[发明专利]用于降低泄水建筑物外水压力的排水结构

说明书

本发明涉及一种用于降低泄水建筑物外水压力的排水结构，属于泄水建筑物的洞身结构技术领域，尤其适用于泄水建筑物位于水库内洞身段。本发明通过在泄水建筑物的底部外侧布置透水管，透水管优选采用“U型”布置的软式透水管，将洞身底板以上高程的高压渗透外水排出，可以有效降低泄水建筑物高外水段洞身底板以上的外水压力，使得泄水建筑物高外水段洞身衬砌厚度最优，结构配筋最少，同时洞身开挖工程量也最小，最大限度的降低工程投资，值得其它类似工程借鉴。

技术领域

本发明涉及一种用于降低泄水建筑物外水压力的排水结构，属于泄水建筑物的洞身结构技术领域，尤其适用于泄水建筑物位于水库内洞身段。

背景技术

随着国家对水电清洁能源的需求，修建大量的高坝，利用水头进行发电，对于建设在高山峡谷区域的高坝大库水电工程，为满足枢纽运行安全，一般需要专门设置泄洪及放空等泄水建筑物。为尽量简化泄水建筑物结构，一般优先利用微凸地形布置“一坡到底”的泄水建筑物。

由于地形及枢纽布置限制，泄水建筑物洞身有很长一部分会采用地下结构或者全程采用地下结构，埋设于基岩内，相应地，地下渗透水则会在洞身外部产生外水压力，影响洞身结构安全，常见的泄水建筑物的平面布置结构可参见图1，泄水建筑物洞身有很长一部分会位于水库内的基岩内，后期水库正常运行且不泄洪时，位于水库内的洞段(高外水段)的洞身将承受很大的外水压力，此外水压力对泄水建筑物洞身结构稳定起决定性作用。为确保高外水段洞身结构稳定，一般采取洞身布设排水孔和加厚洞身衬砌的方式。由于泄水建筑物洞身段一般为高流速段，为了避免后期运行时洞身发生空蚀空化破坏，泄水建筑物过流面必须保持平整，因此泄水建筑物洞身段底板和边墙设计水面线以下部分不能布置排水孔，仅能在洞顶布置排水孔，这样可以降低洞身段顶拱以上一定的外水压力，但由于降低的幅度有限，仍然需要加厚洞身衬砌才可以确保洞身结构稳定。

现有技术的主要缺点如下：

1、通过增加高外水段无压洞段洞身衬砌厚度的方法虽然可以保证处于库内的洞身结构稳定，但是加厚衬砌后隧洞开挖和洞身混凝土衬砌工程量增加较多，对工程投资不利。

2、在高外水段无压段洞身顶拱布置排水孔，一定程度上降低了处于库内高外水段洞身外水压力，但是由于仅在顶拱布置排水孔，高外水段洞身边墙外侧外水压力降低幅度有限，仍然需要加厚洞身衬砌才能满足洞身结构稳定，洞身工程量仍然相对较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于降低泄水建筑物外水压力的排水结构，使得洞身外侧外水压力的降低幅度更大，从而减少洞身工程量。

为解决上述技术问题本发明所采用的技术方案是：用于降低泄水建筑物外水压力的排水结构，包括泄水建筑物，泄水建筑物至少具有部分节段布设于基岩内，布设于基岩内的这部分节段泄水建筑物在顶部设置有排水孔，排水孔连通泄水建筑物的内腔和外侧空间，排水孔的出水端底部在泄水建筑物内腔的高程高于泄水建筑物的设计水位线，布设于基岩内的这部分节段泄水建筑物在底部设置有透水管，透水管布设于泄水建筑物的外侧，透水管的管身具有渗水进水孔，透水管的出水端连通至泄水建筑物顶部的排水孔。

进一步地是：泄水建筑物的顶部两侧均布置有排水孔，透水管沿着泄水建筑物的外周向呈“U型”分布，沿着透水管的轴线方向布置有多个渗水进水孔，透水管的一端连通至泄水建筑物顶部一侧的排水孔，透水管的另一端连通至泄水建筑物顶部另一侧的排水孔。

进一步地是：透水管采用软式透水管。

进一步地是：泄水建筑物为混凝体结构，软式透水管朝向泄水建筑物的一侧设置有保护套，保护套沿着透水管的轴线方向布置，保护套与基岩固定连接，使得保护套将泄水建筑物的外壁与软式透水管的外壁分隔开。

进一步地是：保护套为镀锌铁皮，保护套两侧通过锚钉与基岩固定连接。

进一步地是：排水孔通过预埋的排水管道形成，排水管道的外端伸入基岩内。