[实用新型]防止发生气爆的导流洞结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及水利水电工程领域，尤其涉及一种防止发生气爆的导流洞结构。

背景技术

在水电站建设的时候，为了修筑大坝，需要建筑挡水的上下围堰，在截流之前需要预先安排河水的出路，常用的有两种方法，分别是明渠导流和使用导流洞。明渠导流指的是在河流旁边开挖另一条河道，截流时水从明渠流走，大坝修筑完成在将明渠截流；导流洞指的是在山体中直接开挖大断面的隧洞引出河水，大坝修筑完成再将导流洞封堵上。导流洞普遍埋深较浅，地质条件较差，导流洞下闸后随着水库水位上升，导流洞封堵闸门和堵头上游的隧洞围岩将承受越来越大的水头。对于高封堵水头导流洞，当第一段堵头混凝土浇筑完成后，堵头上游的洞段的某个薄弱部位可能被高外水压力击穿，库水将涌入导流洞，堵头下部的排水管排水效果有限，洞内集聚的大量空气无法及时排出，将产生严重的气爆，危及堵头的施工安全。对于高挡水水头导流洞，在堵头运行期间堵头上游的洞段的某个薄弱部位也可能被高外水压力击穿，库水将涌入导流洞，洞内集聚的大量空气无法及时排出，也将产生严重的气爆，可能破坏堵头周边的灌浆，危及堵头的运行安全。

传统的导流洞结构设计没有考虑堵头前洞段的排气设施，在导流洞封堵施工期间，洞内的空气只能通过岩体缝隙缓慢释放。如果遭遇气爆，堵头的施工安全和运行安全全靠堵头结构承担，存在一定的安全隐患。

实用新型内容

为克服现有导流洞结构中因没有排气设施而易导致气爆等不足，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种能有效防止发生气爆的导流洞结构。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：防止发生气爆的导流洞结构，包括导流洞，所述导流洞包括进水口和封堵区域，其特征是：在所述导流洞的进水口和封堵区域之间设有贯穿导流洞洞壁的排气孔，所述排气孔位于导流洞的拱顶部位。

进一步的是，所述排气孔不能位于导流洞的浅埋段。

进一步的是，所述排气孔远离导流洞的一端为出口，所述排气孔出口的高程高于初期发电水位。

进一步的是，所述排气孔出口处设有钢管做成的护孔结构。

本实用新型的有益效果是：通过在导流洞进水口与封堵区域之间设置排气孔的结构，当堵头上游洞段的某个薄弱部位被库水击穿后，洞内的空气能通过排气孔排出，能避免产生气爆或有效减小气爆的危害，从而保证堵头在施工期和运行期的安全。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中标记为，1-导流洞，2-进水口，3-封堵区域，4-排气孔，5-出口，6-护孔结构。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

如图1所示，本实用新型在原有导流洞的基础上，在导流洞进水口2和封堵区域3之间设置了贯穿导流洞洞壁的排气孔4，所述排气孔4位于导流洞1的拱顶部位。排气孔4应在导流洞下闸后开始施工，根据现场情况可以设置2～3个排气孔，孔径应足够大，并且排气孔4的位置应尽量远离导流洞的浅埋段，因为这些部位洞壁较薄，容易被高外水压力击穿，如果再在上面开排气孔将进一步降低洞壁的承载能力，有可能产生更严重的事故。

为了使排气孔4达到最好得排气效果，排气孔的出口5应高于水库的初期发电水位，因为水库水位在上涨到初期发电水位这段时间内是洞壁最容易被高外水压力击穿的时候，若果排气孔出口5低于初期发电水位，当水位已经漫过排气孔出口5时导流洞被击穿，这时排气孔便不能起到排气的效果。

由于一些山体表面可能有质地较软的砂岩或泥土，排气孔有可能被堵塞，所以在排气孔的出口5的位置设有采用钢管制成的护孔结构6，该护孔结构能防止排气孔出口5被堵塞，另外，如果水流上涨过快，还可以在护孔结构6处加设更长得钢管以提高排气孔的高程以适应更高水位下导流洞被击穿的情况。

本实用新型的工作过程是：导流洞下闸后，如果在水库水位低于排气孔出口5高程时洞身被击穿，涌水进入洞内后，随着洞内水位上升，洞内空气将从排气孔4排出，将大大降低气爆产生的强度甚至避免产生气爆(与洞内水位上升的速度有关)；如果孔口高程低于正常蓄水位，当库水位达到孔口高程后，库水将顺着孔口流入洞内，这个过程是一个灌水和排气的过程，如果水位上升足够缓慢，则可以完全排出洞内的空气，即使导流洞被击穿，也可以避免发生气爆，如果水位上升速度较快，洞内空气可能来不及完全排出，因为洞内空气已经大量减少，即使此时导流洞被击穿，也可以大大减小气爆对堵头的影响；如果排气孔出口5高程高于正常蓄水位，可以在堵头施工完成后，通过向孔内注水的方式排出洞内的空气避免产生气爆。