一种结合边坡竖井的大型地下式水电站厂房渗漏排水系统的制作方法

本实用新型涉及到水利水电工程技术领域，更加具体地是一种结合边坡竖井的大型地下式水电站厂房渗漏排水系统。

背景技术：

结合边坡竖井的大型地下式水电站的厂房渗漏排水系统是将厂房内的各种渗漏水(厂房结构本身的渗漏水、机组顶盖渗漏水、主轴密封渗漏水、厂内各种阀门的渗漏水)收集到渗漏集水井，再由布置在渗漏集水井上方的长轴深井泵抽排至下游，以防止水淹厂房的事故发生，对水电站的安全运行十分重要。

按照传统的设计方法，地下式水电站的厂房渗漏排水系统是将渗漏集水井中的渗漏积水用长轴深井泵排至水垫塘，通常排水管出口高程高于设计洪水位，且距离大坝有一定距离，以防止电站泄洪时诱发的涌浪对排水口的拍打而影响渗漏排水系统的安全运行。

传统设计方法有以下几个缺点：①、排水管出口过高，管线需要向上爬升较大距离，必然需要在管线多个最高点位置设置复合式排气阀，来防止水泵突然断电时管线内产生的高度真空或弥合性水锤对管线造成的破坏。而增设排气阀，就需在山体内留阀门井，并且留有足够的空间供排气阀进行吸气、排气，增加了土建开挖工程量及设备采购成本。此外，这些在空间上较为分散的排气阀后期还需要维护检修，为此将花费较大的人力、物力。

②、管线出口为防止泄洪时诱发的涌浪对排水口的拍打，一般管线出口距大坝下游有一定距离，需要较长的管线布置，加大了管路的水力损失，增加水泵能耗，有些大型电站为考虑后期出水管线的检修而将出水管线明装，因此还可能为管线另外再开挖出一条管线廊道，不仅增加了投资，还延长了建设周期。

③、排水口直接在边坡排出，长年累月将在边坡上形成污渍，不利于大坝的整体美观，与绿水青山的发展理念相违背。

因此，急需一种方法来解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述背景技术的不足之处，而提出一种结合边坡竖井的大型地下式水电站厂房渗漏排水系统。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来实施的：一种结合边坡竖井的大型地下式水电站厂房渗漏排水系统，它包括排水泵房水泵设备部分、水泵扬水管线部分和重力流自流部分；所述的水泵扬水管线部分位于所述的排水泵房水泵设备部分与所述的重力流自流部分之间；且所述的水泵扬水管线部分明敷在施工支洞内；

所述的重力流自流部分包括竖井、压力钢管、大坝边坡、边坡和过缝处理结构；

所述的大坝边坡的一侧设置有竖井，所述的竖井的另一侧设置有边坡；所述的边坡内设置有压力钢管，所述的压力钢管的一端与竖井相贯通，所述的压力钢管在经过所述的边坡内的坝缝处设置有过缝处理结构；所述的压力钢管顺着所述的边坡走向布置，且所述的压力钢管的另一端出口位于尾水位以下。

在上述技术方案中：所述的排水泵房水泵设备部分位于电站地下厂房副安装场内部；所述的电站地下厂房副安装场内设置有排水干管、清洁水干管和排水泵房；

所述的排水泵房水泵设备部分包括渗漏集水井、长轴深水泵、弹性座封闸阀、止回阀、压力表、排气阀、液位计和示流信号器；

所述的渗漏集水井内部一侧设置有液位计，所述的渗漏集水井底部设置有潜水排污泵，所述的潜水排污泵通过管线与下游的尾水相贯通；

所述的渗漏集水井内设置有三个长轴深水泵，每个所述的长轴深水泵均通过管线与内部设置的排水干管相连接；

所述的清洁水干管通过管线与所述的长轴深水泵顶部电机连接；

每个所述的长轴深水泵的顶部出口与所述的排水干管之间依次设置有排气阀、压力表、示流信号器、弹性座封闸阀和止回阀。

在上述技术方案中：所述的水泵扬水管线部分包括扬水钢管和拍门；所述的扬水钢管的一端贯穿所述的大坝边坡并伸入至所述的竖井内，所述的扬水钢管的出口上设置有拍门，所述的拍门位于所述的竖井内，所述的扬水钢管的另一端与所述的排水干管相连接。

本实用新型具有如下优点：①、当排水管线在水泵断电工况时，本实用新型通过竖井对排水管线进行补气，防止排水管线最高点出现真空破坏甚至弥合性水锤，有效地解决真空破坏甚至弥合性水锤等影响排水系统安全运行的问题。

②、本实用新型中的扬水钢管的出口设置在竖井内，而竖井内水位较为平稳，因此水泵扬水管线部分的出口压力稳定；同时，由于竖井及边坡外部结构的保护，有效地避免了大坝泄洪时涌浪对水泵扬水管线部分出口的直接拍打，有利于水泵的长期稳定运行。

③、本实用新型中的重力流自流部分，利用竖井至下游尾水形成的约25m落差自由排水，管道直径可以适当减小，节省材料。

④、本实用新型得益于竖井的保护，排水管线可顺着更靠近大坝的位置的施工支洞伸出排至下游，而不必再另外开挖管线廊道，大幅节省施工成本，减少施工工期，降低施工难度。

⑤、本实用新型使用的管线沿程损失较少，有利于水泵节能降耗。

⑥、本实用新型中的边坡管线采用埋管形式，不会在边坡形成污渍，有利于美化外观。

附图说明

图1为本实用新型的总体布置图。

图2为本实用新型中排水泵房水泵设备部的结构示意图。

图3为本实用新型中水泵扬水管线部分的结构示意图。

图4为本实用新型中重力自流部分的结构示意图。

图中：排水泵房水泵设备部分1、渗漏集水井1.1、潜水排污泵1.1.1、长轴深水泵1.2、弹性座封闸阀1.3、止回阀1.4、压力表1.5、排气阀1.6、液位计1.7、示流信号器1.8、水泵扬水管线部分2、扬水钢管2.1、拍门2.2、重力自流部分3、竖井3.1、压力钢管3.2、大坝边坡3.3、边坡3.4、过缝处理结构3.5、施工支洞4、电站地下厂房副安装场5、排水干管5.1、清洁水干管5.2、排水泵房5.3。图中箭头表示水流方向。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-4所示：一种结合边坡竖井的大型地下式水电站厂房渗漏排水系统，它包括排水泵房水泵设备部分1、水泵扬水管线部分2和重力流自流部分3；所述的水泵扬水管线部分2位于所述的排水泵房水泵设备部分1与所述的重力流自流部分3之间；且所述的水泵扬水管线部分2明敷在施工支洞4内；

所述的重力流自流部分3包括竖井3.1、压力钢管3.2、大坝边坡3.3、边坡3.4和过缝处理结构3.5。(过缝处理结构3.5为常规的过缝处理方法)

所述的大坝边坡3.3的一侧设置有竖井3.1，所述的竖井3.1的另一侧设置有边坡3.4；所述的边坡3.4内设置有压力钢管3.2，所述的压力钢管3.2的一端与竖井3.1相贯通。

所述的压力钢管3.2在经过所述的边坡3.4内的坝缝处设置有过缝处理结构3.5。(过缝处理结构3.5是包在压力钢管3.2外围一圈，防止压力钢管3.2因边坡3.4沉降而被破坏。)

压力钢管3.2经过坝缝处须通过过缝处理结构3.5进行保护，(过缝处理是一种常规设计，管线经过坝缝才有，若管线不经过坝缝，则没有)所述的压力钢管3.2顺着所述的边坡3.4走向布置，且所述的压力钢管3.2的另一端出口位于尾水位以下。

所述的排水泵房水泵设备部分1位于电站地下厂房副安装场5内部；所述的电站地下厂房副安装场5内设置有排水干管5.1、清洁水干管5.2和排水泵房5.3。

所述的排水泵房水泵设备部分1包括渗漏集水井1.1、长轴深水泵1.2、弹性座封闸阀1.3、止回阀1.4、压力表1.5、排气阀1.6、液位计1.7和示流信号器1.8。(其中：渗漏集水井1.1用于收集地下电站厂房内的渗漏水；长轴深水泵1.2用于排出渗漏集水井1.1中的集水；弹性座封闸阀1.3用于切断管线中的水流；止回阀1.4防止管线中的水流倒流；压力表1.5用于监测管线压力；排气阀1.6用于进行长轴深水泵1.2的管线出口处的补气，防止长轴深水泵1.2的水泵出口处出现真空破坏；液位计1.7用于监测渗漏集水井1.1中的水位；示流信号器1.8用于监测管线中的水流流量。)

所述的渗漏集水井1.1内部一侧设置有液位计1.7，所述的渗漏集水井1.1底部设置有潜水排污泵1.1.1，所述的潜水排污泵1.1.1通过管线与下游的尾水相贯通；

所述的渗漏集水井1.1内设置有三个长轴深水泵1.2，每个所述的长轴深水泵1.2均通过管线与内部设置的排水干管5.1相连接；

所述的清洁水干管5.2通过管线与所述的长轴深水泵1.2顶部电机连接；

每个所述的长轴深水泵1.2的顶部出口与所述的排水干管5.1之间依次设置有排气阀1.6、压力表1.5、示流信号器1.8、弹性座封闸阀1.3和止回阀1.4。

所述的水泵扬水管线部分2包括扬水钢管2.1和拍门2.2；所述的扬水钢管2.1的一端沿施工支洞4明敷，并伸入至所述的竖井3.1内，所述的扬水钢管2.1的出口上设置有拍门2.2，所述的拍门2.2位于所述的竖井3.1内，所述的扬水钢管2.1的另一端与所述的排水干管5.1相连接。(优点如下：①、当排水干管5.1在水泵断电工况时，通过竖井3.1对排水管线进行补气，防止排水管线最高点出现真空破坏甚至弥合性水锤，有效地解决真空破坏甚至弥合性水锤等影响排水系统安全运行的问题。②、本实用新型中的扬水钢管的出口设置在竖井内，而竖井内水位较为平稳，因此水泵扬水管线部分2出口压力稳定；同时，由于竖井3.1及边坡3.4外部结构的保护，有效地避免了大坝泄洪时涌浪对水泵扬水管线部分2出口的直接拍打，有利于水泵的长期稳定运行。)

为具有可比性，以某电站为例，在集水井相同的有效容积150m³条件下，本实用新型设计与传统设计的经济技术比较如下表1所示：

表1本实用新型设计与传统设计的经济技术比较

由上表1可以看出，采用本实用新型设计方案，较传统设计方案可以节省工程投资、降低能耗，还大幅地提高了系统安全稳定运行性能。(上述表格详细的描述了本实用新型中的优点③④⑤)

参见图1所示：本实用新型一种结合边坡竖井的大型地下式水电站厂房渗漏排水系统包括三个部分：第一部分为排水泵房水泵设备部分1，排水泵房水泵设备部分1布置在电站地下厂房副安装场5；第二部分为水泵扬水管线部分2，水泵扬水管线部分2中的管线可以采用明管布置，由渗漏集水井1.1至竖井3.1部分(即图中的扬水钢管2.1)；第三部分为重力流自流部分3，重力自流部分的管线采用埋管布置，由沿竖井3.1的出口至下游尾水位以下。

参见图2所示：第一部分为排水泵房水泵设备部分1，包括渗漏集水井1.1、潜水排污泵1.1.1、长轴深水泵1.2、弹性座封闸阀1.3、止回阀1.4、压力表1.5、排气阀1.6、液位计1.7、示流信号器1.8当渗漏集水井1.1内水位到达工作泵启动水位(工作泵启动水位特指工作泵启动的控制水位，需根据现场实际情况进行判定)时，长轴深井泵1.2启动排水；当渗漏集水井1.1内水位到达备用泵启动水位(备用泵启动水位特指备用泵启动的控制水位，需要根据现场实际情况进行判定)时，备用的长轴深井泵1-2启动排水；当渗漏集水井1.1内水位降至停泵水位时，长轴深井泵1.2停止工作。(本实用新型图1的长轴深井泵1.2有三个，其中一台为工作泵，另外两台为备用泵)

参见图3所示：第二部分为水泵扬水管线部分2，排水管线由地下式厂房渗漏排水泵房内的排水干管引出，沿着施工支洞明敷，一直引至设置在下游边坡上的竖井3.1，管线上的部件依次为：扬水钢管2-1和拍门2-2。

参见图4所示：第三部分为重力自流部分3，从竖井3.1另一端底部布置埋管，压力钢管3.2沿着边坡向下，在下游水位以下排出，管线上的部件依次为：竖井3-1和压力钢管3-2。

系统运行机制：当电站正常运行时，长轴深井泵1.2正常工作，该渗漏排水系统将渗漏集水井1.1中的渗漏集水通过水泵扬水管线部分2排至竖井3.1中，再从所述的竖井3.1的另一端通过管线重力流自流部分3快速下排至下游尾水中。此时的竖井3.1起到排水系统稳压、补气的作用。

当电站泄洪时，下游边坡遭受泄洪涌浪的拍打，而长轴深井泵1.2仍然正常工作。此时的竖井3.1起到保护水泵扬水管线部分2出口的作用(即保护拍门2.2的作用)，防止涌浪对管路出口进行拍打以及洪水倒灌，使得水泵扬水管线部分2出口压力相对稳定，从而保证水泵的安全稳定运行，以确保地下厂房的安全。

当水泵抽水突然断电，水流在扬水管线2.1最高点处出现真空，此时的竖井3.1起到补水、补气的作用，防止扬水管线2.1因真空过大而被破坏，避免管线内形成弥合性水锤。

上述未详细说明的部分均为现有技术。

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