-07-21 02:14:11

一種旋流豎井排水隧洞的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種旋流豎井排水隧洞。本發明提供一種用於溝道坡降較大的排水工程時，不會破壞地表建築物的豎井式地下排水隧洞，包括至少1個排水隧洞和至少1個旋流豎井，且排水隧洞和旋流豎井交錯設置，排水隧洞一端具有進水口、另一端具有出水口，排水隧洞內壁底部為斜坡狀，且最低處位於出水口一端，旋流豎井上端側壁設有可用於連接排水隧洞出水口的豎井進水段、下端側壁設有可用於連接排水隧洞進水口的豎井出水段，豎井進水段內壁底部為斜坡狀，且最低處位於靠近旋流豎井的一端，豎井出水段內壁底部為斜坡狀，且最低處位於遠離旋流豎井的一端。本發明通過交錯設置排水隧洞和旋流豎井，實現全地下結構排水，不會破壞地表建築物，結構簡單，容易施工，且體型光滑連續，運行安全性高。
【專利說明】一種旋流豎井排水隧洞

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種旋流豎井排水隧洞，屬於水利水電工程建築物設計和施工【技術領域】。

【背景技術】
[0002]高山峽谷地區的水利水電工程，通常利用工程區附近的溝道布置渣場堆渣。為保證渣場的安全，需對渣場所在溝道採取溝水處理措施。溝水處理措施主要是新建排水隧洞，使原溝道水流通過排水隧洞繞過渣場排洩至下遊。通常的溝水處理方案是排水隧洞接坡面洩水明槽。由於山區溝道坡降較大，故渣場堆渣後，渣場上下遊高差較大，而排水隧洞的坡降較小，需布置進出口高差較大的洩水明槽將水流排洩至下遊。山區河流場地有限，沿河通常布置有公路和施工場地，洩水明槽布置對這些地表建築物影響較大，相應帶來一些工程冋題。


【發明內容】

[0003]本發明所要解決的技術問題是:提供一種用於溝道坡降較大的排水工程時，不會破壞地表建築物的旋流豎井排水隧洞。
[0004]為解決上述技術問題本發明所採用的技術方案是:一種旋流豎井排水隧洞，包括至少I個排水隧洞和至少I個旋流豎井，且排水隧洞和旋流豎井交錯設置，排水隧洞一端具有進水口、另一端具有出水口，排水隧洞內壁底部為斜坡狀，且最低處位於出水口一端，旋流豎井上端側壁設有可用於連接排水隧洞出水口的豎井進水段、下端側壁設有可用於連接排水隧洞進水口的豎井出水段，豎井進水段內壁底部為斜坡狀，且最低處位於靠近旋流豎井的一端，豎井出水段內壁底部為斜坡狀，且最低處位於遠離旋流豎井的一端。
[0005]進一步的是:旋流豎井頂端設有通氣洞，排水隧洞在進水口頂部設有通氣井。
[0006]進一步的是:豎井進水段內壁底部的坡度大於排水隧洞內壁底部的坡度，豎井進水段內徑在進水方向上逐漸縮小，且豎井進水段在與旋流豎井連接處的內徑小於旋流豎井在此連接處的內徑，豎井進水段內壁的任一側邊與旋流豎井內壁在連接處相切配合。
[0007]進一步的是:旋流豎井包括渦室段、收縮段、豎井段，渦室段位於旋流豎井頂端，渦室段內徑大於豎井段內徑，收縮段具有倒錐形孔，渦室段內孔、豎井段內孔通過倒錐形孔連通。
[0008]進一步的是:豎井出水段內壁與旋流豎井內壁在連接處圓弧過渡。
[0009]進一步的是:豎井出水段內徑在出水方向上逐漸縮小，且豎井出水段在與排水隧洞進水口連接處的內徑小於排水隧洞進水口在此連接處的內徑。
[0010]進一步的是:旋流豎井在底端設有消力井。
[0011]進一步的是:排水隧洞斷面、豎井進水段斷面均為直牆圓拱形，豎井出水段斷面為矩形。
[0012]進一步的是:渦室段斷面、收縮段斷面、豎井段斷面均為圓形。
[0013]本發明的有益效果是:通過交錯設置排水隧洞和旋流豎井，實現全地下結構排水，不會破壞地表建築物，尤其適用於溝道坡降較大的排水工程，能夠較好地解決溝水處理建築物與其餘地表建築物的布置協調問題，避免了爭地協調等工程建設問題。本發明結構簡單，容易施工，且體型光滑連續，運行安全性高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發明的結構示意圖；
[0015]圖2是豎井進水段結構示意圖；
[0016]圖3是豎井出水段結構示意圖；
[0017]圖4是圖2的A-A向視圖；
[0018]圖5是圖2的B-B向視圖；
[0019]圖6是圖2的C-C向視圖；
[0020]圖7是圖3的D-D向視圖；
[0021]圖8是圖3的E-E向視圖；
[0022]圖中標記:1-排水隧洞、11-進水口、12-出水口、13-通氣井、2-旋流豎井、21-豎井進水段、22-豎井出水段、23-通氣洞、24-渦室段、25-收縮段、26-豎井段、27-倒錐形孔、28-消力井。

【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖對本發明作進一步說明。
[0024]如圖1所示，本發明包括至少I個排水隧洞I和至少I個旋流豎井2，且排水隧洞I和旋流豎井2交錯設置，排水隧洞I 一端具有進水口 11、另一端具有出水口 12，排水隧洞I內壁底部為斜坡狀，且最低處位於出水口 12—端，旋流豎井2上端側壁設有可用於連接排水隧洞I出水口 12的豎井進水段21、下端側壁設有可用於連接排水隧洞I進水口 11的豎井出水段22，豎井進水段21內壁底部為斜坡狀，且最低處位於靠近旋流豎井2的一端，豎井出水段22內壁底部為斜坡狀，且最低處位於遠離旋流豎井2的一端。
[0025]本發明優選為鋼筋混凝土結構，排水隧洞I內壁底部的坡度優選為3°?8°，豎井進水段21內壁底部的坡度優選為6°?10°，豎井出水段22內壁底部的坡度優選為3°?8°，旋流豎井2優選為垂直於水平面設置，通過交錯設置的排水隧洞I和旋流豎井2，利用水的重力作用，實現全地下結構排水，旋流豎井2的數量和高度可根據施工通道和施工條件來確定。
[0026]如圖1所示，作為本發明的一項改進，旋流豎井2頂端設有通氣洞23，排水隧洞I在進水口 11頂部設有通氣井13。通氣洞23和通氣井13用於連通外界空氣，作為補氣通道，使得本發明在無壓工況下工作，能有效地避免空化空蝕破壞，且使得本發明可按無壓力隧洞進行設計，降低實施成本。
[0027]如圖1、圖2、圖4、圖6所示，作為本發明的一項改進，豎井進水段21內壁底部的坡度大於排水隧洞I內壁底部的坡度，豎井進水段21內徑在進水方向上逐漸縮小，且豎井進水段21在與旋流豎井2連接處的內徑小於旋流豎井2在此連接處的內徑，豎井進水段21內壁的任一側邊與旋流豎井2內壁在連接處相切配合。豎井進水段21採用變坡束窄設計，用於水流約束和加速，將排水隧洞I中的水流從其切向引入旋流豎井2，結構更合理，可延長旋流豎井2頂端的使用壽命。
[0028]如圖2所示，作為本發明的一項改進，旋流豎井2包括渦室段24、收縮段25、豎井段26，渦室段24位於旋流豎井2頂端，渦室段24內徑大於豎井段26內徑，收縮段25具有倒錐形27孔，渦室段24內孔、豎井段26內孔通過倒錐形孔27連通，渦室段24卸掉水壓後，利用收縮段25約束水流，結構更合理。
[0029]如圖3所示，作為本發明的一項改進，豎井出水段22內壁與旋流豎井2內壁在連接處圓弧過渡，減小此處的阻力，延長該部位使用壽命。
[0030]如圖3所示，作為本發明的一項改進，豎井出水段22內徑在出水方向上逐漸縮小，且豎井出水段22在與排水隧洞I進水口 11連接處的內徑小於排水隧洞進水口 11在此連接處的內徑，方便豎井出水段22出水。
[0031]如圖3所示，作為本發明的一項改進，旋流豎井2在底端設有消力井28，旋流豎井2高差大，消力井28用於卸壓，使得水流以較小壓力從豎井出水段22排出。
[0032]如圖6、圖7、圖8所示，作為本發明的一項改進，排水隧洞I斷面、豎井進水段21斷面均為直牆圓拱形，豎井出水段22斷面為矩形。由於豎井出水段22還具有一定水壓，優選為按壓力隧洞工藝要求施工，矩形斷面方便壓力隧洞施工，且方便和排水隧洞I進水口 11的連接。另外，豎井出水段22與旋流豎井2連接處也優選為按壓力隧洞工藝要求施工。本發明其它部位可按無壓隧洞工藝要求施工，排水隧洞1、豎井進水段21可採用典型的直牆圓拱形斷面。
[0033]如圖5所示，作為本發明的一項改進，渦室段24斷面、收縮段25斷面、豎井段26斷面均為圓形，方便施工。
【權利要求】
1.一種旋流豎井排水隧洞，其特徵在於:包括至少I個排水隧洞(I)和至少I個旋流豎井(2)，且排水隧洞(I)和旋流豎井(2)交錯設置，所述排水隧洞(I) 一端具有進水口(11)、另一端具有出水口(12)，所述排水隧洞(I)內壁底部為斜坡狀，且最低處位於出水口(12)—端，所述旋流豎井(2)上端側壁設有可用於連接排水隧洞(I)出水口(12)的豎井進水段(21)、下端側壁設有可用於連接排水隧洞(I)進水口(11)的豎井出水段(22)，所述豎井進水段(21)內壁底部為斜坡狀，且最低處位於靠近旋流豎井(2)的一端，所述豎井出水段(22)內壁底部為斜坡狀，且最低處位於遠離旋流豎井(2)的一端。
2.如權利要求1所述的一種旋流豎井排水隧洞，其特徵在於:所述旋流豎井(2)頂端設有通氣洞(23)，所述排水隧洞(I)在進水口(11)頂部設有通氣井(13)。
3.如權利要求1所述的一種旋流豎井排水隧洞，其特徵在於:所述豎井進水段(21)內壁底部的坡度大於排水隧洞(I)內壁底部的坡度，所述豎井進水段(21)內徑在進水方向上逐漸縮小，且豎井進水段(21)在與旋流豎井(2)連接處的內徑小於旋流豎井(2)在此連接處的內徑，所述豎井進水段(21)內壁的任一側邊與旋流豎井(2)內壁在連接處相切配合。
4.如權利要求1所述的一種旋流豎井排水隧洞，其特徵在於:所述旋流豎井(2)包括渦室段(24)、收縮段(25)、豎井段(26)，所述渦室段(24)位於旋流豎井(2)頂端，所述渦室段(24)內徑大於豎井段(26)內徑，所述收縮段(25)具有倒錐形孔(27)，所述渦室段(24)內孔、豎井段(26)內孔通過倒錐形孔(27)連通。
5.如權利要求1所述的一種旋流豎井排水隧洞，其特徵在於:所述豎井出水段(22)內壁與旋流豎井(2)內壁在連接處圓弧過渡。
6.如權利要求1所述的一種旋流豎井排水隧洞，其特徵在於:所述豎井出水段(22)內徑在出水方向上逐漸縮小，且豎井出水段(22)在與排水隧洞(I)進水口(11)連接處的內徑小於排水隧洞(I)進水口(11)在此連接處的內徑。
7.如權利要求1所述的一種旋流豎井排水隧洞，其特徵在於:所述旋流豎井(2)在底端設有消力井(28)。
8.如權利要求1所述的一種旋流豎井排水隧洞，其特徵在於:所述排水隧洞(I)斷面、豎井進水段(21)斷面均為直牆圓拱形，所述豎井出水段(22)斷面為矩形。
9.如權利要求4所述的一種旋流豎井排水隧洞，其特徵在於:所述渦室段(24)斷面、收縮段(25)斷面、豎井段(26)斷面均為圓形。
【文檔編號】E02B9/06GK104452701SQ201410640003
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月12日 優先權日:2014年11月12日
【發明者】王峰, 劉亞洲, 秦光輝, 曹華, 李翔 申請人:中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司