富水地带水电站地下厂房洞室分层排水结构及其施工方法

摘要

本发明涉及一种富水地带水电站地下厂房洞室分层排水结构及其施工方法。本发明所要解决的技术问题是提供一种富水地带水电站地下厂房洞室分层排水结构及其施工方法，旨在有效减少地下厂房抽排水量，减小动力抽排运行成本、保障地下厂房施工和运行期的安全。解决该问题的技术方案是：富水地带埋深大的水电站地下厂房洞室分层排水结构，具有地下厂房洞室，其底部设有集水井并配备动力抽排设备，地下厂房洞室周围设置数层排水廊道，各层排水廊道均与集水井连通，其特征在于：在地下厂房洞室上方高于河道水位的山体内，设置一层截水廊道，该截水廊道与集水井之间通过垂直或斜向的连接廊道连通。本发明可用于水利水电地下厂房洞室工程。

说明书

技术领域

本发明涉及一种富水地带水电站地下厂房洞室分层排水结构及其施工方法。适用于水利水电地下厂房洞室工程。

背景技术

水电站水轮机均有一定的吸出高度要求，机组安装高程低，对于地下厂房其洞室底部高程低于河道水位高程。由于地下厂房洞室高程低，位于山体地下水位和河道水位之下，在地下厂房施工和运行期内，围岩会向厂房内渗水。为了保持地下厂房良好的运行环境，一般是在地下厂房洞室周围设置排水廊道，如图1所示，排除厂房周围围岩的渗水，并将各层排水廊道的围岩渗水集中到厂房底部，通过动力抽排设备抽排至厂外。对于地质条件较好、地下水不丰富的地下厂房洞室，围岩渗水量不大，将各层排水廊道的围岩渗水集中到厂房底部抽排是可行的，但当厂房洞室位于富水地带的岩石中时，围岩渗水量大，采用集中抽排的方式抽排水量大、运行成本高，在设备配置不够、或失去厂用电期间可能会导致水淹厂房，影响地下厂房的安全运行。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种富水地带水电站地下厂房洞室分层排水结构及其施工方法，旨在有效减少地下厂房抽排水量，减小动力抽排运行成本、保障地下厂房施工和运行期的安全。

本发明所采用的技术方案是：富水地带埋深大的水电站地下厂房洞室分层排水结构，具有地下厂房洞室，其底部设有集水井并配备动力抽排设备，地下厂房洞室周围设置数层排水廊道，各层排水廊道均与集水井连通，其特征在于：在地下厂房洞室上方高于河道水位的山体内，设置一层截水廊道，该截水廊道与集水井之间通过垂直或斜向的连接廊道连通。

在截水廊道内设置通往山体的截水廊道排水孔。

所述截水廊道坡度坡向河道，截水廊道出口高程高于河道水位。

在连接廊道与截水廊道的交叉部位，连接廊道底部高程高于截水廊道或设置挡水堰。

本发明涉及一种富水地带水电站地下厂房洞室分层排水的施工方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

1)首先开挖截水廊道和截水廊道排水孔，该截水廊道位于地下厂房洞室上方高于河道水位的山体内，坡度坡向河道，截水廊道的出口高程高于河道水位；

2)开挖地下厂房周围各层排水廊道及与所述排水廊道连通的厂房周围排水孔，分若干层开挖地下厂房洞室上部，地下厂房周围各层排水廊道及与所述排水廊道连通的厂房周围排水孔应先于同高程地下厂房洞室进行开挖；

3)开挖地下厂房洞室下部，在其底部设有集水井和抽排设备，集水井与各层排水廊道相连通；

4)在上层的截水廊道与集水井出口之间设置垂直或斜向上方的连接廊道(4)，在连接廊道与截水廊道的交叉部位，连接廊道的底部高程高于截水廊道或设置挡水堰；

5)当地下厂房洞室全部开挖结束后，将厂房周围各层排水廊道收集的地下渗水集中到厂房底部的集水井中，利用水泵经连接廊道抽排到截水廊道内，再自然流入河内。

本发明的有益效果是：由于在高处对地下水进行了拦截，对于富水地带，厂房需要抽排的围岩渗水量大大减小。在施工期，上层截水廊道先于地下厂房洞室开挖完成，可以减少涌入地下厂房开挖面的水量，降低临时抽排水设备的配置，保证施工安全；运行期，采用分层排水方式，可有效减少地下厂房永久的抽排水量，减小集水井的容积和永久抽排水设备的配置。

附图说明

图1是本发明背景技术的结构示意图。

图2是本发明的结构示意图。

图3是本发明中连接廊道与截水廊道连接处的局部放大图。

具体实施方式

如图2所示，本实施例应用于富水地带水电站地下厂房洞室，采用分层排水的方式。水电站地下厂房洞室2埋深大，建在地下水位10以下的山体内，山体地面线11的下游为河道，河道内的水位9高于地下厂房洞室2。地下厂房洞室2的底部建有集水井7并配备动力抽排设备，地下厂房洞室2周围设置数层排水廊道3，在每层排水廊道3周围的山体内钻有与排水廊道连通的排水孔8，排水廊道3的渗水均汇入集水井7。本发明的特点是：在地下厂房洞室2上方高于河道水位的山体内，加设一层截水廊道1，在截水廊道1内设置通往山体的截水廊道排水孔6。所述截水廊道1与集水井7之间通过垂直或斜向的连接廊道4连通。

所述截水廊道1坡度坡向河道，截水廊道出口高程高于河道水位9，以便水自然流向河内。

在连接廊道4与截水廊道1的交叉部位，所述连接廊道4底部高程应该高于截水廊道1或设置挡水堰5，以防止截水廊道内的水倒流到厂房。

本实施例分层排水的施工方法按以下顺序步骤进行施工：

1)首先开挖截水廊道1和截水廊道排水孔6，截水廊道位于地下厂房洞室2上方高于河道水位9的山体内，坡度坡向河道，截水廊道的出口高程高于河道水位9。这样可使截水廊道1高程以上的山体地下水汇入截水廊道，截水廊道内的渗水可以直接流入河道，而不需要抽排。特别是在施工期，上层截水廊道先于地下厂房洞室开挖完成，可以减少涌入地下厂房开挖面的水量，降低临时抽排水设备的配置，保证施工安全。

2)开挖地下厂房周围各层排水廊道3及与所述排水廊道连通的厂房周围排水孔8，再分若干层开挖地下厂房洞室2上部，应注意地下厂房周围各层排水廊道3及与所述排水廊道连通的厂房周围排水孔8必须先于同高程地下厂房洞室进行开挖。

3)开挖地下厂房洞室2下部，在地下厂房洞室底部设置集水井7和抽排设备。

4)在上层的截水廊道1与集水井7出口之间设置垂直或斜向上方的连接廊道4，在连接廊道与截水廊道的交叉部位，连接廊道的底部高程高于截水廊道或设置挡水堰5。

5)当地下厂房洞室2全部开挖结束后，将厂房周围各层排水廊道3收集的地下渗水集中到厂房底部的集水井7中，利用水泵经连接廊道4抽排到截水廊道1内，再自然流入河内。

当全部工程结束，水电站地下厂房进入运行期后，就可以采用分层排水的方式，上层截水廊道内的渗水都可以直接流入河道，不需要抽排，有效地减少了地下厂房永久的抽排水量，减小了集水井的容积和永久抽排设备的配置。