[发明专利]引水发电站系统及其施工方法

说明书

本发明公开了一种引水发电站系统及其施工方法，属于水利水电工程建筑物设计建造技术领域。提供一种无需施工通道、施工程序简单、施工难度小且环境影响较小的引水发电站系统及其施工方法。所述的引水发电站系统包括相互连通的引水隧洞和压力管道，其特征在于：所述的引水发电站系统还包括调压隧洞结构，与外部大气连通的调压隧洞结构的低端与引水隧洞的末端连通。所述的施工方法在施工完成引水隧洞后，按规定的形状采用钻爆法由下往上开挖形成钻爆施工隧洞基孔，最后分别同时钻制通气孔道和衬砌混泥土护壁完成所述引水发电站系统的调压隧洞结构的施工。

技术领域

本发明涉及一种引水发电站系统，属于水利水电工程建筑物设计建造技术领域。本发明还涉及一种用于所述引水发电站系统的施工方法。

背景技术

1.名词解释

调压井：当水电站引水线路较长时，当机组运行中突然甩负荷关闭导叶时，由于水流的惯性作用，流道内会产生很大的水锤效应，易损毁发电设备，如无调压井，水锤会击毁导水叶和其它过流部件。为了释放流道内的水锤压力，常常在引水隧洞与压力管道交界处设置调压井，以避免压力管道中的水锤压力传递到引水隧洞中，影响引水隧洞结构安全。调压井一般是从山体中开挖出来的井式结构，故称为调压井。

由于连通管的效应，当机组正常运行时，调压井内水位与上游水库水位基本是平齐的；当机组甩负荷即关闭正在运行的机组导叶时，由于压力管道中的水锤产生涌波，调压井内的水位将高于上游库水位；当机组增负荷即开启未运行的机组的导叶时，由于压力管道中的水锤作用，调压井内的水位将低于上游库水位。由此，对于调压井而言，为满足甩负荷时涌波水位的要求，其结构顶高程必须是大于上游水库水位的。

2.引水式水电站引水发电系统常用的布置形式

目前，水电站引水发电系统常用布置型式的结构特点为：

(1)从上游至下游，引水系统由引水隧洞、调压井、压力管道、发电厂房、尾水通道等组成。

(2)调压井通过在地下山体井挖形成，其施工程序通常为：1)首先，采用反井钻自下而上形成中导井；2)随后，自上而下进行扩挖段开挖施工，通过中导井溜渣至调压井下部；3)最后，进行调压井衬砌混凝土施工。

(3)对于调压井的施工通道，通常采用以下两种方式：1)沿坡脚(发电厂房附近)的场内公路向上明挖形成盘山的施工便道，至调压井顶部高程附近后，再洞挖形成交通洞至调压井顶部；2)在地下山体中，从引水隧洞向上洞挖形成施工支洞，至调压井顶部高程附近时再洞挖形成施工平洞至调压井顶部。

该结构的优点为：调压井本身的井挖工程量较小。该结构的主要问题为：1)至调压井顶部施工通道的工程量较大；2)调压井施工程序复杂、施工难度较大，尤其是布置于地下的“施工支洞+施工平洞”方案；3)“施工便道+交通洞”方案需要通过在天然地形线开挖形成盘山的施工便道，将对工程区生态环境造成较大破坏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种无需施工通道、施工程序简单、施工难度小且环境影响较小的引水发电站系统。本发明还提供一种用于所述引水发电站系统的施工方法。

为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种引水发电站系统，包括相互连通的引水隧洞和压力管道，其特征在于：所述的引水发电站系统还包括调压隧洞结构，与外部大气连通的调压隧洞结构的低端与引水隧洞的末端连通。

进一步的是，所述的调压隧洞结构包括调压隧洞本体和通气孔道，所述的调压隧洞本体通过所述的通气孔道与外部的大气连通，所述调压隧洞本体的末端与引水隧洞的末端连通。

上述方案的优选方式是，所述的调压隧洞本体为布置在引水隧洞末端与通气孔道位于山体内那一端之间的钻爆施工隧洞。

进一步的是，所述的钻爆施工隧洞沿最大爬坡坡比呈直线形、折线形或曲线形的布置在引水隧洞末端与通气孔道之间的山体中。